船用润滑油分类

船用润滑油分类

船用润滑油品种很多，主要有下列几大类：

1. 汽缸油

用于低速十字头发动机活塞和气缸垫之间的润滑。属二冲程油。

2. 系统油

用于低速十字头曲轴箱润滑。

低速十字头柴油机都是二冲程型。由于发动机很大，活塞直径500-1000mm，所以它装有横隔板和活塞杆填料箱把气缸和曲轴箱有效地隔开，因此曲轴箱油（系统油）对活塞没有润滑作用，活塞和气缸之间完全依靠机械注油器将气缸油供至气缸套周围许多注油点，通过气缸油本身扩散来进行润滑。而曲轴箱用曲轴箱油（系统油）来润滑。

3. 中速机油

用于中速筒状活塞式柴油机润滑。中速筒状活塞式柴油机由于活塞直径比十字头发动机活塞小，在

150-500mm，它跟一般的柴油机结构很相似，只是发动机比一般柴油机大，所以它多靠连杆大端甩出把中速机油飞溅到气缸壁来润滑活塞气缸部位，又润滑曲轴箱内部件，对于大功率大直径活塞的中速筒状活塞式柴油机，也设有机械注油器作为飞溅润滑的补充。中速机往往烧重质燃料。

气缸油、系统油、中速机油，这三大类油量占船用润滑油总量的90%-95%，其他为小品种油，约占5%-10%。

4. 船用小品种油

有：气轮机油、液压油、冷冻机油、齿轮油、压缩机油、导轨油、尾轴管油等。

船用燃料分类

1. 船用瓦斯油（粗柴油），硫含量在0.5%左右。

2. 船用柴油燃料，粗柴油和少量残渣油（10%-15%）调合，硫含量在0.5%-1.5%。

3. 船用燃料油，减粘塔底油或减压塔底油，硫含量在3%以上。

4. 调合的船用燃料油，粗柴油和船用燃料油调合成各种粘度规格的船用燃料油，硫含量在1.5%-3%。船用燃料和所要求的船用油见表1

表1 船用燃料和所要求的船用油

发动机低速中速、中/高速

燃料

以上4种类型燃料都有用，但大部分船舶是用

船用燃料油1、2、4类都有用，但大部分船舶是用调合的

船用燃料油

润滑油总碱值

TBN ASTM D289610、40、70、100气缸油，但用的最多的是70

10、25、30、40中速机油，但用的最多的是

25、30

船用气缸油特点

船用气缸油用于低速十字头发动机活塞和缸套之间的润滑。低速十字头发动机是二冲程，转速介于90（目前已低至60）-160r/min，通常是和推进器连接。

低速十字头发动机气缸内径高达1m，功率输出可达3000kW/气缸。每台发动机的总功率输出可达3600kW。

由于具有特大的气缸内径，对气缸和曲轴箱的润滑就应分开进行。供气缸、气缸内衬、活塞润滑用的润滑油，即气缸油。它通过润滑油嘴，定时润滑装置流到应润滑的部位，完成气缸的润滑。

大型低速船用发动机大都采用重质燃料，并含有较高的硫。它燃烧时就会生成硫酸或亚硫酸类型的酸性物质，对发动机活塞环和气缸内衬处造成较大程度的腐蚀和腐蚀磨损。若气缸油具有足够碱度，则可降低磨损程度，这是非常重要的。

低速十字头发动机都装有分级扫气装置，是最容易受沉积物影响的部位，如果排气孔和扫气孔部位受堵塞或变小，就会影响发动机的排气作用，会使燃烧部位的效率降低，进一步使发动机产生积垢。

由于气缸油系一次性使用，经由润滑油嘴定期向气缸润滑，完成润滑工作之后，就会和燃料油一起烧掉，因此要求能够燃烧干净，否则和未完全燃烧的燃料油生成大量碳黑沉积在活塞和活塞环槽部位和气口处形成积碳。

根据低速十字头发动机结构和使用含硫重质燃料特点，气缸油应具有以下特性：

1. 足够的碱度，可中和劣质燃料在燃烧中产生的酸性物质。

2. 在高温下具有足够的粘度，既能充分流动，迅速分布到整个气缸套表面上，又能形成良好的吸附油膜。

3. 足够的承载能力，把活塞环和气缸套之间的滑动摩擦减至最小，从而减少金属和金属接触及摩擦磨损和磨料磨损。

4. 能和活塞环一起造成有效的密封，防止燃气漏气。

5. 能够燃烧干净，留下的沉积物应尽可能少而软，对添加剂含量大的油更应如此。若添加剂不合适，则燃烧时会形成大量灰分。

6. 能有效地防止活塞环槽和缸套气口处积碳。

7. 储存稳定性好，能长期储存而不变质。

8. 在机械注油器中使用良好，不会产生沉淀物质。

气缸油应具有的特性中，以有足够的碱度尤为重要，因为它直接关系到发动机的磨损。Bolnes 3DNL发动机是评定船用气缸油的代表性设备，可以明显看出油品碱值和磨损的关系。

船用系统油特点

系统油（十字头发动机曲轴箱油）的主要作用是润滑、密封、中和酸和冷却。对它的要求可以概括如下：

1. 有良好的抗乳化能力并容易和水分离；

2. 有良好的氧化安定性；

3. 有一定的清净分散性，性能相当于API CC或以上；

4. 有一定碱性，能中和酸性物质；

5. 有良好的抗腐蚀性能；

6. 有一定承载能力；

7. 粘度范围应为SAE 30或SAE 40。

中速机油特点

中速筒状活塞式发动机（简称中速机）工作原理和结构和陆上一般柴油机相似，都是四冲程，气缸和曲轴箱相通。但是中速机和一般柴油机有很大不同。

1. 中速机和一般柴油机的区别

1）转速。中速机转速是230-750r/min，一般柴油机是600-2250r/min。

2）缸径。中速机是440-620mm，一般柴油机是98-185mm。

3）输出功率。中速机是120-1000kW/缸（165-1205马力/缸），一般柴油机是15-130kW/缸（20-170马力/缸）。

4）燃料。中速机使用燃料已经劣质化，燃料含硫量1%-3%，而一般柴油机使用0.4%-1.0%含硫量的馏分型燃料，即通常的柴油。

由于中速机油既要润滑曲轴箱中的运动部件，冷却活塞，又要润滑气缸，也就是起着气缸油和系统油的双重作用，所以对船用中速机油要求就更多些。

2. 中速机油特性

1）能克服硫酸的腐蚀磨损。船用中速机油必须具有一定的碱性（TBN高达40），以中和燃油中的硫燃烧时生成的二氧化硫和三氧化硫，和水凝结形成硫酸或亚硫酸，以防止腐蚀和腐蚀磨损。

2）保持活塞和发动机清洁。船用中速机活塞环槽温度可高达250℃，油品氧化产物和燃油不完全燃烧产物以及中和硫酸后的产物等会沉积在活塞表面，严重时会使活塞环粘着甚至折断，结果引起漏气和咬缸。同时，这些沉积物还会沿着缸壁进入曲轴箱。此外，冷却活塞的油也会因高温而在活塞内腔顶部氧化或热裂化，产生炭渣甚至更硬的沉积物，就会影响传热，使活塞温度升高，造成活塞顶变形，活塞环的作用遭受破坏，严重时会使活塞烧坏。因此船用中速机油必须具有良好的清净性，以便把活塞环槽、活塞内腔顶部、气缸中的沉积物清洗下来，又要使它们分散在油中，不让它在别的地方沉积下来堵塞油的通路和损坏轴承，这样才能长期保持活塞和发动机正常运转。

3）良好的抗氧化安定性。船用中速机油既要润滑运动部件，冷却活塞，又要润滑气缸，因此船用中速机油长期处于热氧化条件下，如果油品抗氧化安定性不好，则容易生成有机酸、过氧化物、胶质、漆膜和碳化物，所有这些氧化产物会使油的粘度增大，有害于活塞和发动机清洁，缩短油品使用寿命，所以船用中速机油要有良好的氧化安定性。

4）能减少缸套磨损。目前多数船用中速机都用SAE 30粘度等级的油，但如果经常航行于炎热地区则用SAE 40粘度等级的油较好。这样保证有足够的油膜，以次来减少缸套磨损。

5）容易和水分离而不发生乳化。在船用中速机油中，防止水污染特别重要，因为船用中速机油加入清净、分散、抗氧抗腐、抗磨剂，其中不少是极性化合物，它们往往不加区分地将固体不溶物和液体不溶物统统迅速悬浮分散在油中，形成油-水乳化液，乳化液会降低轴承的承载能力，甚至会使轴承损坏，同时会使油中的碱性添加剂大受损失。为此在配方中除了仔细选择清净、分散、抗氧防腐抗磨剂类型及配比外，还要选用破乳剂，使之容易和水分离而不发生变化。

6）防止冷泥渣的形成。燃油因不完全燃烧而形成的固体和半固体分解产物，船用中速机油的氧化产物如漆膜和有机酸、水分和外界固体物质如氧化硅和锈渣等物质容易形成冷泥渣，堵塞曲轴箱油的吸入口滤网，并可能堵死小的弯曲通道，致使轴承缺油而引起故障。因此应向油中加入分散剂使泥渣保持悬浮状态。

船用油配方特点

船用油所使用的添加剂虽然大的类别和陆用内燃机油大致相同，但具体种类和用量差别相当大。其中关键一点是要尽可能选用抗乳化性能更好的添加剂，例如在船用油中一般均大剂量使用的硫化烷基酚钙。水杨酸钙、环烷酸钙也是船用油使用较好的清净剂。无灰分散剂的用量相对较少，且要注意品种选择。而ZDDP类型的抗氧剂在气缸油中几乎不用或很少使用。在船用油中往往要使用抗乳化剂及扩散剂，这也是和陆用内燃机油不同的地方。

船用气缸油

在选择气缸油时间，首先应考虑所用燃料油的含硫量，当使用高含硫量燃料油时，应选用高碱值气缸油。这不仅可将燃烧产物中的酸中和掉，而且能有效地保护油膜，减少漏气，并保证气门和活塞的清洁。在表1中列出了不同燃料油含硫量所要求的气缸油碱值。

严格来说，在确定所用气缸油的碱值时，还应考虑十字头船用发动机的燃油消耗量和润滑油消耗量。在燃油含硫量一定的情况下，如果燃油消耗量大，则气缸油的碱值也应高；而气缸油的注油量多时，则气缸油的碱值可以小。气缸油碱值和燃油含硫量、燃油消耗量以及气缸油注入量之间的数值关系可以用下式计算：TBN = 0.35XS ×B/L

式中 TBN ——总碱值，mg/KOH/g

S ——燃油硫含量，Wt%

X ——总系数，大型船用发动机为0.15

B ——单位时间的燃油耗量

L ——单位时间的气缸油耗量

根据燃油含硫量等选择气缸油碱值的同时，还应考虑发动机的增压度。对于低增压二冲程发动机[p e 在7.85MPa（8kgf/cm2）]，在燃油含硫量不超过3%时，可选用TBN40的气缸油，对于中、高增压的柴油机，当含硫量大于2%时，就得选用TBN50-70的气缸油。

所用气缸油的碱值是否足够，可以用直观方法加以确定。一般来说，若注油点之间的气缸表面上出现漆状物，就说明气缸油的碱值低于所要求的数值。

表1 燃料油含硫量和气缸油总碱值关系

燃料油含硫量，%0.50.5-1.01-1.5 1.5-2.5 2.5-3.5 3.5以上

要求气缸油总碱值，

55-1010-2020-4040-7070-100

mgKOH/g

船用系统油（曲轴箱油）

曲轴箱的润滑油主要根据发动机的型式来选择。十字头发动机的曲轴箱油（系统油）只是用来润滑有关轴承，而燃气和燃烧残留物通常不易漏入系统油中，所以一般选用低碱值的曲轴箱油（系统油）。中速筒状活塞式发动机油（中速机油）在润滑各轴承的同时，还润滑气缸，而且燃气而后燃烧残留物不可避免地会混入曲轴箱中，使中速机油污染，并且在曲轴箱底部沉积出泥渣。在燃烧劣质重油时，情况更为严重。为此，应选用含有碱性添加剂的中速机油，润滑油的碱性视所用燃油的含硫量而定，常用的是总碱值为25的中速机油。

曲轴箱润滑油的粘度一般选用SAE30或SAE40粘度等级，粘度指数对于十字头式发动机系统油常用是75-85，对于中速机油选用100左右。因为高粘度指数能保证柴油机在启动、低负荷和全负荷各种情况下都有良好的工作性能。

此外，在选择曲轴箱润滑油时，应注意抗乳化性要高。还应注意曲轴箱油的氧化安定性要好。尤其是中速筒状活塞式曲轴箱油（中速机油），即使十字头发动机曲轴箱中的温度不高，部分呈雾状的润滑油分散在曲轴箱中，和氧接触的机会也较多，如果润滑油的氧化安定性不高，就容易老化变质。