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浅析船舶柴油机润滑系统的重要性

发表时间：2021/4/14 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：付勇

[导读] 船舶柴油机是由多个系统构成，主要包括配气、燃油、润滑、冷却、启动五个系统，其中润滑系统对船舶柴油机的运转有着重要的作用。基于此，本文先是分析船舶柴油机润滑系统的重要性，然后对润滑系统合理设计及故障诊断进行分析，目的是减少船舶故障的发生率，提高船舶的经济效益。

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摘要：船舶柴油机是由多个系统构成，主要包括配气、燃油、润滑、冷却、启动五个系统，其中润滑系统对船舶柴油机的运转有着重要的作用。基于此，本文先是分析船舶柴油机润滑系统的重要性，然后对润滑系统合理设计及故障诊断进行分析，目的是减少船舶故障的发生率，提高船舶的经济效益。
关键词：船舶柴油机；润滑系统；重要性；合理设计；故障诊断
        引言
        航运业在我国经济、军事和政治等方面具有举足轻重的影响，船舶柴油机则是船舶重要的动力装置，对船舶的正常营运有着重要的作用。船舶柴油机是一个复杂的运动机械，由多个系统和调速装置构成，虽然柴油机的结构型号不同，但是工作原理及总体结构大致相同。一般来说，柴油机是由机座、机架、气缸等固定件，活塞、连杆组件、曲轴等运动件，配气及换气机构、燃油、润滑、冷却、启动和控制系统构成。其中，润滑系统在整个工作过程中起到非常重要的作用。
        1、船舶柴油机润滑系统的重要性分析
首先，从船舶柴油机润滑系统的构成来看，一般船舶柴油机润滑系统由滤器、油底壳、供油管、供油泵、滑油冷却器、三通恒温阀、压力调节阀、压力传感器、温度传感器、净化系统、曲轴箱通风系统、各类阀件及滑油舱柜等构成。润滑系统的主要作用是向柴油机各运动部件运送润滑油，主要目的是起到润滑和冷却的作用。具体在柴油机中起到的作用有：（1）减小摩擦。润滑油可在柴油机运动摩擦副表面形成一层油膜，这层油膜可减少摩擦，降低相对运动产生的磨损，进而延长运动部件的使用寿命，提高工作效能，这也是润滑系统重要性的体现之一；（2）冷却。在柴油机工作中，由于相对运动会产生大量的热量，会对机械造成影响，因此需要使用润滑油进行热交换，以此减小摩擦的同时将产生的热量带走，进而达到保护机械的目的；（3）清洁。在润滑系统循环的作用下，随着滑油的流动，可将因摩擦而产生的金属颗粒带走，如此一来便能保持部件表面的清洁；（4）防腐。相比较其他介质，海水的腐蚀性比较强，而通过使用润滑油，可在运动副表面形成一层油膜，这一层油膜能够有效隔绝空气，可避免海水蒸汽及燃烧废气等直接腐蚀金属，进而有效避免金属的腐蚀；（5）传递动力。在推力轴承中，推力环与推力块间形成的动力油压，能够传递动力；（6）密封。油膜不仅能够减少摩擦，还能够增强运动副的密封性能，比如油膜可存在于柴油机活塞和缸套之间，从而增强密封性能；（7）降噪。运动副表面形成的油膜还能够实现一定的缓冲，避免与金属表面直接接触，这样便能够有效降低噪声。
        其次，从滑油运送的方式来看，可分为飞溅润滑、压力润滑、注油润滑和人工润滑这几种方式，不同的运送方式对柴油机的运转产生影响也不同。比如，在中小型筒形柴油机中，常用飞溅润滑的方式运送滑油，其优点是不需要增加专门的润滑装置，可满足柴油机运转的基本需求。
        最后，从滑油系统的运行原理来看，其可通过重力、手摇泵、电动泵等运送方式将润滑油运送至油底壳，油底壳的滑油通过供油管道经过滑油冷却器冷却，使润滑油保持在合适稳定的温度，而稳定温度的滑油再经过滤器净化后，分别运送至柴油机的不同部位进行润滑，如摇臂、曲轴、十字头销等。另外，滑油系统中的压力调节阀，能够调节经过的滑油压力，使滑油压力稳定在柴油机运行时允许范围内，以保证柴油机正常启动运行。
        总的来说，在柴油机正常运转前，需要经过预润滑系统为柴油机润滑，从而减少各个运动摩擦副的摩擦，延长设备的使用寿命。同时，在柴油机正常运转过程中，能起到减摩和冷却的作用，除此之外还能起到清洁、防腐、密封、降噪、传递动力等作用。因此，润滑系统在柴油机正常运转中起到非常重要的作用。
        2、船舶柴油机润滑系统的合理设计
        基于船舶柴油机润滑系统重要性的基础上，应合理的进行润滑系统的设计。

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具体可从以下两个方面着手：
        2.1曲轴箱油净化系统设计
        考虑润滑油在柴油机持续运转中，可能会混入一些杂质及被空气氧化变质，此时就需要设置相应的曲轴箱油净化系统，以此对滑油循环柜的曲轴箱润滑油进行净化处理，从而将润滑油中的杂质及氧化物去除。另外，柴油机的润滑系统，应当满足这两个条件：一是能保证持续且均匀地供应一定压力的润滑油；二是要具有良好的密封性能和冷却性能，可有效避免润滑油受外界杂质或水分的污染，并维持润滑油有适宜、稳定的温度。而为了能够满足这两个条件，在设计柴油机润滑系统时，建议采用润滑油循环系统，通过润滑油泵循环给油，保证充足油量的同时，充分发挥出润滑油的作用。
        2.2滑油管系设计
        滑油管系是船舶的动力管系之一。一般而言，对滑油管系的要求是：（1）尽可能简单进行布置，建议设计为直线布置，减少弯头，从而减少成本；（2）重视管路的固定，应在间隔一定距离处设置支撑，避免滑油管系因热胀冷缩或船体震动而出现变形；（3）滑油管系要避开与其他管系混用，也不可以通过淡水舱或压载水舱，从而避免滑油被污染或滑油污染淡水；（4）在布置滑油管系时，应远离热源，尤其是要避免在锅炉、烟管等装置附近设计布置，从而避免安全事故发生；（5）输送滑油的压力管，应选择具有法兰接头或焊接接头的无缝钢管，其他适合材料的管子也可，同时也要注意在滑油管路中设置回油管系；（6）应在滑油舱柜间设置联通管路，并在管路上设置截止阀，目的是保证各滑油舱柜之间能够实现滑油柜互相驳运和互相锁闭。
        3、船舶柴油机润滑系统的故障诊断
        基于船舶柴油机润滑系统的重要性基础上，除了要加强润滑系统的合理设计以外，也要重视润滑系统的故障诊断。因为船舶柴油机润滑系统故障具有多发性的特点，而润滑系统又是柴油机健康运转的重要保证，因此必须要加强润滑系统诊断技术的研究。
        3.1建立诊断模型
        由于船舶柴油机工作环境较复杂，一定程度上会降低滑油系统的可靠性，也因此需要经常对滑油的油质进行检查，避免因滑油失效而引发故障。滑油系统比较常见的故障有温度异常、压力异常、滑油耗量较大及滑油失效。针对这些常见的故障，应建立相应的故障诊断模型，在对滑油系统故障分类的基础上，对其故障诊断进行任务分解。如温度异常可分解为进机油温过低和过高；压力异常可分解成进机油压过低和过高等。之后再建立起故障树，对某个故障节点进行判断，逐一找到故障的原因。接着构建网络拓扑结构，最后再确定网络中节点的先验概率和条件概率，从而完成滑油系统的故障诊断。
        3.2故障诊断流程
        从现有的柴油机滑油系统来看，大部分数据信息并不能够通过传感器直接采集，如滑油在燃烧时，排气管冒出的蓝烟或蓝白烟、弹簧的折断这类节点信息，只能够依靠工作人员检查观测得知，所以在故障发生时，一般是先由工作人员初步对滑油系统进行检查，记录系统中部分设备运行的情况，之后再将这些观测信息录入到诊断系统中，并输入查询的节点，待诊断完成后，会有一个输出，也就是当前故障的原因节点。
        结语：
        总而言之，润滑系统作为船舶柴油机重要的构成部分，对柴油机的正常运转有着极其重要的作用，因此需要在充分了解滑油系统构成及作用的基础上，对系统中的各技术节点进行合理设计，同时也要加强滑油系统的故障分析，通过建立相应的故障诊断模型，以便能够及时分析和排除故障，进而减少故障的发生，保证滑油系统能够正常运转。
参考文献：
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