[科普中国]-滑油冷却器

滑油冷却器组成零件组成

壳体、进出端盖、回程端盖、管组、芯片、翅片、焊片、接头、隔圈、导流板等2

工作原理高温滑油从壳体的进口接管流入壳体内，经分程隔板导流，高速横向流过冷却管的外表面,向管内冷却水放出热量后温度下降，由出口接管排出；冷却水从进出端盖的进口接管进入管束，沿管束在冷却管内作回流，吸收滑油放出的热量后，由进出端盖的出口接管排出，冷热介质互不接触。

冷却器中的滑油滑油的性质

⑴ 粘度。粘度也是滑油的重要性质之一，它在很大程度上决定着油膜的形成。粘度过 大， 滑油在摩擦表面不能很快散开， 不易形成连续而均匀的油膜， 致使柴油机摩擦损失增大； 粘度过小，则可能不形成可靠的油膜，出现半液体摩擦，润滑效果降低，致使柴油机承载能 力下降。滑油粘度随温度变化而变化，温度升高，粘度降低。评定不同品种的滑油粘度随温 度变化的程度，常采用粘度指数或粘度比。 滑油的粘度指数是通过两种标准油相比较而得出的。粘度指数在 85 以上者叫高粘度指 数，小于 45 为低粘度指数。粘度指数高，说明该滑油粘度随温度变化的程度小，它在高温 时有足够的粘度，低温时粘度又不过高，这样的滑油品质好。 说明该滑油粘度随温度变化的程度小，它在高温 时有足够的粘度，低温时粘度又不过高，这样的滑油品质好。 粘度比也是评定滑油随温度变化的性能指标。 它是滑油在 50℃时粘度与 100℃时粘度的 比值。粘度比小，表示滑油在规定温度范围内粘度变化小，质量也就好。

⑵ 酸值。滑油中所含的酸类有两种，一种是有机酸，它本来就存在于石油中；另一种 是无机酸，即硫酸，它是在炼制过程中，经清洗和中和后残留在滑油中的。为了去除滑油中 杂质， 冶炼中必须使用硫酸， 再用淡水洗涤， 然后用碱溶液中和， 所以滑油中存在的无机酸， 就是指残留的硫酸。它对金属的腐蚀性很强，可能引起轴承等零件产生麻点。微量的有机酸 对于金属并没有腐蚀作用，但当有机酸含量较多时，铅和锌很快会起化学变化，铜也会氧化 成氧化铜。 滑油中的酸值是以中和一克滑油所需的氢氧化钾毫克数来表示的。 滑油不但在炼制过程 中会残留一定的酸值，而且使用过程中，由于受到氧化和分解作用酸值还会增加。这些酸的 总值称为总酸值，无机酸值称为强酸值（又称水溶性酸） 。 滑油总酸值的迅速增加，表示滑油质量在急剧恶化，滑油中将产生沉淀物，颜色变黑。 按规定，滑油总酸值不允许超过 2.5mg，否则就要更换滑油。

⑶ 抗氧化安定性。抗氧化安定性是滑油抵抗空气氧化的能力。它可以通过试验测得。 如果在混有 60ml 水的 300ml 油样中安放有钢-铜线制作的催化环，并把它放在温度为 95℃， 流量为 0.5 l/h 的氧气流中，在整个试验过程中间和终了时，又分别去测定它的酸值，当达 到最大酸值时，就可以判断滑油的抗氧化安定性。 滑油氧化后，不仅使酸值增加，而且由于生成胶状和沥青状结晶物质而使油色变深，粘 度增加。

⑷ 抗乳化度。它是衡量油水混合物分离能力的指标。抗乳化度是指将相同体积（40ml） 的油和水在 54.6℃温度下搅拌 5min，形成乳化液。静置后，油水逐渐分离，当达到油水基 本分离（乳化液尚剩下 3ml 以下）时，所需要的时间即为抗乳化度。 海水或淡水混入滑油中会使滑油乳化。滑油乳化后，要生成泡沫，影响滑油压力。另 外滑油乳化后，不溶解杂质就浮在油中，污染摩擦表面。使部件磨损加剧。 滑油乳化后，要生成泡沫，影响滑油压力。另 外滑油乳化后，不溶解杂质就浮在油中，污染摩擦表面。使部件磨损加剧。

滑油种类

（一）航空滑油

一般是指用于飞机及地面机场设备使用油品，主要包括航空发动机油、航空传动系统用油、航空润滑脂三大类。

（1）航空发动机油

国际上主要的航空发动机油规格仍然以美国军标规格为主导，此类油品需要重点考虑油品在高低温条件下的贮存稳定性、氧化安定性和腐蚀性。

最初作为飞机动力的航空发动机是活塞式的,在经历二次大战的洗礼后,这种活塞式发动机技术发展到了顶峰;伴随世界范围内的经济增长,这种活塞式发动机已经不能适应高速、高续航能力、低耗能的大型飞机,如运输机、客机的需要,并随着航空涡轮发动机的出现,逐步退出航空运输领域。由此人类航空开始进入喷气时代。

经过约60年的技术进步,涡轮发动机已经从涡轮喷气发动机发展到涡轮风扇发动机,大大提高了飞机的安全性、稳定性和经济性。

随着航空发动机技术发展、进步和性能提高,处于工作状态下发动机苛刻度也不断提高,如现代涡轮风扇发动机局部部件需要在约1200~1500 ℃下稳定可靠的工作,要求的航空发动机润滑油质量水平也随之提高。为满足这种航空发动机对润滑油的可靠要求,航空发动机油标准也应运而生。

航空发动机油作为航空发动机的血液,一种性能优良的航空发动机润滑油,不但要为航空发动机各运动部件提供充分润滑,而且还要提供足够的密封、散热作用,从而保障飞机发动机在高速高温条件下安全、稳定的长时间续航能力。

（2）航空液压油

航空液压油主要用作航空液压系统传动机构的工作液，也是各种要求较高的液压机械的理想工作介质。具有良好的高低温性能、粘温性、抗剪切性、氧化安定性和液压传递性能，使用温度为-54℃-135℃。抗氧化安定性可满足各种新型飞机液压系统的使用要求。

自20世纪50年代以来，美国空军一直致力于先进航空液压油的研究。从石油基型到磷酸酯型，再到聚α-烯烃(PAO)合成烃型，耐燃性的提高一直是促进新型航空液压油发展的主要驱动力。此外，由于环保意识的日益增强，液压油的生物降解性和低毒性也变得越来越重要，用航空液压油取代防锈液压油储存零件成为趋势。未来，随着飞机性能的不断提高，高温液压油也成为发展方向。

（3）航空润滑脂

航空润滑脂主要用于飞机仪表及操纵部件，低温性能要求苛刻，同时还有部分在起落及运动部件上的高温脂。

（二）航海滑油

滑油的品种很多，但船用柴油机的滑油主要有柴油机油（又称系统油） 、气缸油和汽轮机油。

⑴ 柴油机油。是指润滑轴承用的循环系统中的滑油，所以又称系统油、润滑油或机油。 柴油机油主要有三个牌号：HC-8、HC-11、HC-14，简称为 8 号、11 号和 14 号机油。其中数 字表示该滑油的平均粘度值（cSt） 其中数 字表示该滑油的平均粘度值（cSt） 。它几乎可以润滑柴油机所有的运动部件。

⑵ 汽轮机油。主要用于汽轮机的轴承和减速齿轮箱的润滑和冷却。它在柴油机中用来 润滑废气涡轮增压器和调速器。

⑶ 气缸油。主要用于十字头式柴油机的气缸润滑。由于活塞的运动，故会有少量燃油 中的硫化物混入到气缸和活塞之间的运动表面之中，因而活塞与气缸套间的润滑往往使用 含有碱的气缸油来润滑。气缸油分为高碱气缸油和低碱气缸油，分别适用于使用高硫分和 低硫分燃料的十字头式柴油机的气缸润滑。 由于活塞的运动，故会有少量燃油 中的硫化物混入到气缸和活塞之间的运动表面之中，因而活塞与气缸套间的润滑往往使用 含有碱的气缸油来润滑。气缸油分为高碱气缸油和低碱气缸油，分别适用于使用高硫分和 低硫分燃料的十字头式柴油机的气缸润滑。

滑油的作用

当油机的轴、活塞、十字头滑块等在轴承、气缸壁、导板上转动和滑动时，各接触面 之间就要发生摩擦。如果两个金属表面直接接触而发生干摩擦，就会消耗大量的动力（变为 热而散失） ，使柴油机输出的有效功率大大减少。而更严重的是出现相互运动着的部件表面 急剧磨损及其它形式的损坏。 减少摩擦和减轻磨损的方法很多， 在两摩擦面之间加进一层滑油油膜，使零件的干摩擦变为油分子的液体摩擦，就是其中一种最有效的方法。摩擦是一种物理现象，磨损是摩擦产生的结果，而润滑则是降低摩擦，减少摩损的重要措施。

除此之外，滑油系统在柴油机中还有以下作用：

冷却作用：带走两运动表面间因摩擦产生的热量，保持工作表面的温度不致过高。

清洁作用：带走两运动表面间的灰尘和金属粉末等杂质，保持工作表面的清洁。

密封作用：活塞与气缸套之间的润滑油膜除了润滑作用外，还能帮助密封燃烧室空间。

防腐蚀作用：因金属表面被油覆盖，空气不能与金属接触，因而可防止金属氧化生锈。

减振和减轻噪音。

冷却器风冷式机油冷却器

风冷式机油冷却器的芯子由许多冷却管和冷却板组成，在汽车行驶时，利用汽车迎面风冷却热的机油冷却器芯子。风冷式机油冷却器要求周围通风好，在普通轿车上很难保证有足够的通风空间，一般很少采用。在赛车上多半采用这种冷却器，因为赛车速度高，冷却风量大。

水冷式机油冷却器

机油冷却器置于冷却水路中，利用冷却水的温度来控制润滑油的温度。当润滑油温度高时，靠冷却水降温，发动机启动时，则从冷却水吸收热量使润滑油迅速提高温度。机油冷却器由铝合金铸成的壳体、前盖、后盖和铜芯管组成。为了加强冷却，管外又套装了散热片。冷却水在管外流动，润滑油在管内流动，两者进行热量交换。也有使油在管外流动，而水在管内流动的结构。3

滑油冷却器分类发动机滑油冷却器：冷却发动机的润滑油，保持机油的温度合理（90-120度）、粘度合理；安装位置在发动机的缸体部位，安装时与壳体一体进行安装

变速器滑油冷却器：冷却变速器的润滑油，安装在发动机散热器的下水室内或变速箱壳外侧，如果为风冷式则安装在散热器的前端

缓速器滑油冷却器：冷却缓速器工作时的润滑油，安装位置在变速箱外侧，多为管壳式或水油复合式产品

补充废气再循环冷却器：是一种用来冷却部分返回到发动机气缸内废气和装置，目的是为了减低汽车尾气中氮氧化合物的含量

空气冷却器：也称中冷却器，是一种用来对发动机增压后的高温高压空气进行冷却的装置。通过中冷却器冷却，可降低增压空气的温度，从而提高空气的密度，以达到发动机功率、降低油耗和排放的目的。4

滑油冷却器的功用滑油冷却器的功用就是对机油进行强制冷却，防止油温过高而使机油消耗量增加，同时还防止机油氧化变质等。

现状滑油冷却器小型化，采用整体针翅管和光管混合管束形式设计纵流式小型滑油冷却器，还有光管弓形折流板滑油冷却器、整体针翅管弓形折流板滑油冷却器，在壳侧相同油质量流量下，较之前的单位体积的换热量较高，而壳侧压降较低，综合性能优越。5