康明斯柴油机系列讲座之十一——康明斯柴油机润滑系统的构造及维修

润滑系统的作用是使柴油机的运动零件表面得到良好的润滑,以减少柴油机的摩擦功损失和柴油机零件的磨损,同时带走零件表面因摩擦而产生的热量以及磨屑。润滑系统由机油盘、吸油管、机油尺及其套管、机油滤清器、机油冷却器、机油节温器、机油压力调节阀和机油泵等组成。     

农用柴油机润滑系统及其故障排除

柴油机工作过程中,相对运动的运动件之间存在着摩擦,如果任由零件之间产生干摩擦将会造成功率严重损失,零件磨损,同时产生大量热量,引起零件相对运动的表面熔化,柴油机无法工作。为了保证正常工作,必须为相对运动的表面添加润滑油来减小摩擦磨损,润滑油如同柴油机的"血液",由于它的存在,柴油机寿命才得以大大延长。因此润滑系统能否正常工作尤为重要。对如何处理润滑系统存在一些故障以及如何预防故障发生进行研究,找出故障的原因以及相应的排除和预防方法。     

柴油机润滑系统的预防性维护

润滑系统的功用是向发动机各运动摩擦副提供清洁、充足的润滑油。它能否正常工作直接影响发动机的使用性能和寿命,因而做好柴油机润滑系统的预防性维护工作是十分重要的。下面以ZL50型装载机的6135K-9a型柴油机为例,介绍柴油机润滑系统的预防性维护。柴油机主要运动件的摩擦副表面依靠压力和飞溅方式润滑,压力润滑油由齿轮式机油泵提供,经粗滤和冷却后进入各运动件的摩擦副进行润滑,飞溅润滑靠曲轴旋转将连杆轴承中泄漏的润滑油带起而达到润滑的目的。     

柴油机机油压力过低故障诊断

柴油发动机主要零件是靠机油润滑,如果机油压力过低,相对运动的零件之间难以形成润滑油膜而造成干摩擦,继续使用发动机会酿成烧瓦、拉缸等重大事故。当柴油机机油压力低于0．2MPa时,应立即停机,检查原因。     

柴油机活塞环表面类金刚石薄膜在模拟工况下摩擦学性能

大缸径、长冲程的大功率柴油机的活塞环-缸套摩擦副易发生异常磨损,使柴油机动力性能丧失,甚至发生拉缸等重大事故,通过先进的表面处理技术可显著改善活塞环-缸套摩擦副的润滑条件,提高活塞环-缸套摩擦副的摩擦学性能。采用阴极电弧离子镀技术在铬-陶瓷复合镀(CKS)活塞环表面制备厚度为7 μm的DLC薄膜,研究CKS活塞环表面的DLC薄膜在柴油机模拟工况下的摩擦学性能。结果表明：在干摩擦、室温贫油和高温贫油的工况下,CKS活塞环表面的DLC薄膜可以显著减小活塞环-缸套摩擦副对摩的摩擦因数,降低缸套的磨损;摩擦过程中DLC薄膜与润滑油的协同润滑作用以及DLC薄膜的石墨化是改善活塞环-缸套摩擦副摩擦学性能的主要原因。     

柴油机保养的“一二三四歌”

一磨合 新柴油机使用前一定要先磨合,因为互相摩擦的零件表面上看光滑,实际上用放大镜看并不光滑。任何零件的表面都不是绝对的光滑的,零件表面总会存在着由较小间距峰谷组成的微观高低不平的痕迹。痕迹的波距小于1mm的属于表面粗糙度,也称为微观不平度。柴油机主轴颈和主轴瓦间隙0．07—0．11mm为正常,最大间隙为0．25mm。表面粗糙度的大小对零件的使用性能和寿命有很大影响。磨合时,柴油机转速应由小到大,负荷也由小到大。柴油机在磨合期内,转速要时常改变,油门不要固定在某一转速持续运转,目的是使各零部件均衡承载,但不可超过规定的最高转速。     

增压中冷柴油机润滑系统优化设计

对某增压中冷柴油机润滑系统关键部位的机油流量、压力与温度进行台架测试;建立该柴油机润滑系统的仿真模型,对润滑系统的流动特性进行仿真分析,试验结果与仿真结果基本一致,验证了仿真模型的准确性。研究表明:该柴油机润滑系统机油泵供给充足,关键摩擦副的流量、压力满足要求,最小油膜厚度明显高于许可值。在满足关键摩擦副润滑要求的前提下,优化了活塞冷却喷嘴尺寸和机油泵流量特性,解决了活塞冷却喷嘴冷却过度的不足。     

表面纹理结构加工方式对柴油机缸套-活塞环摩擦副的摩擦特性影响研究

为实现柴油机缸套-活塞环系统的润滑、减磨以及降耗,为柴油机缸套表面纹理加工方式的选取提供依据,以船舶柴油机的缸套-活塞环摩擦副为研究对象,从摩擦因数、接触电阻及表面粗糙度等方面,研究不同加工方式制备的缸套表面纹理微结构的摩擦性能。结果表明：机械加工表面磨损随载荷的增加呈现逐渐上升的趋势,而化学刻蚀加工表面磨损则呈现先增后减的趋势;在低载荷时,机械加工的缸套表面摩擦学性能优于化学刻蚀加工,高载荷时化学刻蚀加工的缸套表面摩擦学性能优于机械加工的缸套表面。     

轴瓦表面波纹度对柴油机连杆大头轴承润滑特性的影响

柴油机连杆大头轴瓦表面在加工过程中存在波纹度,表面波纹度严重影响轴承接触表面的润滑性能。针对这一问题,建立考虑表面波纹度的连杆组弹性流体动力学模型,分析不同波纹度幅值、阶次和数量对连杆大头轴承润滑特性影响规律。结果表明：随着波纹度幅值、阶次和数量的增加,最小油膜厚度总体先增大后减小,总摩擦功耗先减小后增大,表明合理分布的表面波纹度对轴承性能有积极影响,可提升轴承的润滑性能;基于Box-Behnken试验设计与响应面法对柴油机连杆大头轴承润滑特性进行研究,以轴瓦表面波纹度的幅值、阶次和数量为优化变量,以最小油膜厚度和总摩擦功耗为优化目标进行响应面分析,并结合带精英策略的非支配排序遗传算法进行优化。结果表明：不同轴瓦表面波纹度对连杆大头轴承润滑特性影响差异较大;相较轴瓦光滑表面,优化后最小油膜厚度增加了11%;总摩擦功耗降低了14%。     

计入曲轴轴向运动的船舶柴油机主轴承混合润滑分析

大型船舶柴油机曲轴在螺旋桨轴向推力激励下,轴向运动较为明显。为探究轴向运动对于支撑曲轴的主轴承润滑的影响,以一船舶柴油机曲轴-轴承为研究对象,同时计入螺旋桨轴向激励和柴油机自身激励共同引起的轴向运动、微峰接触（干摩擦）,建立船舶柴油机主轴承的混合润滑模型。运用有限元法计算曲轴轴向运动,结合动力学方法,通过求解计入轴向运动和表面粗糙的平均Reynolds方程获得油膜压力,基于Greenwood-Tripp接触理论获得表面微峰接触压力。结果表明：计入轴向运动后,轴承的油膜峰值压力和油膜摩擦功耗均降低,微峰接触峰值压力均增加,但8个轴承的微峰接触摩擦功耗则是有的增加、有的减少,且影响显著,原因较为复杂;计入轴向运动后,最小油膜厚度、端泄流量、轴颈中心轨迹等的变化相对较小。因此,为更加全面、更加准确地预测大型船舶柴油机主轴承的混合润滑,必须计入轴向运动的影响。     

柴油机曲轴和轴瓦烧蚀的防治

1．原因分析柴油机曲轴与轴瓦之间是滑动摩擦。造成曲轴轴瓦磨损烧蚀的根本原因是润滑条件不良,出现半干摩擦或干摩擦,使轴瓦表面擦伤,防护层脱落,表面高温使减磨合金层损坏和熔化,轴瓦烧蚀。导致曲轴与轴瓦烧蚀的主要原因是：润滑油牌号不对或质量不合格;机油容量不足、润滑系统油压低,曲轴轴颈与轴瓦之间不能形成良好的润滑油膜：轴瓦本身厚度差超限：轴瓦压紧余量不够：     

柴油机拉缸的原因

造成柴油机拉缸的原因主要有10个方面:(1)冷却水不足、气缸套润滑不良冷却水大量消耗、泄漏、放水螺塞松脱,冷却水流尽,造成机温过高,破坏了油膜,使活塞与缸套呈半干摩擦状态,进而造成缸套与活塞拉伤;气缸套润滑油量不足,机油黏度过高或过低,与活塞配合间隙过小等,也会使气缸套表面因局部润滑不良、摩擦加剧而使温     

基于低摩擦的柴油机节能新方法研究

针对车用柴油机节能问题,提出一种基于低摩擦技术的柴油机综合节能方法。研究柴油机摩擦副低摩擦技术,采用涂层技术与润滑技术减少摩擦副磨损;搭建柴油机节能综合试验台,通过油耗仪和尾气分析仪检测节能减排效果。实验研究表明,采用涂层技术与耐磨润滑油,具有较好的节能效果,实现柴油机的节能,这为车用柴油机的节能减排提供了新的方法与思路。     

12V240ZJ柴油机润滑系统仿真分析

根据柴油机润滑系统结构参数和柴油机运行参数及曲轴主轴承、连杆轴承和凸轮轴承各处粗糙度计算出满足各轴承呈流体润滑所需最小油膜厚度.为了保证柴油机润滑油路不产生气阻现象,能对各摩擦副提供足够的润滑油,通过柴油机的结构参数计算出了满足本款柴油机润滑系统的最小安全油压.通过机械液压仿真软件搭建本款柴油机的润滑系统仿真模型,在满足本款柴油机润滑系统中各轴承最小油膜厚度和油路最小安全油压的条件下,通过仿真得出了本款柴油机的最佳机油泵.     

康明斯柴油机系列讲座之一康明斯柴油机概况

编者按:作为机械车辆设备的动力装置,康明斯柴油机被广泛采用,社会保有量逐年增加.由于康明斯柴油机结构复杂,燃油系结构独特,不少用户在使用、管理过程中存在一些问题.本刊应广大用户要求,经过充分准备,邀请厂家工程师撰稿,从本期起,推出<康明斯柴油机系列讲座>.该系列讲座将对工程机械用康明斯柴油机的型号、分类,各机构系统(尤其是燃油系统)结构原理,尤其是使用、维修注意事项,整机常见故障分析及保养规定要求等内容进行讲述.帮助广大用户正确使用、维修康明斯柴油机,延长其使用寿命并提高经济效益,同时也为广大用户读者提供一套较为完整、系统的康明斯柴油机使用维修技术资料.     

康明斯柴油机油底壳进水的原因

1.缸套穿孔 康明斯NT855型柴油机在山推TY220型推土机和中环牌自卸汽车上均有使用。它采用湿式气缸套,缸套直接与柴油机冷却水接触进行散热。冷却水在循环过程中冲刷气缸套的外表面,会在气缸套外表面形成穴蚀及气蚀现象;时间一长会使缸套外表面的迎水面处出现较密集的凹坑,严重时会使气缸套锈蚀穿孔,冷却液就会通过缸套的穿孔进入柴油机油底壳内。要检查缸套是否穿孔或具体是哪一缸     

基于热弹流体动力混合润滑的船舶柴油机主轴承摩擦研究*

基于柔性机体和柔性曲轴模型,运用JFO边界条件下的扩展Reynolds方程和Greenwood/Tripp微峰接触理论,计入温度对摩擦润滑的影响,建立船舶柴油机机体和曲轴耦合下的主轴承的热弹流体动力混合润滑模型,并与不同计算模型进行对比和验证。结果表明:在热弹流体动力混合润滑模型下,单轴承座模型的计算结果偏于保守,整机体模型较为合理;在全柔性整机体模型下,THD模型过于理想,计入定值温度影响的EHD模型较TEHD模型的摩擦功耗偏大,说明温度对油膜的影响对主轴承的摩擦特性有重要作用。同时,通过与ALLMAIER方法对比验证,表明TEHD计算模型更具可靠性。因此,对于大型船舶柴油机而言,全柔性、计入表面接触和温度对油膜及摩擦副影响的热弹流体动力混合润滑模型是适宜的选择。     

柴油机润滑系统的预防性维护

润滑系统的功用是向发动机各运动摩擦副提供清洁、充足的润滑油.它能否正常工作直接影响发动机的使用性能和寿命,因而做好柴油机润滑系统的预防性维护工作是十分重要的.     

柴油机高压喷油泵凸轮弹性流体润滑设计

对柴油机高压喷油泵中凸轮与滚轮摩擦副的润滑情况进行分析研究,用弹性流体润滑设计方法,计算出凸轮曲率半径,为柴油机高压喷油泵凸轮的设计提出了一种新型的设计思路,减少了传统设计中通过实验得出结论的即复杂又缺少理论依据的状况.     

康明斯柴油机系列讲座之十一康明斯柴油机的调整

康明斯柴油机的调整主要是在柴油机装配或维修保养时进行,一般都要对供油正时和气门间隙进行调整。由于N系列柴油机采用四气门结构和独特的PT燃油系统,所以除了气门间隙和喷油正时的调整外,还包括丁字压板和喷油器柱塞升程的调整(N系列柴油机采用非上止式PT喷油器)。