柴油機清潔度及整機機油系統清洗工藝研究

張少華

摘要：柴油機清潔度十分重要，對柴油機的使用壽命有直接的影響。新造柴油機機油系統清潔度注重零部件清潔度，整機清潔度只有檢修柴油機有相關規定，但標準不能滿足大功率新造柴油機使用需求，根據實際情況制定新造柴油機整機清潔度標準，并根據新的清潔度要求研究柴油機整機機油系統清洗工藝。

關鍵詞：柴油機;整機;清潔度;機油系統;清洗工藝

1? 清潔度概念及其重要性

柴油機的清潔度是指柴油機零件和總成的清潔程度，以規定的方法從規定的部位采集到的雜質微粒的重量、大小、數量來表示，單位為mg或μm。清潔度是對柴油機產品的質量進行評價的最重要指標。柴油機的清潔度對柴油機的可靠性、耐久性有著有著十分巨大的影響，最終影響柴油機的使用壽命。有效控制柴油機的清潔度，減少雜質對柴油機的磨損，最大幅度延長柴油機的生命周期。

2? 柴油機清潔度的影響因素

柴油機清潔度的影響因素有很多，按照柴油機的生產過程可以分為零部件生產加工雜質、裝配過程中的污染、油料中的雜質等。

2.1 零部件生產加工雜質的影響? 鍛、鑄件的表面上殘留的氧化皮和型砂，焊接后殘留的焊渣、焊豆，機械加工過程中的未清理干凈的飛邊、毛刺，在使用柴油機的過程中，由于柴油機的震動，使這些殘留的氧化皮、型砂、焊渣、焊豆、飛邊、毛刺等雜質脫落，脫落后的雜質進入柴油機各個系統中，對柴油機的清潔度造成影響。

2.2 裝配過程中的污染對清潔度的影響? 裝配過程中由于裝配車間降塵量超標，裝配過程中員工的不慎操作或裝責任心不夠、操作技術不到位等，導致外部雜質進入柴油機或由于操作不當的碰撞產生的雜質進入柴油機，這些都對柴油機的清潔度造成嚴重的危害。

2.3 油料中的雜質? 柴油機使用的燃油、機油在運輸、保存和使用的過程中混入的各種雜質對柴油機清潔度產生影響。

3? 清潔度的分類及影響

按定義來分類，柴油機的清潔度包括兩個方面，一是組成柴油機各個零部件的清潔度，如QCR 230-2015《內燃機車用柴油機清潔度測定方法》中內燃機車用柴油機清潔度限值表。（表1）

二是柴油機整整機的清潔度。如TBT 2792.2-1997《內燃機車主要部件中修整機清潔度限值及測定方法（鐵譜儀法）》中整機清潔度檢測最大允許的顆粒數量。（表2）

取樣時間規定為：“整機清潔度測定應在內燃機車柴油機（含管路系統）或液力傳動箱、車軸齒輪箱和空壓機組等零部件檢修、清洗、組裝后的磨合試驗之前，啟動柴油機，使其轉速達到1000r/min，空載運轉30min后進行。

柴油機整機清潔度是在柴油機組裝完成后進行的檢測。有效控制柴油機整機清潔度可以將零部件生產加工雜質、裝配過程中的污染、油料中的雜質等影響柴油機運行安全的及使用壽命的雜質有效清除。

按照系統來劃分，柴油機的清潔度分為燃油系統清潔度、機油系統清潔度、空氣系統清潔度與冷卻水系統清潔度。

清潔度不良將會對柴油機造成影響：燃油系統雜質易堵塞油路、氣缸套磨損，嚴重的導致拉缸。機油系統雜質導致油路不暢通，潤滑不夠都導致零件磨損，嚴重的導致碾瓦甚至抱軸。空氣系統清潔度污染導致氣缸套磨損，嚴重的導致拉缸。冷卻水系統清潔度不良導致使得柴油機產生溫度過高的現象，導致壽命下降。

我公司某型柴油機在試驗期間多發碾瓦問題，做了大量分析、檢驗和試驗工作，通過排查最終將問題鎖定在了機油系統清潔度方面。潤滑系統中的細小顆粒，特別是一些較大的雜質顆粒，容易引起軸瓦合金層或軸頸的拉痕破壞油膜產生碾瓦，嚴重的碾瓦會造成曲軸報廢。此型號柴油機功率大，強化度高，安全裕度低，軸系十分敏感。這種敏感性意味著影響軸頸摩擦副配合的相關因素都要有較高的要求，比如機座孔和軸頸的配合形位公差、曲軸頸的表面狀態、瓦背的接觸面積、軸系的連接對中和整機安裝支撐的調整等等，這些因素的異常都會引起軸頸摩擦副油膜的正常建立。油膜不能正常建立必然影響潤滑，最終導致碾瓦。

TBT 2792.2-1997《內燃機車主要部件中修整機清潔度限值及測定方法（鐵譜儀法）》中整機清潔度為檢修柴油機清潔度，已無法滿足此機型新造柴油機清潔度要求。通過計算及參考其他機型清潔度要求，將此機型清潔度要求提高TBT 2792.2-1997《內燃機車主要部件中修整機清潔度限值及測定方法（鐵譜儀法）》中整機清潔度檢測最大允許的顆粒數量級數至19/16，見表3。

4? 機油系統清洗工藝

為了使柴油機整機清潔度達到19/16級數標準，采用串油方式，即以一定溫度和速度的機油在柴油機機油系統內反復循環沖洗，并將機油中所含從機油系統中沖刷下來的雜質過濾掉，使柴油機機油系統達到規定的清潔度等級的過程。

為使柴油機油系統達到規定的清潔度等級要求，并防止柴油機運行時雜質對軸瓦及軸的拉傷，竄油工序應在柴油機啟機之前進行。

雜質的過濾選用自清洗式機油濾清器，過濾精度為5μm或10μm。

機油循環泵的流量及壓力參照機油預供泵選取，串油工作溫度為運行溫度的一半，但不低于40℃。

機油系統清洗裝置示意圖如圖1。

工藝過程：

①按照示意圖將柴油機與其他串油設備連接在一起。

②向油底殼內注入適量的機油。

③啟動機油泵并開啟機油加熱裝置，使機油緩慢加熱至工作溫度。

④正式竄油，定期檢查濾器。

⑤濾器中無肉眼可見雜質后循環沖一段時間。

⑥定期取油樣檢驗機油清潔度。

5? 結論

制定新造柴油機整機清潔度標準，并根據新的清潔度要求研究柴油機整機機油系統清洗工藝。經過串油清洗，柴油機整機機油系統清潔度達到最大允許的顆粒數量級數19/16標準，在試驗期間未再發生碾瓦問題，柴油機質量顯著提高。

參考文獻：

[1]宋長青.發動機的清潔度與清洗技術及設備[J].中國設備工程，2016.

[2]崔宏杰，劉文陽，曲麗.發動機的清潔度與清洗技術及設備[J].黑龍江交通科技，2007.

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