Air entrainment in the lubrication circuit of a medium speed marine engine

Abstract

There are different ways in which air can get entrained in oil in hydraulic systems. The air content of the oil can be measured using various measurement methods. These measurement methods utilize different physical phenomena to determine the amount of air in oil samples.

Air entrained in oil causes problems in hydraulic and lubrication systems. The most notable effect is the change in compressibility. Air is significantly more compressible than air that change will cause slow and possibly erratic behaviour in hydraulic systems. Air can also change some chemical properties of oils.

There are certain methods that can be used to reduce the air amount in a hydraulic system. The reservoir volume and construction have a large effect on how much air can get entrained in the pressure circuits of systems. A vacuum in the oil reservoir can also aid in releasing entrained air. Also, specialized constructs, such as a swirl flow device can be used to evacuate air.

In medium speed marine engines, there may be some incentives to reduce the volume of the lubricant reservoir as high sulphur fuels that reduce the lubricity of oils are not used as widely as in the past. The lubricant volumes may still be constrained by entrained air amounts.

Hydraulisissa järjestelmissä saattaa öljyyn sekaantua ilmaa erilaisilla mekanismeilla. Öljyn ilmapitoisuutta voidaan mitata useilla menetelmillä, jotka hyödyntävät mittaustekniikassaan eri ilmiöitä.

Öljyn seassa oleva ilma aiheuttaa ongelmia hydrauliikassa ja suurin näistä ongelmista on kokoonpuristuvuuden kasvu. Ilma puristuu huomattavasti enemmän kuin öljy ja tämä johtaa joko hitaisiin tai hallitsemattomiin vasteisiin hydraulijärjestelmissä. Ilma saattaa myös muuttaa joitain öljyn kemiallisia ominaisuuksia.

Ilman määrää öljykierrossa voidaan vähentää systeemitankin tilavuuden ja rakenteen avulla. Alipaine tankissa auttaa sekaantunutta ilmaa poistumaan öljyn seasta. Lisäksi voidaan käyttää ilmanpoistoon suunniteltuja laitteita, kuten pyörövirtaan perustuvia ilmanpoistosuppiloita.

Keskinopeuksilla käyvissä laivamoottoreissa käytössä olevien öljypohjantilavuuksien muuttamiselle saattaa olla tarvetta, sillä korkean rikkipitoisuuden polttoaineita, jotka vaikuttavat voiteluöljyn ominaisuuksiin, käytetään nykyään vähemmän kuin ennen. Tarvittavaan öljytilavuuteen vaikuttaa kuitenkin myös voitelukiertoon mahdollisesti päätyvä ilma.