Масла групп Б, В и Г могут иметь индексы (для двигателей с искровым зажиганием топлива) и (для дизелей). Масло без цифровых индексов является универсальным. Внутри каждой группы масла могут иметь различную вязкость. Например, в марке М-16В2 буква М обозначает моторное масло, цифра 16—его вязкость, которая составляет 16-10~6 м2/с при 100 °С.
Иногда в марку моторного масла входят дополнительные буквы или цифры, уточняющие его назначение и свойства. Например, в циркуляционных смазочных системах (ЦС) некоторых дизелей применяют моторное масло М-10Г2ЦС; для смазывания малооборотных дизелей, работающих на высокосернистом топливе,— масла М-16Е30 и М-16Е60, где 30 и 60 щелочные числа. Некоторые детали высокооборотных дизелей смазывают авиационным маслом МС-20, подверженным очистке различными растворителями, и маслом МК-22, очищенным серной кислотой. Цифры 20 и 22 в марках таких масел также означают вязкость (м2/с) при 100 °С.
Для смазывания компрессоров, работающих при давлениях до 4 МПа, используют компрессорное масло К-12, а для компрессоров, развивающих давление свыше 4 МПа,— масло К-19. В качестве пластичных смазочных материалов на судах применяют солидолы и консталин, представляющие смесь минерального масла с загустителями. Их употребляют для смазывания легко-нагруженных деталей дизеля и для покрытия металлических поверхностей с целью защиты от коррозии. Наибольшее применение на судах получили пластичные смазочные материалы второго класса консистенции СКа 2/8-2 (солидол с загущенным кальциевым мылом) и многоцелевые смазочные материалы третьего класса консистенции МЛн 3/13-3, загущенные литиевым мылом. Первые используют для смазывания деталей при температурах от — 20 до — 80 °С, вторые — при температурах от —30 до —130° С. Область применения тех или иных сортов смазочных материалов для конкретных типов дизелей указывается в инструкциях по эксплуатации.
Важнейшим технико-экономичес-ким показателем работы дизелей является срок смены смазочного масла, который оказывает существенное влияние на его суммарный расход. Меняют моторные масла обычно при увеличении содержания воды в них более 0,5%, щелочного числа более 1 мг едкого калия на 1 г масла, механических примесей более 0,1% (при определении их фильтрованием) и при понижении температуры вспышки до 170 °С. Значения браковочных параметров масел для конкретных дизелей устанавливает завод-изготовитель. Меняют масло при снижении качества хотя бы одного из браковочных параметров. Контролируют качество масла путем отбора и анализа проб через каждые 150—200 ч работы дизеля. При простейшем методе контроля несколько капель масла наносят на фильтровальную бумагу и после просушки сравнивают цвет масляного пятна с эталонными фотоснимками.
Во время работы дизеля часть масла испаряется, сгорает, поэтому количество его в системе со временем уменьшается. Доливают масло в систему по мере потребности. В случае необходимости масло заменяют. При правильной технической эксплуатации и использовании высококачественных масел передовые экипажи обеспечивают работу дизелей без смены масла до одной-двух навигаций.
Циркуляционная смазочная система с мокрым картером. Различают проточный и циркуляционный способы смазывания деталей. При проточном способе смазочное масло, подаваемое к трущимся деталям, используют по назначению только один раз. Причем оно может быть подведено индивидуально к каждой паре трущихся деталей вручную с помощью масленок или к группе деталей с помощью специальных насосов (лубрикаторов), приводимых в действие от дизеля. Основным способом смазывания деталей современных дизелей является циркуляционный. В циркуляционной смазочной системе дизеля масло многократно перемещается насосом по замкнутой схеме: маслосборник — трущиеся детали — маслосборник. Смазочное масло, циркулируя в системе по замкнутому контуру, не только смазывает узлы трения, но и охлаждает их, а также уносит с трущихся поверхностей механические и химические примеси.
По компоновке (в зависимости от типа и расположения маслосборника) циркуляционные смазочные системы бывают с мокрым или сухим картером и с масляным баком. У системы с мокрым картером в качестве резервуара для сбора масла используют поддон фундаментной рамы. Смазочное масло из поддона рамы откачивается смазочным насосом по трубе и через фильтры и охладитель подается по трубе к коренным и шатунным подшипникам, поршневому пальцу, подшипникам и шестерням привода распределительного вала, клапанным рычагам, приводу регулятора частоты вращения коленчатого вала, подшипникам турбокомпрессора и другим деталям дизеля. Так же как и в топливной системе, фильтры сдвоенные. Часть (3—15%) масла, циркулирующего в системе, по трубе отводится обратно в поддон, предварительно пройдя фильтр тонкой очистки. Поскольку смазочное масло проходит через фильтр непрерывно, количество механических примесей в нем значительно уменьшается. Давление в системе регулируется перепускным клапаном, вмонтированным в смазочный насос. Двигаясь между трущимися деталями, масло нагревается. До заданной температуры оно охлаждается в охладителе. В нагнетательную магистраль системы включен терморегулятор, который при высокой температуре масла на выходе из дизеля направляет большую часть масла в охладитель, а при пониженной температуре перепускает масло в трубопровод, минуя охладитель.
Рис. 1. Схема смазочной системы с мокрым картером
Работу системы контролируют по термометрам и манометрам. Количество масла в системе определяют специальным щупом (мас-лоизмерительным стержнем), вставленным в отверстие картера. Уровень масла в картере должен находиться между рисками щупа.
Перед пуском дизеля смазочную систему прокачивают через открытый клапан ручным смазочным насосом. Вместо ручного в схему системы может быть включен специальный пневмопривод или электроприводной насос.
Циркуляционная смазочная система с сухим картером. В рассмотренной выше смазочной системе сборником масла является картер дизеля. Конструктивно такая система наиболее проста. Однако при работе дизеля продукты сгорания топлива могут проникать в картер, что ускоряет старение масла. Поверхность масла в картере, кроме того, всегда неспокойна, что ухудшает условия его отстоя. Указанные причины сокращают срок службы масла, а частая смена его в двигателе экономически невыгодна. Поэтому циркуляционные смазочные системы чаще всего оборудуют дополнительным (кроме картера) маслосборником. Второй маслосборник в системах с сухим картером устанавливают под фундаментной рамой дизеля. Наибольшее количество масла в таких системах хранится в картере. Из картера дизеля масло поступает в маслосборник самотеком, откуда, как и в системе с мокрым картером, оно забирается насосом и через фильтры и охладитель подается к трущимся деталям дизеля. С уменьшением запасов масла в системе (к чему стремятся для его экономии) снижается надежность подачи масла из картера в дополнительный маслосборник самотеком.
Циркуляционная смазочная система с масляным баком. Для повышения надежности работы системы маслосборник (масляный бак) устанавливают выше фундаментной рамы дизеля. Смазочное масло в такой бак перекачивается из картера двухсекционным насосом, секция которого включена в откачивающий трубопровод, а секция — в нагнетательную магистраль. Для обеспечения бесперебойной работы секций при дифферентах судна трубопровод соединен с частями картера, расположенными в носовой и кормовой оконечностях судна. В нагнетательную магистраль системы включены фильтры и охладитель. Часть масла из нагнетательной магистрали перепускается в картер дизеля, предварительно очищаясь от механических примесей в сепараторе. При выходе из строя двухсекционного приводного насоса в систему могут быть включены другие насосы. К смазочной системе их подключают перестановкой трехходовых кранов.
Постоянная температура масла в системе поддерживается с помощью терморегулятора. При высокой температуре большую часть масляного потока терморегулятор направляет в охладитель, а при температуре ниже установленных пределов — в магистраль, минуя охладитель.
Рис. 2. Схема системы с масляным баком
Для регулирования давления в системе двухсекционный насос имеет перепускной клапан. Давление масла в магистрали поддерживается в пределах 0,2—0,9 МПа в зависимости от угловой скорости коленчатого вала. Температуру и давление смазочного масла контролируют соответственно термометрами, и манометром. Уровень масла в баке проверяют щупом. Прокачка дизеля перед пуском обеспечивается электроприводным или ручным насосом, соединенным с магистралью трубопроводом. Ручной насос соединен трубопроводами с соответствующими кранами с картером дизеля. Ручной насос используют для прокачки смазочной системы перед пуском дизеля и для удаления из картера загрязненного масла в специальную цистерну.
Смазочные насосы. Циркуляционные смазочные системы судовых дизелей в большинстве случаев оборудованы шестеренными смазочными насосами с приводом от распределительного вала. Они могут быть реверсивными и нереверсивными, одно-, двух- и трехсекционными. Двухсекционные насосы представляют собой два обычных насоса (две пары шестерен с одним ведущим валом), объединенных в общем корпусе. Одна секция такого насоса является откачивающей, вторая — нагнетательной. Смазочные системы некоторых дизелей, как, например, 6ЧСП 15/18 (ЗД6), оборудованы трехсекционными смазочными насосами: с двумя откачивающими и одной нагнетательной секциями.
Рис. 3. Смазочный насос дизеля 6ЧРН 36/45
Смазочный насос дизелей 6ЧРН 36/45 имеет упрощенные пластинчатые клапаны. Корпус насоса разделен перегородкой на полости. При вращении ведущей шестерни 6 против часовой стрелки масло из полости всасывания а через всасывающий клапан поступает в рабочую полость насоса, перемещается впадинами шестерен, и из полости зацепления зубьев через открывающий нагнетательный клапан подается в полость нагнетания б. С изменением направления вращения шестерен клапаны закрываются, открываются всасывающий и нагнетательный, а общее направление потока масла остается неизменным. В случае увеличения давления масла в полости нагнетания насоса срабатывает перепускной клапан (на рисунке не показан) и избыток масла сбрасывается в полость всасывания.
Реверсирование насосов может осуществляться и при отсутствии клапанов. Дизели 6ЧНСП 27,5/36, например, оборудованы смазочным насосом с распределительным золотником. Распределительный золотник имеет форму пустотелого цилиндра с диаметральной перегородкой. В золотнике симметрично перегородке расположены окна г, д и ж, з. С помощью первых сообщаются полости золотника а, е с полостями бив насоса, с помощью вторых — с нагнетательным и всасывающим трубопроводами. При вращении шестерен, в направлении, показанном стрелками, золотник под воздействием давления масла в полости в сдвигается влево, окно ж сообщается с нагнетательным, а окно з — с всасывающим трубопроводом. С изменением направления вращения шестерен, на обратное под воздействием давления масла в полости золотник сдвинется вправо. Через окна д и ж сообщаются правая полость насоса со всасывающим трубопроводом, а окно з соединит левую полость насоса с нагнетательным трубопроводом. Перепускной клапан работает по описанному выше принципу.
Фильтры и центрифуги. Грубая очистка смазочного масла в системе осуществляется, как правило, с помощью сетчатых и щелевых фильтров, по конструкции и принципу действия аналогичных топливным фильтрам. Простейший сетчатый фильтр с магнитной вставкой представлен на рис. 76. Фильтрующие элементы (сетчатые диски), смонтированные на перфорированной трубе, крепят к крышке фильтра шпилькой, гайкой и шплинтом. Корпус и крышки двухсекционного фильтра соединяют шпильками. Секции фильтра подключают к магистрали пробковым краном. Масло поступает к фильтрующим элементам из полости в и, пройдя их, через перфорированную трубку, полости б и а подается насосом в нагнетательную магистраль системы. Перед поступлением к фильтрующим элементам масло с помощью магнитной вставки — уловителя освобождается от металлических включений. Масло из секций сливают через пробку , а воздух из корпуса фильтра удаляют через рым-болт.
Рис. 4. Смазочный насос дизеля 6ЧСН 27,5/36 90
У дизелей 6ЧСГ1Н 27,5/36 сетчатые фильтрирующие элементы смонтированы в одном корпусе с пластинчато-щелевыми, причем вторые используют в качестве средств грубой очистки, а сетчатые — как фильтры тонкой очистки. Фильтры тонкой очистки обычно включают в систему параллельно, и они очищают примерно 15% масла, циркулирующего в системе.
В качестве фильтрующих элементов тонкой очистки масла используют картонные, бумажные, хлопчатобумажные и синтетические материалы. В последнее время получили распространение фильтры тонкой очистки типа «Нарва», фильтрующие элементы которых выполнены в виде гофрированных штор из сульфатной целлюлозы и поли-винилепиртового волокна или из синтетических волокон, проклеенных поливи-нилацетатной эмульсией. Как и бумажные, подобные фильтрующие элементы при очистке фильтров заменяют новыми.
Тонкую очистку масла у многих СЭУ осуществляют с помощью реактивных центрифуг. У дизелей 6ЧСПН 18/22 центрифуга основанием закреплена на одной из крышек картерного люка. Ротор центрифуги, состоящей из корпуса и крышки, закреплен на втулке гайкой.
Втулка установлена в бронзовых подшипниках, смонтированных на оси. Центрифуга размещена в кожухе. Смазочное масло из системы под давлением 0,6 МПа подается к соплам ротора по каналу б и через отверстия в, а. Масло вытекает двумя струями из отверстий сопел и приводит во вращение ротор со скоростью 600 рад/с. Под действием центробежных сил наиболее тяжелые частицы масла отбрасываются к внутренней стенке ротора, откуда их периодически удаляют. Очищенное масло стекает из центрифуги в картер дизеля. Через каждые 100 ч работы дизеля центрифугу разбирают, очищают ее внутреннюю полость от отложений и продувают сопла. Во время работы дизеля вращение ротора центрифуги контролируют через смотровое окно.
Рис. 5. Фильтр смазочного масла
Одним из основных критериев, определяющих эксплуатационную пригодность рабочего масла, является степень загрязнения его механическими примесями, образующими в масле твердую фазу. Как показывают испытания СЭУ, изнашивание трущихся поверхностей деталей дизеля в большой мере зависит от размера частиц механических примесей, чем от их количества. Поэтому в последнее время наряду с фильтрами, центрифугами и сепараторами в смазочную систему дизелей включают гомогенизаторы (диспергаторы), представляющие собой сопло с перегородкой. Размеры сопла подбирают с таким расчетом, чтобы через него протекало не менее 10% масла, циркулирующего в системе. Истечение масла из сопла свободное, так как его размещают выше уровня жидкости в маслосборнике. В смазочную систему диспергатор включают после фильтра, чтобы скорость истечения масла из него при температуре не менее 40 °С и давлении 0,6—0,7 МПа составляла 25—35 м/с. При вытекании с такой скоростью из сопла масло ударяется перегородку, дробится (диспергирует) на мельчайшие частицы до 5 мкм, что способствует уменьшению изнашивания трущихся поверхностей пар, снижению трудоемкости промывки фильтров и продлению срока службы масла.
Рис. 6. Масляная центрифуга дизеля 6ЧСПН 18/22
Рис. 7. Диспергатор дизеля 12ЧСПН 18/20
Охладители смазочного материала. Масляные охладители выполняют, как правило, трубчатыми. В их корпусе укреплены трубные решетки с трубками, выполненными из стали, меди или латуни. Трубная решетка 6 жестко соединена с корпусом, а решетка 2 уплотнена при помощи сальника и может свободно перемещаться в корпусе при удлинении или укорачивании трубок из-за изменения температуры. Смазочное масло в охладителях охлаждается забортной водой. Масло омывает поверхность трубок снаружи, а вода подводится и отводится через крышки охладителя и движется в трубках. Для улучшения отвода теплоты от масла направление его движения в охладителе делают обратным направлению потока воды. С этой же целью в корпусе охладителя между трубками устанавливают перегородки. В некоторых охладителях для повышения эффективности охлаждения масла предусмотрен петлеобразный путь движения воды. Встречаются дизели, у которых масляные и водяные охладители имеют общий корпус и отделены один от другого перегородкой, а дизели 6ЧСП 27,5/36 (6J1275), например, оборудованы охладителями, представляющими собой трубы разного диаметра, вставленные одна в другую. По трубам меньшего диаметра прокачивается охлаждающая вода, а через кольцевое пространство между трубами — смазочное масло.
Рис. 8. Трубчатые охладители
Наряду с трубчатыми в смазочных системах дизелей применяют также диафрагменные охладители. Они сложнее по конструкции, но по сравнению с трубчатыми имеют более высокие показатели теплопередачи. В них теплота от смазочного масла к воде передается через латунные цилиндрические пластины с отверстиями (диафрагмы). Комплект одних диафрагм, повернутых относительно других на 30°, припаян к патрубку. Смазочное масло подается в корпус охладителя по трубе и, пройдя через отверстия диафрагм, по трубе поступает к трущимся деталям дизеля. От патрубка теплота отбирается водой, циркулирующей по кольцевому пространству между ним и центральной трубкой. Из охладителя вода удаляется за борт через распределительную коробку. Холодное масло с повышенным давлением, минуя диафрагмы, подается к дизелю по трубе 8 через открытый клапан. На рис. 80 справа показана одна секция охладителя. Таких секций у него может быть несколько с параллельным включением в смазочную систему и с последовательным или параллельным подключением к системе охлаждения. Заданная температура масла в системе поддерживается с помощью регуляторов прямого действия.