故障檢修與技術維護

柴油發電機油壓低或過高報警燈亮的原因

 

摘要：在潤滑系統中，油壓傳感器通常安裝在柴油發電機主油路中，機油壓力正常是柴油發電機良好運行的保障。如果油壓傳感器正常情況下，柴油發電機組控制器顯示壓力過低或過高，可以根據潤滑系統和油路的組成分析可能的故障原因。一般油路被油壓傳感器根據油流方向分為前后兩部分：柴油機油壓過低，各摩擦表面會因得不到充足的潤滑加快磨損；柴油機油壓過高，則會使油封、油管壓壞，損耗柴油機的動力。一般情況下，機組機油壓力低于0.05MPa時，將難以保證零部件得到有效潤滑，據此康明斯公司在本文中向用戶主要介紹了機油壓力低和壓力高發生的原因及排查方法。

一、高油壓和低油壓報警原理

 

1、機油壓力報警裝置組成

      機油壓力報警裝置的工作原理主要包括傳感器、電路和指示燈三個部分。

（1）傳感器

      傳感器是監測機油壓力的裝置，它通常位于柴油機上的油路中，通過感應壓力的變化來判斷機油壓力是否正常。當機油壓力低于設定的閾值時，傳感器會發出電信號。

（2）電路

      這個電信號會被轉化為數字信號，并進行記錄、計算、儲存數據。傳感器發出的電信號經過電路的處理后，會觸發報警燈亮起。電路中通常會設置一個閾值電壓，當傳感器信號低于該電壓時，電路會使報警燈亮起。這個閾值一般根據柴油機的設計和壓力要求來確定，確保在機油壓力低于安全范圍時能及時警示操作員。

（3）指示燈

      報警燈的亮起是通過電路中的燈泡來實現的，當電路觸發時，電流會通過燈泡，使其發出亮光。報警燈通常會配有不同的顏色，如紅色或黃色，以區分不同的警示級別。紅色常表示嚴重的機油壓力問題，需要馬上停車檢修；黃色則表示機油壓力較低，但還能繼續運行，需要盡快檢查和處理。

2、機油壓力報警裝置工作原理

      在潤滑系統中，通過機油泵把機油從油底殼中吸出，并以一定的壓力泵送到主油道中，使機油在潤滑系統中循環流動，然后泵送到柴油機上部各潤滑表面。這個機油在潤滑系統中流動時產生的壓力就是機油壓力，機油建壓過程如圖1所示。機油必須保持一定的壓力才能保障柴油機良好的潤滑，一般維持在0.2~0.5Mpa之間。因此，這個時候必須有一個裝置對其進行監測，即機油壓力報警裝置，結構如圖2所示。其作用是當傳感器探測到柴油發電機機油壓力降至異常低值時，機油壓力警告燈即向控制器報警。機油壓力開關安裝在油底殼內或氣缸體上，探測主油道中的壓力。

（1）油壓低

      當柴油發電機停機時，或油壓低于規定值時，機油壓力開關內的觸點閉合，機油壓力警告燈即點亮。

（2）油壓高

      當柴油發電機起動時，或油壓高于規定值時，油壓推動機油壓力開關內的膜片。其結果是使觸點斷開，機油壓力警告燈熄滅。

       總的來說，機油壓力報警裝置的工作原理是通過傳感器實時監測機油壓力，當壓力低于安全范圍時，通過電路觸發報警燈亮起，以提醒操作員及時處理機油壓力問題。

 

圖1  機油在柴油機中的潤滑過程

圖2  柴油機機油壓力報警原理圖

 

二、機油壓力高的原因

      柴油發電機的潤滑油壓力過高時，會影響柴油發電機的起動性能和經濟性，嚴重時會出現撐破機油濾清器等部件的事故。需要注意的是，在冬季，剛起動柴油發電機后會發現潤滑油壓力偏高，待溫度升高時油壓會降至正常值。

1、潤滑油粘度過大  

       柴油發電機潤滑油的粘度牌號應根據使用的環境溫度和零件的最大溫度來選擇。如果用錯或牌號不對，柴油發電機運轉時會因潤滑油粘度過大而導致流動性能變差，從而出現潤滑油壓力過高的故障。因此，應正確地選用潤滑油，隨著季節變化或地域不同來合理地選用潤滑油。機油摩擦和粘度之間的關系如圖3所示。

2、工作環境溫度過低

       柴油發電機工作正常時，溫度會逐漸升高，最終穩定在一個正常范圍內。由于潤滑油的粘度隨著溫度的升高而減小，所以如果柴油發電機工作時，溫度一直過低，潤滑油的粘度就會過大而導致流動性能變差，從而出現潤滑油壓力過高的故障。

3、壓力調節閥彈簧壓力調整不當或卡死  

      壓力調節閥通過頂開閥門使部分潤滑油回流到油底殼來保持潤滑油壓力在正常范圍內。若壓力調節閥的彈簧預壓力調整過大或卡死，當柴油發電機的油壓過大時，閥門不能及時打開，就會導致柴油發電機的潤滑油壓力過高。此時，應將其開啟壓力調整至規定值。

4、機油濾清器濾芯堵塞

      旁通閥的作用是當機油濾清器過臟而堵塞時，潤滑油壓力升高，頂開旁通閥閥門使潤滑油直接進入主油道。如果旁通閥出現卡滯或者開啟壓力調得過高，濾清器被堵塞時就不能及時頂開，潤滑油的流通阻力增大，油壓就會過高。因此，一方面應按規定及時更換機油濾清器；另一方面要正確地調整旁通閥的開啟壓力，必要時應更換。

5、機油壓力傳感器失效  

      正常情況下，機油壓力傳感器的阻值是隨著壓力的變化而有規律的變化，但是當機油壓力傳感器失效后阻值過低時，機油壓力表的指示值就會過高。此時可將傳感器的接線斷開，然后用萬用表進行測量，若阻值過低則說明傳感器失效。圖2是電子式機油油壓傳感器結構圖。

6、機油壓力表失效  

      機油壓力表指示值過高時，經過測量機油壓力傳感器沒有損壞后，可用萬用表測量壓力表的阻值，若阻值過低，則說明機油壓力表失效。

7、潤滑系統油道堵塞  

      長期不更換潤滑油或者柴油發電機的工作環境較差時，油道會出現堵塞的現象。當主油道以后的油道堵塞時，潤滑油的流通阻力變大，潤滑油壓力便會過高。可在柴油發電機低速空載運轉時，慢慢地松開各油管接頭，根據涌出潤滑油的情況確定故障部位，然后對堵塞油道進行清洗。

8、曲軸主軸承、連桿軸瓦等配合間隙過小

       長期使用低級別或者低性能的柴油發電機潤滑油時，會在柴油發電機內部形成較多的油泥和積炭，導致曲軸主軸承、連桿軸瓦等配合間隙過小，從而出現潤滑油壓力過高的現象。

9、曲軸箱的通氣孔堵塞  

      曲軸箱的通氣孔主要用來排除燃燒室漏入的少量高壓氣體、從而保持壓力平衡。如果通氣孔堵塞就會導致曲軸箱內的壓力過高，特別是當活塞環與氣缸的配合間隙過大時，進入曲軸箱的高壓氣體就會過多，從而導致潤滑油壓力過高。

圖3  機油摩擦和粘度關系

圖4  機油壓力傳感器結構示意圖

 

三、機油壓力低的原因

      油壓低的原因可以分為兩個方面：一是油壓傳感器前的油路不通暢（如濾清器堵塞）或供油不足（如油量不足）；第二，油壓傳感器后面的油路排油過快（如曲軸軸承間隙過大）。油壓低的問題可具體參照圖5中的故障框圖，診斷方法可參數圖6中的框圖。

1、油壓表故障或通向油壓表的油路堵塞

      分別松開將油管連接至油壓表（另一端連接至主油道）的螺母或螺栓。如果油壓高，說明壓力表有故障或通向油壓表的油管堵塞。

2、油量不足、油變質或油中有水

      定期檢查油底殼儲油量油尺刻度，按要求加足油；檢查活塞環與缸套的配合情況，磨損嚴重時進行修理。

3、油品牌號不對

      粘度小，油太稀。用符合規格的新機油更換機油。

4、柴油發電機長期超載

      超載使油溫過高、過稀。降低柴油發電機負荷，不允許長期超負荷工作。

5、機油濾清器堵塞

      堵塞后進油量減少，壓力過低。清潔機油濾清器。

6、油污、使用時間長而變質

      可能會堵塞吸油盤的濾網或油道。用新機油更換機油，并清潔濾網和油道。

7、機油泵磨損

      機油泵磨損后，油泵內漏會增加，泵內油量減少，或油泵紙墊損壞漏油。可以通過減小機油泵端蓋墊片的厚度來進行補償。如果泵油量仍然不足，應修理或更換磨損的零件和損壞的墊片。

8、限壓閥的彈簧失效

      檢查限壓閥的彈簧是否太軟，閥門是否太磨損。如果閥門磨損正常，檢查彈簧彈性是否不足。

9、油路裝配不嚴

      從吸油盤到油泵的油路裝配不嚴密，漏氣，如吸油管空芯螺栓擰不緊等。重新安裝以消除空氣泄漏。

10、潤滑部位磨損

      主軸承、連桿軸承、凸輪軸、軸套等潤滑部位磨損，間隙增大，潤滑油泄漏過多。并修理和更換新零件，恢復備件的匹配關系，使間隙在正常范圍內。

 

圖5  柴油機機油壓力過低的原因框圖

圖6  柴油機機油壓力過低故障診斷框圖

 

總結：

       柴油發電機機油壓力大小與在潤滑系統內的流動阻力有關，機油在系統內的流動阻力大時機油壓力就高，機油在系統內的流動阻力小時機油壓力就低。由此可知，潤滑系內的機油壓力過高，必然是機油在系統的流動阻力過大所引起，其他則反之。一般出現機油壓力過高或者過低都會影響柴油機的相關運行工作，很多用戶遇到響應的問題的時候可憑上述方案應對解決。

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