בתור החוליה המרכזית בניהול מנוע דיזל דו-פעימות-, שמן צילינדר הוא חיוני. הנה מבוא לידע הניהולי, בתקווה להציע קצת עזרה ותזכורות.
I. מאפיינים ודרישות שימוש של שמן צילינדר
שמן צילינדר ימי משמש בעיקר לשימון הצילינדר במנועי דיזל צולבים, כולל ריפוד הצילינדר, הבוכנה וטבעות הבוכנה. תנאי הסיכה קשים ביותר. ראשית, בתנאי הפעלה רגילים, הטמפרטורה של דופן הגליל ליד המרכז המת עליון יכולה להגיע ל-240 עד 280 מעלות. אם הבעירה לקויה, הלהבה עלולה לפגוע בדופן הגליל, ולגרום לטמפרטורות מקומיות גבוהות עוד יותר. בדרך כלל, הטמפרטורה של טבעת הבוכנה הראשונה של ציפוי גליל מקורר במים-במרכז המלח העליון יכולה להגיע ל-180 עד 220 מעלות. שנית, תנאי העבודה של הגליל קובעים שלא ניתן ליצור סרט שמן שלם על דופן הגליל. הבוכנה נייחת לרגע במרכז המתים העליון והתחתון, מה שיגרום לתנאי שימון גבול וכו'. לכן, שמן צילינדר ימי באיכות גבוהה- חייב להיות בעל מספר בסיס גבוה מספיק, ומספר בסיס הרזרבה חייב להיות בעל יכולת נטרול חומצה מהירה. הוא חייב גם להיות בעל כושר ניקוי ופיזור טובים, עמידות תרמית וחמצון טובה ויציבות אחסון טובה. בנוסף, צריך להיות בו את הכמות הנמוכה ביותר של אפר שוחק. נכון לעכשיו, אין תקן סיווג אחיד עבור ציוני שמן צילינדרים בינלאומית. הם מצוינים בעיקר על ידי מספר הבסיס והצמיגות של השמן לפי תקן SAE J183. לדוגמה, שמן צילינדר 5070 פירושו: דרגת צמיגות SAE50, מספר בסיס 70mgKOH/g, והוא שמן סיכה לחלק הצילינדר של מנועי דיזל צולבים.
II. עקרונות לבחירת שמן צילינדר
זה כולל בעיקר שני היבטים:
ראשית, דרגת צמיגות. דרגות הצמיגות של שמן צילינדר הן בודדות יחסית, כאשר SAE50 הוא הנפוץ ביותר. אם טמפרטורת סביבת הניווט גבוהה ומצב המנוע מעט ירוד, רצוי לבחור בשמן בדרגת צמיגות מעט גבוהה יותר; לעומת זאת, ניתן לבחור שמן עם צמיגות נמוכה יותר.
שנית, דרגת איכות. דרגת האיכות של שמן צילינדר נבדלת על ידי גודל מספר הבסיס הכולל (TBN) של השמן. בחירת מספר הבסיס של השמן חשובה מאוד. זה תלוי בעיקר בתכולת הגופרית של הדלק המשמש את הספינה. באופן כללי, אם ה-TBN קטן מדי, יכולת נטרול החומצה של השמן אינה מספקת, מה שעלול לגרום לקורוזיה ולבלאי; אם ה-TBN גדול מדי, תכולת האפר המתכת גבוהה, מה שעלול לגרום גם לבלאי. יחד עם זאת, בשל כמות התוספים הגדולה, עלות השמן תגדל.
בעת בחירת שמן צילינדר, יש להתייחס תחילה לתכולת הגופרית של הדלק המשמש. בעת שימוש בדלק גפריתי גבוה, יש לבחור שמן גלילי- גבוה - זה לא רק מנטרל את החומצות במוצרי הבעירה אלא גם מגן ביעילות על סרט השמן, מפחית את דליפת הגז ושומר על ניקיון השסתומים והבוכנות. טבלה U מפרטת את מספר הבסיס הכולל הנדרש של שמן צילינדר עבור תכולות גופרית שונות בדלק.
באופן קפדני, בעת קביעת הערך הבסיסי של שמן הצילינדר המשמש, יש לקחת בחשבון גם את צריכת הדלק וצריכת שמן הסיכה של מנועים ימיים צולבים. בתנאי שתכולת הגופרית של הדלק קבועה, אם צריכת הדלק גבוהה, הערך האלקליני של שמן הצילינדר צריך להיות גם גבוה; בעוד שאם כמות ההזרקה של שמן הצילינדר גדולה, הערך האלקליני של שמן הצילינדר יכול להיות קטן יותר. ניתן לחשב את הערך האלקליני של שמן הצילינדר לפי הנוסחה הבאה: TBN=0.35 × S × B/L. בנוסחה, TBN מייצג את מספר הבסיס הכולל, mgKOH/g; S מייצג את תכולת הגופרית של הדלק, %; X מייצג את המקדם הכולל, 0.15 עבור מנועים ימיים גדולים; B מייצג את צריכת הדלק ליחידת זמן; L מייצג את צריכת שמן הצילינדר ליחידת זמן.
בבחירת הערך הבסיסי של שמן הצילינדר על בסיס תכולת הגופרית של הדלק וכדומה, יש לקחת בחשבון גם את לחץ הדחיפה של המנוע. עבור מנועי שתי פעימות בוסט נמוך (P < 7.85 MPa (8 kgf/cm²)), כאשר תכולת הגופרית של הדלק אינה עולה על 3%, ניתן לבחור שמן צילינדר עם TBN של 40 mgKOH/g. עבור מנועי דיזל בוסט בינוני וגבוה, כאשר תכולת הגופרית גדולה מ-2%, יש לבחור שמן צילינדר עם מספר בסיס כולל של 50-70 mgKOH/g.
ניתן לקבוע בשיטות אינטואיטיביות אם הערך האלקליני של שמן הצילינדר המשמש מספיק. באופן כללי, אם מופיע חומר דמוי צבע על משטח הגליל בין נקודות ההזרקה, זה מצביע על כך שהערך האלקליני של שמן הצילינדר נמוך מהערך הנדרש.
III. ניהול שמן צילינדר
יש לנהל בקפידה את משאבת הזרקת שמן הצילינדר ולמלא אותה בזמן. כאשר מתגלה שטיפות השמן בצינור השמן קטנות מאוד או שאין הזרקת שמן, יש לנקוט מיד באמצעים על מנת לבטל את הבעיה ולמנוע ניתוק שמן. יחד עם זאת, יש לשים לב האם ישנה נזילת שמן או מים במפרק הזרקת שמן צילינדר כדי למנוע בלאי חריג שנגרם עקב אספקה חריגה של שמן צילינדר. כמות שמן הצילינדר המוזרקת צריכה להיות מתאימה. אם מוזרק יותר מדי, לא רק שזה בזבוז, אלא שהשמן גם יישרף לתוך תא הבעירה ויישרף, וכתוצאה מכך עלייה במשקעים בחלק העליון של הבוכנה, חריצי הטבעות, היציאות ושסתומי הפליטה, מה שיגרום לטבעות הבוכנה ושסתומי הפליטה להידבק ולהצר את היציאות ותעלות השסתומים. יחד עם זאת, שמן הצילינדר יתקע בקופסת הניקיון או בצינור הפליטה בתחתית הבוכנה. אם הבוכנה דולפת, היא עלולה לגרום לתיבה לניקוי אש או לצינור הפליטה להתלקח. אם מוזרק מעט מדי, קשה ליצור סרט שמן שלם, וכתוצאה מכך בלאי מוגבר של טבעות הבוכנה וצינת הצילינדר, דליפה מוגברת, וזליגת גז פליטה בטמפרטורה- גבוהה תשרוף את סרט השמן על דופן הצילינדר, ובסופו של דבר תוביל לשבירת טבעת הבוכנה או התפיסה. לכן, יצרני מנועי דיזל ציינו את כמות הזרקת שמן הצילינדר האופטימלית עבור מנועי הדיזל שהם מייצרים.
קצב אספקת השמן בפועל תלוי בדגם המנוע. הטבלה לעיל מציגה את שיעורי אספקת הנפט הממוצעים עבור כל הדגמים המוכרים. באופן כללי, כמות הזרקת שמן הצילינדר עולה עם העלייה בעומס התרמי ובכוח של מנוע הדיזל. מנועי דיזל עם -קומות גדולות דורשות יותר הזרקה מאשר מנועי דיזל- קטנים. הסיבה לכך היא שכשההספק עולה, גם טמפרטורת הצילינדר עולה, ויותר שמן צילינדר מתנדף ונשרף בטמפרטורות גבוהות. יתרה מכך, כאשר ההספק עולה, גם שאריות הבעירה החומציות בגליל גדלות, ולכן יש צורך בשמן גלילי אלקלי יותר כדי לנטרל אותם. הסיבה מדוע מנועי דיזל עם זרימה מעוקלת דורשים יותר הזרקה היא בעיקר בגלל שזרימת האוויר וגז הפליטה בצילינדר כאוטית יותר, וחלק משמן הצילינדר נישא לתוך תא הבעירה על ידי זרימת האוויר המתערבלת. בנוסף, טמפרטורת דופן הצילינדר גבוהה יותר. באופן כללי, כמות הזרקת שמן הצילינדר עבור מנועים עם זרימה עקומה-בינונית היא 0.95-1.09 מ"ג/(W·h), בעוד עבור מנועים עם זרימה ישירה, היא 0.54-0.68 מ"ג/(W·h).