滑油冷卻器

滑油冷卻器

滑油冷卻器的作用是冷卻潤滑油,保持油溫在正常工作範圍之內。在大功率的強化發動機上,由於熱負荷大,必須裝用滑油冷卻器。發動機運轉時,由於機油粘度隨溫度升高而變稀,降低了潤滑能力。因此,有些發動機裝用了滑油冷卻器,其作用是降低機油溫度,保持潤滑油一定的粘度。滑油冷卻器布置在潤滑系循環油路。

組成

零件組成

殼體、進出端蓋、回程端蓋、管組、晶片、翅片、焊片、接頭、隔圈、導流板等

工作原理

滑油冷卻器 滑油冷卻器

高溫滑油從殼體的進口接管流入殼體內,經分程隔板導流,高速橫向流過冷卻管的外表面,向管內冷卻水放出熱量後溫度下降,由出口接管排出;冷卻水從進出端蓋的進口接管進入管束,沿管束在冷卻管內作回流,吸收滑油放出的熱量後,由進出端蓋的出口接管排出,冷熱介質互不接觸。

滑油

滑油的性質

⑴ 粘度。粘度也是滑油的重要性質之一,它在很大程度上決定著油膜的形成。粘度過 大, 滑油在摩擦表面不能很快散開, 不易形成連續而均勻的油膜, 致使柴油機摩擦損失增大; 粘度過小,則可能不形成可靠的油膜,出現半液體摩擦,潤滑效果降低,致使柴油機承載能 力下降。滑油粘度隨溫度變化而變化,溫度升高,粘度降低。評定不同品種的滑油粘度隨溫 度變化的程度,常採用粘度指數或粘度比。 滑油的粘度指數是通過兩種標準油相比較而得出的。粘度指數在 85 以上者叫高粘度指 數,小於 45 為低粘度指數。粘度指數高,說明該滑油粘度隨溫度變化的程度小,它在高溫 時有足夠的粘度,低溫時粘度又不過高,這樣的滑油品質好。 說明該滑油粘度隨溫度變化的程度小,它在高溫 時有足夠的粘度,低溫時粘度又不過高,這樣的滑油品質好。 粘度比也是評定滑油隨溫度變化的性能指標。 它是滑油在 50℃時粘度與 100℃時粘度的 比值。粘度比小,表示滑油在規定溫度範圍內粘度變化小,質量也就好。

⑵ 酸值。滑油中所含的酸類有兩種,一種是有機酸,它本來就存在於石油中;另一種 是無機酸,即硫酸,它是在煉製過程中,經清洗和中和後殘留在滑油中的。為了去除滑油中 雜質, 冶煉中必須使用硫酸, 再用淡水洗滌, 然後用鹼溶液中和, 所以滑油中存在的無機酸, 就是指殘留的硫酸。它對金屬的腐蝕性很強,可能引起軸承等零件產生麻點。微量的有機酸 對於金屬並沒有腐蝕作用,但當有機酸含量較多時,鉛和鋅很快會起化學變化,銅也會氧化 成氧化銅。 滑油中的酸值是以中和一克滑油所需的氫氧化鉀毫克數來表示的。 滑油不但在煉製過程 中會殘留一定的酸值,而且使用過程中,由於受到氧化和分解作用酸值還會增加。這些酸的 總值稱為總酸值,無機酸值稱為強酸值(又稱水溶性酸) 。 滑油總酸值的迅速增加,表示滑油質量在急劇惡化,滑油中將產生沉澱物,顏色變黑。 按規定,滑油總酸值不允許超過 2.5mg,否則就要更換滑油。

⑶ 抗氧化安定性。抗氧化安定性是滑油抵抗空氣氧化的能力。它可以通過試驗測得。 如果在混有 60ml 水的 300ml 油樣中安放有鋼-銅線製作的催化環,並把它放在溫度為 95℃, 流量為 0.5 l/h 的氧氣流中,在整個試驗過程中間和終了時,又分別去測定它的酸值,當達 到最大酸值時,就可以判斷滑油的抗氧化安定性。 滑油氧化後,不僅使酸值增加,而且由於生成膠狀和瀝青狀結晶物質而使油色變深,粘 度增加。

⑷ 抗乳化度。它是衡量油水混合物分離能力的指標。抗乳化度是指將相同體積(40ml) 的油和水在 54.6℃溫度下攪拌 5min,形成乳化液。靜置後,油水逐漸分離,當達到油水基 本分離(乳化液尚剩下 3ml 以下)時,所需要的時間即為抗乳化度。 海水或淡水混入滑油中會使滑油乳化。滑油乳化後,要生成泡沫,影響滑油壓力。另 外滑油乳化後,不溶解雜質就浮在油中,污染摩擦表面。使部件磨損加劇。 滑油乳化後,要生成泡沫,影響滑油壓力。另 外滑油乳化後,不溶解雜質就浮在油中,污染摩擦表面。使部件磨損加劇。

滑油種類

(一)航空滑油

一般是指用於飛機及地面機場設備使用油品,主要包括航空發動機油、航空傳動系統用油、航空潤滑脂三大類。

(1)航空發動機油

國際上主要的航空發動機油規格仍然以美國軍標規格為主導,此類油品需要重點考慮油品在高低溫條件下的貯存穩定性、氧化安定性和腐蝕性。

最初作為飛機動力的航空發動機是活塞式的,在經歷二次大戰的洗禮後,這種活塞式發動機技術發展到了頂峰;伴隨世界範圍內的經濟成長,這種活塞式發動機已經不能適應高速、高續航能力、低耗能的大型飛機,如運輸機、客機的需要,並隨著航空渦輪發動機的出現,逐步退出航空運輸領域。由此人類航空開始進入噴氣時代。

經過約60年的技術進步,渦輪發動機已經從渦輪噴氣發動機發展到渦輪風扇發動機,大大提高了飛機的安全性、穩定性和經濟性。

隨著航空發動機技術發展、進步和性能提高,處於工作狀態下發動機苛刻度也不斷提高,如現代渦輪風扇發動機局部部件需要在約1200~1500 ℃下穩定可靠的工作,要求的航空發動機潤滑油質量水平也隨之提高。為滿足這種航空發動機對潤滑油的可靠要求,航空發動機油標準也應運而生。

航空發動機油作為航空發動機的血液,一種性能優良的航空發動機潤滑油,不但要為航空發動機各運動部件提供充分潤滑,而且還要提供足夠的密封、散熱作用,從而保障飛機發動機在高速高溫條件下安全、穩定的長時間續航能力。

(2)航空液壓油

航空液壓油主要用作航空液壓系統傳動機構的工作液,也是各種要求較高的液壓機械的理想工作介質。具有良好的高低溫性能、粘溫性、抗剪下性、氧化安定性和液壓傳遞性能,使用溫度為-54℃-135℃。抗氧化安定性可滿足各種新型飛機液壓系統的使用要求。

自20世紀50年代以來,美國空軍一直致力於先進航空液壓油的研究。從石油基型到磷酸酯型,再到聚α-烯烴(PAO)合成烴型,耐燃性的提高一直是促進新型航空液壓油發展的主要驅動力。此外,由於環保意識的日益增強,液壓油的生物降解性和低毒性也變得越來越重要,用航空液壓油取代防鏽液壓油儲存零件成為趨勢。未來,隨著飛機性能的不斷提高,高溫液壓油也成為發展方向。

(3)航空潤滑脂

航空潤滑脂主要用於飛機儀表及操縱部件,低溫性能要求苛刻,同時還有部分在起落及運動部件上的高溫脂。

(二)航海滑油

滑油的品種很多,但船用柴油機的滑油主要有柴油機油(又稱系統油) 、氣缸油和汽輪機油。

⑴ 柴油機油。是指潤滑軸承用的循環系統中的滑油,所以又稱系統油、潤滑油或機油。 柴油機油主要有三個牌號:HC-8、HC-11、HC-14,簡稱為 8 號、11 號和 14 號機油。其中數 字表示該滑油的平均粘度值(cSt) 其中數 字表示該滑油的平均粘度值(cSt) 。它幾乎可以潤滑柴油機所有的運動部件。

⑵ 汽輪機油。主要用於汽輪機的軸承和減速齒輪箱的潤滑和冷卻。它在柴油機中用來 潤滑廢氣渦輪增壓器和調速器。

⑶ 氣缸油。主要用於十字頭式柴油機的氣缸潤滑。由於活塞的運動,故會有少量燃油 中的硫化物混入到氣缸和活塞之間的運動表面之中,因而活塞與氣缸套間的潤滑往往使用 含有鹼的氣缸油來潤滑。氣缸油分為高鹼氣缸油和低鹼氣缸油,分別適用於使用高硫分和 低硫分燃料的十字頭式柴油機的氣缸潤滑。 由於活塞的運動,故會有少量燃油 中的硫化物混入到氣缸和活塞之間的運動表面之中,因而活塞與氣缸套間的潤滑往往使用 含有鹼的氣缸油來潤滑。氣缸油分為高鹼氣缸油和低鹼氣缸油,分別適用於使用高硫分和 低硫分燃料的十字頭式柴油機的氣缸潤滑。

滑油的作用

當油機的軸、活塞、十字頭滑塊等在軸承、氣缸壁、導板上轉動和滑動時,各接觸面 之間就要發生摩擦。如果兩個金屬表面直接接觸而發生乾摩擦,就會消耗大量的動力(變為 熱而散失) ,使柴油機輸出的有效功率大大減少。而更嚴重的是出現相互運動著的部件表面 急劇磨損及其它形式的損壞。 減少摩擦和減輕磨損的方法很多, 在兩摩擦面之間加進一層滑油油膜,使零件的乾摩擦變為油分子的液體摩擦,就是其中一種最有效的方法。摩擦是一種物理現象,磨損是摩擦產生的結果,而潤滑則是降低摩擦,減少摩損的重要措施。

除此之外,滑油系統在柴油機中還有以下作用:

冷卻作用:帶走兩運動表面間因摩擦產生的熱量,保持工作表面的溫度不致過高。

清潔作用:帶走兩運動表面間的灰塵和金屬粉末等雜質,保持工作表面的清潔。

密封作用:活塞與氣缸套之間的潤滑油膜除了潤滑作用外,還能幫助密封燃燒室空間。

防腐蝕作用:因金屬表面被油覆蓋,空氣不能與金屬接觸,因而可防止金屬氧化生鏽。

減振和減輕噪音。

1.

冷卻作用:帶走兩運動表面間因摩擦產生的熱量,保持工作表面的溫度不致過高。

2.

清潔作用:帶走兩運動表面間的灰塵和金屬粉末等雜質,保持工作表面的清潔。

3.

密封作用:活塞與氣缸套之間的潤滑油膜除了潤滑作用外,還能幫助密封燃燒室空間。

4.

防腐蝕作用:因金屬表面被油覆蓋,空氣不能與金屬接觸,因而可防止金屬氧化生鏽。

5.

減振和減輕噪音。

冷卻器

風冷式機油冷卻器

風冷式機油冷卻器的芯子由許多冷卻管和冷卻板組成,在汽車行駛時,利用汽車迎面風冷卻熱的機油冷卻器芯子。風冷式機油冷卻器要求周圍通風好,在普通轎車上很難保證有足夠的通風空間,一般很少採用。在賽車上多半採用這種冷卻器,因為賽車速度高,冷卻風量大。

水冷式機油冷卻器

機油冷卻器置於冷卻水路中,利用冷卻水的溫度來控制潤滑油的溫度。當潤滑油溫度高時,靠冷卻水降溫,發動機啟動時,則從冷卻水吸收熱量使潤滑油迅速提高溫度。機油冷卻器由鋁合金鑄成的殼體、前蓋、後蓋和銅芯管組成。為了加強冷卻,管外又套裝了散熱片。冷卻水在管外流動,潤滑油在管內流動,兩者進行熱量交換。也有使油在管外流動,而水在管內流動的結構。

冷卻器分類

發動機滑油冷卻器:冷卻發動機的潤滑油,保持機油的溫度合理(90-120度)、粘度合理;安裝位置在發動機的缸體部位,安裝時與殼體一體進行安裝

變速器滑油冷卻器:冷卻變速器的潤滑油,安裝在發動機散熱器的下水室內或變速箱殼外側,如果為風冷式則安裝在散熱器的前端

緩速器滑油冷卻器:冷卻緩速器工作時的潤滑油,安裝位置在變速箱外側,多為管殼式或水油複合式產品

補充

廢氣再循環冷卻器:是一種用來冷卻部分返回到發動機氣缸內廢氣和裝置,目的是為了減低汽車尾氣中氮氧化合物的含量

空氣冷卻器:也稱中冷卻器,是一種用來對發動機增壓後的高溫高壓空氣進行冷卻的裝置。通過中冷卻器冷卻,可降低增壓空氣的溫度,從而提高空氣的密度,以達到發動機功率、降低油耗和排放的目的。

功用

滑油冷卻器的功用就是對機油進行強制冷卻,防止油溫過高而使機油消耗量增加,同時還防止機油氧化變質等。

現狀

滑油冷卻器小型化,採用整體針翅管和光管混合管束形式設計縱流式小型滑油冷卻器,還有光管弓形折流板滑油冷卻器、整體針翅管弓形折流板滑油冷卻器,在殼側相同油質量流量下,較之前的單位體積的換熱量較高,而殼側壓降較低,綜合性能優越。

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