[科普中國]-滑油冷卻器

滑油冷卻器組成零件組成

殼體、進(jìn)出端蓋、回程端蓋、管組、芯片、翅片、焊片、接頭、隔圈、導(dǎo)流板等2

工作原理高溫滑油從殼體的進(jìn)口接管流入殼體內(nèi)，經(jīng)分程隔板導(dǎo)流，高速橫向流過冷卻管的外表面,向管內(nèi)冷卻水放出熱量后溫度下降，由出口接管排出；冷卻水從進(jìn)出端蓋的進(jìn)口接管進(jìn)入管束，沿管束在冷卻管內(nèi)作回流，吸收滑油放出的熱量后，由進(jìn)出端蓋的出口接管排出，冷熱介質(zhì)互不接觸。

冷卻器中的滑油滑油的性質(zhì)

⑴ 粘度。粘度也是滑油的重要性質(zhì)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(xù)而均勻的油膜， 致使柴油機(jī)摩擦損失增大； 粘度過小，則可能不形成可靠的油膜，出現(xiàn)半液體摩擦，潤滑效果降低，致使柴油機(jī)承載能 力下降?；驼扯入S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，常采用粘度指數(shù)或粘度比。 滑油的粘度指數(shù)是通過兩種標(biāo)準(zhǔn)油相比較而得出的。粘度指數(shù)在 85 以上者叫高粘度指 數(shù)，小于 45 為低粘度指數(shù)。粘度指數(shù)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(zhì)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(zhì)好。 粘度比也是評定滑油隨溫度變化的性能指標(biāo)。 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(guī)定溫度范圍內(nèi)粘度變化小，質(zhì)量也就好。

⑵ 酸值?；椭兴乃犷愑袃煞N，一種是有機(jī)酸，它本來就存在于石油中；另一種 是無機(jī)酸，即硫酸，它是在煉制過程中，經(jīng)清洗和中和后殘留在滑油中的。為了去除滑油中 雜質(zhì)， 冶煉中必須使用硫酸， 再用淡水洗滌， 然后用堿溶液中和， 所以滑油中存在的無機(jī)酸， 就是指殘留的硫酸。它對金屬的腐蝕性很強(qiáng)，可能引起軸承等零件產(chǎn)生麻點(diǎn)。微量的有機(jī)酸 對于金屬并沒有腐蝕作用，但當(dāng)有機(jī)酸含量較多時，鉛和鋅很快會起化學(xué)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(shù)來表示的。 滑油不但在煉制過程 中會殘留一定的酸值，而且使用過程中，由于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(jī)酸值稱為強(qiáng)酸值（又稱水溶性酸） 。 滑油總酸值的迅速增加，表示滑油質(zhì)量在急劇惡化，滑油中將產(chǎn)生沉淀物，顏色變黑。 按規(guī)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(yàn)測得。 如果在混有 60ml 水的 300ml 油樣中安放有鋼-銅線制作的催化環(huán)，并把它放在溫度為 95℃， 流量為 0.5 l/h 的氧氣流中，在整個試驗(yàn)過程中間和終了時，又分別去測定它的酸值，當(dāng)達(dá) 到最大酸值時，就可以判斷滑油的抗氧化安定性。 滑油氧化后，不僅使酸值增加，而且由于生成膠狀和瀝青狀結(jié)晶物質(zhì)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(biāo)。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。靜置后，油水逐漸分離，當(dāng)達(dá)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?；腿榛?，要生成泡沫，影響滑油壓力。另 外滑油乳化后，不溶解雜質(zhì)就浮在油中，污染摩擦表面。使部件磨損加劇。 滑油乳化后，要生成泡沫，影響滑油壓力。另 外滑油乳化后，不溶解雜質(zhì)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

一般是指用于飛機(jī)及地面機(jī)場設(shè)備使用油品，主要包括航空發(fā)動機(jī)油、航空傳動系統(tǒng)用油、航空潤滑脂三大類。

（1）航空發(fā)動機(jī)油

國際上主要的航空發(fā)動機(jī)油規(guī)格仍然以美國軍標(biāo)規(guī)格為主導(dǎo)，此類油品需要重點(diǎn)考慮油品在高低溫條件下的貯存穩(wěn)定性、氧化安定性和腐蝕性。

最初作為飛機(jī)動力的航空發(fā)動機(jī)是活塞式的,在經(jīng)歷二次大戰(zhàn)的洗禮后,這種活塞式發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展到了頂峰;伴隨世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)增長,這種活塞式發(fā)動機(jī)已經(jīng)不能適應(yīng)高速、高續(xù)航能力、低耗能的大型飛機(jī),如運(yùn)輸機(jī)、客機(jī)的需要,并隨著航空渦輪發(fā)動機(jī)的出現(xiàn),逐步退出航空運(yùn)輸領(lǐng)域。由此人類航空開始進(jìn)入噴氣時代。

經(jīng)過約60年的技術(shù)進(jìn)步,渦輪發(fā)動機(jī)已經(jīng)從渦輪噴氣發(fā)動機(jī)發(fā)展到渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī),大大提高了飛機(jī)的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

隨著航空發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展、進(jìn)步和性能提高,處于工作狀態(tài)下發(fā)動機(jī)苛刻度也不斷提高,如現(xiàn)代渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)局部部件需要在約1200~1500 ℃下穩(wěn)定可靠的工作,要求的航空發(fā)動機(jī)潤滑油質(zhì)量水平也隨之提高。為滿足這種航空發(fā)動機(jī)對潤滑油的可靠要求,航空發(fā)動機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)運(yùn)而生。

航空發(fā)動機(jī)油作為航空發(fā)動機(jī)的血液,一種性能優(yōu)良的航空發(fā)動機(jī)潤滑油,不但要為航空發(fā)動機(jī)各運(yùn)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(jī)發(fā)動機(jī)在高速高溫條件下安全、穩(wěn)定的長時間續(xù)航能力。

（2）航空液壓油

航空液壓油主要用作航空液壓系統(tǒng)傳動機(jī)構(gòu)的工作液，也是各種要求較高的液壓機(jī)械的理想工作介質(zhì)。具有良好的高低溫性能、粘溫性、抗剪切性、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(jī)液壓系統(tǒng)的使用要求。

自20世紀(jì)50年代以來，美國空軍一直致力于先進(jìn)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(jìn)新型航空液壓油發(fā)展的主要驅(qū)動力。此外，由于環(huán)保意識的日益增強(qiáng)，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銹液壓油儲存零件成為趨勢。未來，隨著飛機(jī)性能的不斷提高，高溫液壓油也成為發(fā)展方向。

（3）航空潤滑脂

航空潤滑脂主要用于飛機(jī)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(yùn)動部件上的高溫脂。

（二）航?；?/p>

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

⑴ 柴油機(jī)油。是指潤滑軸承用的循環(huán)系統(tǒng)中的滑油，所以又稱系統(tǒng)油、潤滑油或機(jī)油。 柴油機(jī)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(jī)油。其中數(shù) 字表示該滑油的平均粘度值（cSt） 其中數(shù) 字表示該滑油的平均粘度值（cSt） 。它幾乎可以潤滑柴油機(jī)所有的運(yùn)動部件。

⑵ 汽輪機(jī)油。主要用于汽輪機(jī)的軸承和減速齒輪箱的潤滑和冷卻。它在柴油機(jī)中用來 潤滑廢氣渦輪增壓器和調(diào)速器。

⑶ 氣缸油。主要用于十字頭式柴油機(jī)的氣缸潤滑。由于活塞的運(yùn)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(yùn)動表面之中，因而活塞與氣缸套間的潤滑往往使用 含有堿的氣缸油來潤滑。氣缸油分為高堿氣缸油和低堿氣缸油，分別適用于使用高硫分和 低硫分燃料的十字頭式柴油機(jī)的氣缸潤滑。 由于活塞的運(yùn)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(yùn)動表面之中，因而活塞與氣缸套間的潤滑往往使用 含有堿的氣缸油來潤滑。氣缸油分為高堿氣缸油和低堿氣缸油，分別適用于使用高硫分和 低硫分燃料的十字頭式柴油機(jī)的氣缸潤滑。

滑油的作用

當(dāng)油機(jī)的軸、活塞、十字頭滑塊等在軸承、氣缸壁、導(dǎo)板上轉(zhuǎn)動和滑動時，各接觸面 之間就要發(fā)生摩擦。如果兩個金屬表面直接接觸而發(fā)生干摩擦，就會消耗大量的動力（變?yōu)?熱而散失） ，使柴油機(jī)輸出的有效功率大大減少。而更嚴(yán)重的是出現(xiàn)相互運(yùn)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(jìn)一層滑油油膜，使零件的干摩擦變?yōu)橛头肿拥囊后w摩擦，就是其中一種最有效的方法。摩擦是一種物理現(xiàn)象，磨損是摩擦產(chǎn)生的結(jié)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(tǒng)在柴油機(jī)中還有以下作用：

冷卻作用：帶走兩運(yùn)動表面間因摩擦產(chǎn)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(yùn)動表面間的灰塵和金屬粉末等雜質(zhì)，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銹。

減振和減輕噪音。

冷卻器風(fēng)冷式機(jī)油冷卻器

風(fēng)冷式機(jī)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(fēng)冷卻熱的機(jī)油冷卻器芯子。風(fēng)冷式機(jī)油冷卻器要求周圍通風(fēng)好，在普通轎車上很難保證有足夠的通風(fēng)空間，一般很少采用。在賽車上多半采用這種冷卻器，因?yàn)橘愜囁俣雀撸鋮s風(fēng)量大。

水冷式機(jī)油冷卻器

機(jī)油冷卻器置于冷卻水路中，利用冷卻水的溫度來控制潤滑油的溫度。當(dāng)潤滑油溫度高時，靠冷卻水降溫，發(fā)動機(jī)啟動時，則從冷卻水吸收熱量使?jié)櫥脱杆偬岣邷囟?。機(jī)油冷卻器由鋁合金鑄成的殼體、前蓋、后蓋和銅芯管組成。為了加強(qiáng)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(nèi)流動，兩者進(jìn)行熱量交換。也有使油在管外流動，而水在管內(nèi)流動的結(jié)構(gòu)。3

滑油冷卻器分類發(fā)動機(jī)滑油冷卻器：冷卻發(fā)動機(jī)的潤滑油，保持機(jī)油的溫度合理（90-120度）、粘度合理；安裝位置在發(fā)動機(jī)的缸體部位，安裝時與殼體一體進(jìn)行安裝

變速器滑油冷卻器：冷卻變速器的潤滑油，安裝在發(fā)動機(jī)散熱器的下水室內(nèi)或變速箱殼外側(cè)，如果為風(fēng)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(cè)，多為管殼式或水油復(fù)合式產(chǎn)品

補(bǔ)充廢氣再循環(huán)冷卻器：是一種用來冷卻部分返回到發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)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(fā)動機(jī)增壓后的高溫高壓空氣進(jìn)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(dá)到發(fā)動機(jī)功率、降低油耗和排放的目的。4

滑油冷卻器的功用滑油冷卻器的功用就是對機(jī)油進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，防止油溫過高而使機(jī)油消耗量增加，同時還防止機(jī)油氧化變質(zhì)等。

現(xiàn)狀滑油冷卻器小型化，采用整體針翅管和光管混合管束形式設(shè)計(jì)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(cè)相同油質(zhì)量流量下，較之前的單位體積的換熱量較高，而殼側(cè)壓降較低，綜合性能優(yōu)越。5