柴油機清潔度及整機機油系統(tǒng)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(tǒng)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(guān)規(guī)定，但標(biāo)準(zhǔn)不能滿足大功率新造柴油機使用需求，根據(jù)實際情況制定新造柴油機整機清潔度標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)新的清潔度要求研究柴油機整機機油系統(tǒng)清洗工藝。

關(guān)鍵詞：柴油機;整機;清潔度;機油系統(tǒng);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(guī)定的方法從規(guī)定的部位采集到的雜質(zhì)微粒的重量、大小、數(shù)量來表示，單位為mg或μm。清潔度是對柴油機產(chǎn)品的質(zhì)量進行評價的最重要指標(biāo)。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(zhì)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(chǎn)過程可以分為零部件生產(chǎn)加工雜質(zhì)、裝配過程中的污染、油料中的雜質(zhì)等。

2.1 零部件生產(chǎn)加工雜質(zhì)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(zhì)脫落，脫落后的雜質(zhì)進入柴油機各個系統(tǒng)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(biāo)，裝配過程中員工的不慎操作或裝責(zé)任心不夠、操作技術(shù)不到位等，導(dǎo)致外部雜質(zhì)進入柴油機或由于操作不當(dāng)?shù)呐鲎伯a(chǎn)生的雜質(zhì)進入柴油機，這些都對柴油機的清潔度造成嚴(yán)重的危害。

2.3 油料中的雜質(zhì)? 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(zhì)對柴油機清潔度產(chǎn)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(nèi)燃機車用柴油機清潔度測定方法》中內(nèi)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(nèi)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(shù)量。（表2）

取樣時間規(guī)定為：“整機清潔度測定應(yīng)在內(nèi)燃機車柴油機（含管路系統(tǒng)）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(zhuǎn)速達到1000r/min，空載運轉(zhuǎn)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(chǎn)加工雜質(zhì)、裝配過程中的污染、油料中的雜質(zhì)等影響柴油機運行安全的及使用壽命的雜質(zhì)有效清除。

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

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

我公司某型柴油機在試驗期間多發(fā)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(tǒng)清潔度方面。潤滑系統(tǒng)中的細(xì)小顆粒，特別是一些較大的雜質(zhì)顆粒，容易引起軸瓦合金層或軸頸的拉痕破壞油膜產(chǎn)生碾瓦，嚴(yán)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(guān)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(tài)、瓦背的接觸面積、軸系的連接對中和整機安裝支撐的調(diào)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(dǎo)致碾瓦。

TBT 2792.2-1997《內(nèi)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(nèi)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(shù)量級數(shù)至19/16，見表3。

4? 機油系統(tǒng)清洗工藝

為了使柴油機整機清潔度達到19/16級數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，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(tǒng)內(nèi)反復(fù)循環(huán)沖洗，并將機油中所含從機油系統(tǒng)中沖刷下來的雜質(zhì)過濾掉，使柴油機機油系統(tǒng)達到規(guī)定的清潔度等級的過程。

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

雜質(zhì)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(huán)泵的流量及壓力參照機油預(yù)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(tǒng)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(shè)備連接在一起。

②向油底殼內(nèi)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(zhì)后循環(huán)沖一段時間。

⑥定期取油樣檢驗機油清潔度。

5? 結(jié)論

制定新造柴油機整機清潔度標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)新的清潔度要求研究柴油機整機機油系統(tǒng)清洗工藝。經(jīng)過串油清洗，柴油機整機機油系統(tǒng)清潔度達到最大允許的顆粒數(shù)量級數(shù)19/16標(biāo)準(zhǔn)，在試驗期間未再發(fā)生碾瓦問題，柴油機質(zhì)量顯著提高。

參考文獻：

[1]宋長青.發(fā)動機的清潔度與清洗技術(shù)及設(shè)備[J].中國設(shè)備工程，2016.

[2]崔宏杰，劉文陽，曲麗.發(fā)動機的清潔度與清洗技術(shù)及設(shè)備[J].黑龍江交通科技，2007.

[3]Q/CR 230-2015，內(nèi)燃機車用柴油機清潔度測定方法[S].

[4]TB/T 2792.1-1997，內(nèi)燃機車主要零部件中修清潔度限值及測定方法（稱量法）[S].

[5]TB/T 2792.2-1997，內(nèi)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）[S].