摘要：康明斯發(fā)電機組基本以柴油機作動力，在柴油發(fā)電機運行過程中，機油要起到潤滑、承載以及傳熱的作用。其機油的正常工作溫度應(yīng)在70～90℃之間，比水溫低5℃左右。若機油溫度過高，會因粘度大幅度下降，不能在曲軸與軸瓦間隙中形成油楔而使機油壓力下降，容易引起燒瓦抱軸事故。與此同時，機油也會因溫度過高而過早變質(zhì)失效。

一、摩擦及其形式

      柴油發(fā)電機在工作時，各個運動件的接觸面以很高的速率做相對運動。各摩擦表面雖然都是經(jīng)過精細加工，看起來似乎十分光滑?？墒牵绻阉玫椒糯箸R下觀察，就會發(fā)現(xiàn)表面仍存在著高低不平的現(xiàn)象。這些微觀凸起的表面相互碰撞，阻礙著機件的運動，便出現(xiàn)摩擦現(xiàn)象。

1、計算公式

      兩個相互接觸的表面發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時,在接觸表面間產(chǎn)生的阻止相對運動或相對運動趨勢的現(xiàn)象稱為摩擦。兩個相互接觸的表面在發(fā)生相對運動時，物質(zhì)微觀粒子的運動加快，內(nèi)能增加，宏觀上便產(chǎn)生熱量，這就是摩擦生熱。

兩物體相互摩擦所產(chǎn)生的熱量可通過以下公式計算：

Ｑ＝ｆ·ｓ

ｆ＝μＫ

式中，Ｑ——是摩擦產(chǎn)生的熱量，Ｊ；

f——指兩個物體之間的摩擦力，Ｎ；

s——指兩個物體之間相對滑動的距離，ｍ；

μ——指摩擦系數(shù)；

Ｋ——是物體上的外加正壓力，Ｎ。

      由上公式可知，（在外加正壓力一定的情況下）兩物體摩擦產(chǎn)生的熱量與摩擦系數(shù)、相對移動的距離成正比。

2、物體摩擦表面溫度的高低的影響因素

（1）摩擦表面的相對運動速度。摩擦表面的相對運動速度越快，表面溫度越高。

（2）摩擦表面粗糙度。摩擦表面越粗糙，摩擦表面溫度越高。

（3）摩擦介質(zhì)。摩擦中是否存在摩擦介質(zhì)，如：潤滑油或磨料。

      那么要降低摩擦表面的溫度，在相對位移和外加正壓力一定的情況下，應(yīng)該盡量減小摩擦系數(shù)。理論和實踐證明：在各摩擦表面上覆蓋一層潤滑油，使各金屬摩擦表面間形成一層油膜，可有效降低摩擦表面溫度，減緩磨損。

3、摩擦類型

      根據(jù)摩擦面之間潤滑油的分布情況，可將摩擦分為以下四類：

（1）干摩擦：

      摩擦表面間沒有任何潤滑劑所產(chǎn)生的摩擦。干摩擦時由于金屬與金屬間直接接觸，因而磨損大、摩擦放出的熱量多、功率損失大，這是在柴油發(fā)電機各運動件之間所要避免的。

（2）液體摩擦：

      摩擦表面完全被潤滑劑層隔開時所產(chǎn)生的摩擦。它的摩擦系數(shù)很低（0.001～0.005），可以防止磨損，減少功率損失。這是柴油發(fā)電機各運動件之間要提倡的。

（3）邊界摩擦：

      摩擦表面間由潤滑劑的一層薄膜隔開，但又未被完全隔開的摩擦。邊界摩擦時，如果這層薄膜具有足夠的強度而不破裂，就可避免金屬產(chǎn)生磨損。但一旦薄膜破壞就會引起干摩擦，出現(xiàn)嚴重磨損。

（4）半液體摩擦及半干摩擦：

      當液體摩擦和邊界摩擦或干摩擦同時存在時稱為半液體摩擦；干摩擦和邊界摩擦同時存在則稱為半干摩擦。它們屬于混合摩擦。

二、機油的工作條件及性能要求

      機油在柴油發(fā)電機各部位的工作溫度不一樣，如缸套與活塞組之間的潤滑油，處于油膜狀態(tài)的摩擦面，溫度在100一350℃之間;主軸承和連桿軸承的平均溫度在100一150℃之間;其余部分機油的工作溫度一般均在100℃以下。由于在溫度高，負荷大（如主軸承負荷可達980～1176Kpa，活塞環(huán)處高達1960~2450Kpa），速度快（如活塞速度高達4~12.5m/s）的環(huán)境下工作。因此對機油的要求是：使零件磨損較??；對零件表面腐蝕性小，不易產(chǎn)生積炭和膠狀氧化物；使用期限長。

      在機油的眾多參數(shù)中，粘度是機油較主要的性質(zhì)。它表示機油的稀稠程度和流動性，機油粘度大，承載能力強，易于保證液體潤滑狀況。但是，粘度也不能過大或過小，粘度過大，會造成柴油發(fā)電機摩擦消耗功增大，功率下降，啟動困難且不易傳熱，冷卻作用差；粘度過小，便失去粘性，柴油發(fā)電機潤滑性能變差，使零件容易磨損。

      機油作為摩擦介質(zhì)循環(huán)于各摩擦表面之間，應(yīng)及時地把摩擦所產(chǎn)生的熱量帶走。如果機油溫度過高，機油粘度下降，承載能力就會減弱。因此要讓機油在許可的溫度范圍內(nèi)工作（柴油發(fā)電機機油溫度應(yīng)≤９０℃），保證柴油發(fā)電機的正常、可靠潤滑。

      要實現(xiàn)運動機件摩擦表面從干摩擦到液體摩擦的轉(zhuǎn)換，必須要確保在兩接觸面間形成穩(wěn)定的油膜，而油膜的形成是通過機油的油楔作用來實現(xiàn)的。

三、機油溫度過高產(chǎn)生原因

1、機油油量不足或液面過高

      柴油發(fā)電機的潤滑是通過機油的循環(huán)來實現(xiàn)的。機油在帶走機件摩擦時所產(chǎn)生熱量的同時，也帶走摩擦所剝落的機械雜質(zhì)，以防止產(chǎn)生更大的磨損。機油在形成潤滑油膜時，不可避免地會存在泄漏（如軸承兩端），為了維持潤滑油膜的穩(wěn)定，必須將泄漏的機油及時地補充到各摩擦表面上去，機油不斷泄漏，又不斷被補充。因此足夠的油量是保證柴油發(fā)電機正常潤滑的基本條件。

      機油油量不足，各摩擦表面泄漏出去的機油不能夠及時地得到補充，摩擦的形式由理想的液體摩擦變?yōu)檫吔缒Σ?，甚至干摩擦，摩擦產(chǎn)生的熱量急劇增多，造成柴油發(fā)電機機油溫度升高。機油油量不足又表現(xiàn)在以下方面：

（1）油底殼本身的機油量就不夠。

（2）機油泵故障，泵油量小，散熱不良，導致油溫升高。

      機油泵是柴油發(fā)電機潤滑系統(tǒng)的動力源泉，機油的循環(huán)潤滑是靠機油泵提供的壓力來保證的，它是柴油發(fā)電機潤滑系統(tǒng)循環(huán)機油量的保證。機油泵齒輪的端面間隙或齒側(cè)間隙若磨損超限，出油量便明顯下降，嚴重時只有額定量的30～40%。通過散熱器的油量減少，機油的循環(huán)散熱作用也大為減弱。另外，機油泵限壓閥開啟壓力如果過低，或調(diào)整彈簧折斷，或機油泵吸油盤濾網(wǎng)被臟物堵塞，也會使機油泵的出油量下降。輸送到潤滑系統(tǒng)的泵油量不足，潤滑系統(tǒng)中的機油不能及時地補充到各摩擦表面上去，從而造成散熱不良，油溫升高。

油底殼內(nèi)液面過高時，機油在曲軸的不停攪動和激濺下，機油與曲軸的相對運動距離大，（摩擦熱量公式）而使機油溫度升高。

2、冷卻水溫過高

      柴油發(fā)電機冷卻系統(tǒng)的功用是借助于冷卻介質(zhì)（如水、空氣）將柴油發(fā)電機受熱零件所吸收的熱量及時地傳遞出去，使其保持在適宜的溫度下工作，以保證柴油發(fā)電機可靠地運行，并具有良好的工作性能。如果冷卻水溫度過高時，不能及時地冷卻零件，帶走熱量，受熱零件溫度居高不下，在導熱的作用下，循環(huán)于柴油發(fā)電機中的機油溫度急劇升高。

3、機油冷卻器結(jié)垢較多或污物堵塞

      機油在柴油發(fā)電機內(nèi)部的高溫環(huán)境下工作時，吸收零件運動產(chǎn)生的大量熱量，使其溫度升高。隨著機油溫度升高，粘度降低，承載能力減弱，因此必須及時降低機油溫度，以保持機油正常的油性特征。機油冷卻器就是實現(xiàn)這一功能的裝置。

      當機油冷卻器結(jié)垢較多或管路污堵時，流經(jīng)冷卻器的冷卻水量減少，不能及時帶走機油的熱量，從而使得機油溫度過高。所以，在現(xiàn)場實際中應(yīng)定期拆檢并清洗機油冷卻器，保證其良好的冷卻可靠性，及時地將機油從受熱零件吸收的熱量帶走，讓機油保持良好的油性，保證柴油發(fā)電機的正常運行。

4、機油濾清器堵塞或機油雜質(zhì)過多

      機油濾清器的作用是將經(jīng)過機油冷卻器冷卻后的機油通過濾清，向系統(tǒng)輸送足量、清潔的機油。在機油濾清器上安裝有一旁通閥，當進出油壓差超過196Kpa時，旁通閥便自動打開，使機油不經(jīng)濾芯直接送往主油道。

      在機油雜質(zhì)過多或濾清器堵塞時，含有雜質(zhì)的機油進入零件的摩擦接觸表面間，相當于在兩零件的摩擦部位間加入了磨料，使得摩擦磨損加劇，機油溫度陡然上升。

5、活塞環(huán)竄氣嚴重，直接加熱機油

      活塞環(huán)按功用可分為氣環(huán)和油環(huán)兩類。氣環(huán)的作用是密封汽缸，防止燃氣竄入曲軸箱，并傳送活塞頂部所吸收的熱量；油環(huán)的作用是刮下汽缸壁上過多的機油，防止機油竄入燃燒室。因此，我們這里講的竄氣后對機油加熱的活塞環(huán)主要是指氣環(huán)。

      氣環(huán)開有切口，具有彈性，在自由狀態(tài)下其外徑大于汽缸內(nèi)徑。氣環(huán)裝入汽缸后，在自身彈力作用下，與汽缸壁貼合，使壓縮氣體不能從環(huán)外圓與汽缸壁之間通過，有少量壓縮氣體通過開口間隙竄入活塞環(huán)槽內(nèi)，增大了活塞環(huán)背壓力，使活塞環(huán)密封性能顯著提高。盡管活塞環(huán)因自身彈力所引起對汽缸壁的壓力比背壓小得多，但活塞環(huán)的自身彈性卻是保證其與汽缸壁可靠密封的前提。若自身彈力消失，即環(huán)周與缸壁間將出現(xiàn)間隙（所謂的活塞環(huán)“漏光”現(xiàn)象），高溫的燃氣將直接竄入曲軸箱，對機油直接加熱，從而使機油溫度過高。

6、軸瓦配合間隙過大或過小

      從油膜形成的原理可知，摩擦表面間必須存在一個空間，以供形成具有一定厚度的油膜，這個空間即為運動部件間的配合間隙。顯然，若沒有足夠的配合間隙，即軸瓦配合間隙過小，則根本不可能形成完整的油膜，也就是說軸瓦與軸頸在運動中不能形成可靠的液體摩擦，其間產(chǎn)生的摩擦熱量增多，直接導致機油溫度過高。但是，若軸瓦配合間隙過大，機油泄油量增多，使得穩(wěn)定的且具有足夠承載能力的油膜不可能形成，運動接觸表面之間的為邊界摩擦或半液體摩擦，摩擦類型的改變，直接造成機油溫度過高。

7、柴油發(fā)電機負荷過重

      柴油發(fā)電機的負荷越大，則需要潤滑油膜具有更大的承載能力，否則機油就不可能進入壓力油膜，產(chǎn)生足以將運動件（如軸頸）抬起的油膜壓力，較終正常的潤滑油膜遭到破壞，摩擦表面出現(xiàn)邊界摩擦或干摩擦，導致機油溫度過高，磨損嚴重。

四、機油溫度過高的危害

      在柴油發(fā)電機中其起著潤滑、冷卻、凈化、防銹作用的機油，如果溫度過高，將對柴油發(fā)電機產(chǎn)生嚴重危害：

（1）機油的粘度下降很多，不能保證軸承所需的正常油膜厚度，破壞正常的潤滑及承載能力。

（2）易使機油燒損，加速油的氧化變質(zhì)，生成瀝青膠狀物堵塞濾清器，縮短換油周期。

（3）柴油發(fā)電機運動件產(chǎn)生的熱量不能被及時帶走，使零件強度大大降低，甚至造成零件破壞。

（4）零件受熱膨脹變形，破壞了零件之間的正常配合關(guān)系，造成零件損壞。

（5）潤滑條件惡化，加速柴油發(fā)電機的早期磨損，大大縮短了柴油發(fā)電機的使用壽命。

五、避免機油溫度過高的措施

      既然機油溫度過高對柴油發(fā)電機會造成很大的危害，那么我們在現(xiàn)場實際中應(yīng)該如何避免其油溫過高呢？

（1）合理選用機油牌號。

（2）保證柴油發(fā)電機運轉(zhuǎn)的機油量，機油液面應(yīng)保持在油標尺上下刻度線之間。不能過高也不能過低。

（3）保證柴油發(fā)電機冷卻系統(tǒng)優(yōu)良的冷卻效果。對水泵、機油冷卻器等關(guān)鍵部件要密切觀察定期拆檢。

（4）保證柴油發(fā)電機潤滑系統(tǒng)良好的性能。定期拆檢機油泵，清洗機油濾清器；密切注意機油濾清器進出口油壓的變化，及時更換濾芯，保證柴油發(fā)電機的正常潤滑。

（5）定期檢查活塞環(huán)與汽缸密封性，防止活塞環(huán)竄氣。

（6）保證軸瓦與軸頸的配合間隙。不能過大也不能過小。

（7）合理使用柴油發(fā)電機。應(yīng)該避免柴油發(fā)電機超負荷運行，絕對避免柴油發(fā)電機長時間超負荷運行。