船用氣缸油主要用作潤滑十字頭型二沖程發(fā)動機的氣缸部分。由于十字頭二沖程發(fā)動機沖程長,氣缸和曲軸箱的潤滑是分開的。氣缸潤滑油是一次性消耗的。
十字頭型二沖程機工作要求活塞環(huán)和缸套間保持良好潤滑,磨損最??;保持活塞環(huán)岸區(qū)清潔,減小硫酸對發(fā)動機部件的腐蝕,具有良好的分水作用,不生成凝膠。此外還要求在潤滑系統(tǒng)不形成沉積物。
為了滿足以上這些作用要求,因此氣缸潤滑油必須具備下列的性能:
中和能力
船用氣缸油主要性能之一是具有足夠的中和能力。當使用殘渣燃料時,其含硫量往往在2.5%~3.5%,有的可高達5%。因此氣缸油必須儲備足夠的堿值,具有高度的酸中和能力,以中和含硫燃料在燃燒后所形成的硫酸、三氧化硫等酸性物質(zhì),克服由此產(chǎn)生的腐蝕磨損。
為了控制發(fā)動機活塞環(huán)和氣缸套的腐蝕磨損,氣缸油應具有高的TBN和有效的TBN。有效的TBN可用添加劑的酸中和速度表示。油中若單獨用硫酸鈣,其中和速度甚慢,但易于水發(fā)生作用,故船用油中不使用。從中和速度看,船用氣缸油添加劑配方中一定要使用硫化烷基酚鈣。
在氣缸油中堿性金屬清凈劑中堿性組分碳酸鈣周圍吸附著磺酸鈣(具有表面活性物質(zhì))分子層,懸浮在油中呈膠體狀態(tài)(保持添加劑的穩(wěn)定性),同時在油中還有一部分游離的中性磺酸鈣,這部分磺酸鈣分子可以吸附在酸的霧滴表面,對酸滴有增溶作用,并促使其與碳酸鈣顆粒接觸,使酸滴易通過油和磺酸鈣顆粒的表面活性物質(zhì)層,這對中和反應速度起決定作用。碳酸鈣濃度(TBN大小)和表面活性物質(zhì)結構類型(磺酸鈣或硫化烷基酚鈣)是影響反應速度的主要角色。例如,由于磺酸鈣分子間斥力大,烷基酚分子斥力小些,因此烷基酚鈣容易吸附在酸滴表面,酸中和反應速度快。高堿磺酸鈣要兼顧到產(chǎn)品的酸中和能力和清凈性能,皂含量不能低于20%~18%,以保證有足夠的游離中性磺酸鈣。燃料中硫燃燒后生成的硫酸與添加劑碳酸鈣膠體中和生成無機鹽,從而防止或減少了對金屬部件表面的腐蝕磨損。
鈣化物中和硫酸而生成硫酸鈣。這種鈣化物比硫酸鋇、硫酸鎂硬度更低,相當松軟,從而不易造成活塞環(huán)和缸套磨料磨損。
潤滑性能
潤滑性能是氣缸潤滑油的基本性能,在發(fā)動機工作狀況下,保持運動部件間有足夠的油膜,而減少金屬部件表面的磨損。而作為氣缸油的潤滑性能又有其特殊的要求,就是要具有良好的擴散性能。十字頭發(fā)動機氣缸部分的潤滑,由于發(fā)動機沖程長,缸徑大,都采用注油潤滑。氣缸潤滑油在較高溫度時,既要保持足夠的粘度,又要具有良好是擴散性,即潤滑油從注油孔進入氣缸后,能在氣缸壁注油孔周圍蔓延開來,將潤滑油覆蓋在缸壁金屬表面,保證氣缸的良好潤滑。
氣缸油的擴散性與油品本身的組成,粘度和注油率有關。當油品配方和注油率選定后,油品的擴散性就由油品的表面張力潤濕性決定的。通常在油品配方中加入少量的表面活性劑,即可提高油品的擴散性能。
清凈分散性能
十字頭發(fā)動機船用汽缸油,由于使用含硫的殘渣燃料,要求汽缸油具有高的TBN,目前國外使用得最多的是70TBN汽缸油,也有100TBN的油品供應。高TBN的汽缸油通常加有20%~30%高堿性即高TBN金屬清凈劑。這些金屬清凈劑是高堿慌酸鈣、高堿環(huán)烷基和高堿硫化烷基酚鈣。這些金屬清凈劑,除提供TBN以中和燃料含硫化物的燃料產(chǎn)物之外,都具有優(yōu)越的清凈性能,抑制、清洗和分散生成的膠質(zhì)和沉積物,保持活塞的清潔。
相關評論