新聞主題	柴油發電機潤滑系統故障原因診斷和檢修

 

摘要：柴油機潤滑系統的常見故障有機油壓力過低、機油壓力過高、機油消耗量過大、機油油面增高以及機油泵噪聲等，一般是由于發動機潤滑系統出現機油量少、機油泵工作不正常、油道堵塞引起的，甚至潤滑不良會導致發動機抱軸，嚴重的會造成發動機的報廢。因此，可以說潤滑系統是柴油發電機組的重要組成部分，其正常運行對于發電設備的性能和使用壽命具有重要影響。本文將詳細介紹柴油發動機潤滑系統故障原因和維修方法，以確保柴油機的正常運行。

 

一、潤滑系統的作用和組成

 

      柴油機工作時，由于各運動零件間的高速運轉，容易使零件產生磨損，特別是直接與燃燒氣體接觸的氣缸、氣缸蓋、活塞等零件處在高溫狀態，工作條件差。如果沒有良好的潤滑，柴油機各運動零件會出現異常磨損，柴油機不能發揮正常工作狀態，技術性能會明顯下降。因此，柴油機必須設有潤滑系統，使柴油機在最佳的潤滑條件下工作，預防柴油機各運動零件的磨損。

1、潤滑系統的作用

      潤滑系統的作用就是不斷地將清潔的、具有一定壓力的潤滑油輸送到各零件的摩擦表面，以減小零件的摩擦和磨損。柴油機潤滑油，簡稱柴油機機油，俗稱機油。

① 潤滑作用。將潔凈的、壓力和溫度適宜的機油不斷輸送到各需要部件的摩擦表面，以起到減少零件摩擦和磨損的潤滑作用，使運動部件實現液體摩擦。

② 冷卻作用。機油與柴油機內部重要的運動部件直接接觸，可有效地帶走產生的熱量，并傳遞到油底殼中的冷卻器、曲軸箱，最后傳到大氣中。

③ 清潔作用。對機件表面有沖洗作用，保持柴油機零件清潔，避免積炭和雜質，確保柴油機猜環。

④ 密封作用。柴油機內的機油在運動部件表面形成一層薄膜，這層薄膜在重要的活塞環區域，幫助氣缸壁和活塞環之間密封。

⑤ 防腐作用。減少零件振動、降低噪聲，防止零件表面腐蝕。

2、潤滑系統的組成

      柴油機的潤滑系統統一般由機油泵、機油濾清器、機油冷卻器、集濾器、機油壓力表、壓力傳感器、機油道等組成，如圖1所示。

（1）油底殼。也稱下曲軸箱，用來儲存潤滑油，也可以對機油進行冷卻。

（2）機油泵。機油泵一般安裝在曲軸箱內，由曲軸、凸輪軸或中間軸驅動。用于將油底殼中的機油吸出，并以一定的壓力壓向各潤滑部位，保證柴油機運動表面良好的工作狀態。

（3）機油濾清器。用于濾除潤滑油中的雜質，根據能夠濾除的雜質直徑不同可分為粗濾器和細濾器，分別并聯和串聯在主油道中。

（4）機油集濾器。集濾器常見的為濾網式，安裝在機油泵的吸油口端，用于過濾較大的雜質。集濾器有浮動式和固定式兩種。

（5）機油散熱器與機油冷卻器。有些大功率柴油機裝有機油散熱器，以幫助潤滑系統統進行散熱，保證機油正常的工作溫度。這些裝置分成機油散熱器和機油冷卻器。

（6）主油道。在缸體與缸蓋上直接鑄出，用來向各潤滑部位輸送機油，是潤滑系統的重要組成部分。

（7）機油閥。有限壓閥和旁通閥，限壓閥用來限制機油泵輸出的潤滑油壓力；旁通閥與粗濾器并聯，當粗濾器發生堵塞時，旁通閥打開，機油泵輸出的潤滑油直接進入主油道。

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圖1  柴油發電機潤滑系統結構組成

圖2  康明斯柴油發電機售后維修服務

 

二、機油壓力過低原因與解決方法

 

      機油壓力低是由于機油量少，機油泵工作不正常，發動機潤滑系統油路堵塞造成的。如果油壓過低，會加速曲軸和凸輪軸的磨損，甚至會因潤滑不良導致發動機抱軸，嚴重的會導致發動機報廢。所以控制器上有壓力指示系統，可以顯示發動機潤滑系統的壓力。發動機潤滑系統不正常，應首先判斷油壓是否過低。

1、現象

① 機油表無指示或指示低于規定值。一般發電機組機油壓力的正常范圍為0.15～0.4MPa（1.5~4kgf/c㎡）。

② 剛啟動機器時機油壓力表指示正常，然后下降，甚至為零。

2、原因

① 機油量不足。

② 機油黏度過小（牌號低、溫度高、混入燃油或水）。

③ 限壓閥調整不當，彈簧變軟。

④ 機油壓力表與感壓塞失效。

⑤ 機油集濾器濾網及機油管路等處堵塞。

⑥ 潤滑油道有漏油處。

⑦ 機油泵泵油能力差：機油泵主、被動齒輪磨損使二者之間的間隙過大，或齒輪與泵蓋間隙過大。

⑧ 各軸承（曲軸、連桿和凸輪軸等處的軸承）間隙過大。

3、排除方法

① 檢查機油的數量與質量

      發現機油壓力過低時，應首先停止柴油機工作，等待3～5min后，抽出機油量尺檢查機油的數量與質量。油量不足應添加與機油盆中的機油牌號相同的機油。因季節變化沒有及時更換相應牌號的機油（潤滑油選擇方法如圖3、圖4所示），或添加的機油牌號與機油盆中的機油牌號不一致時，亦會使柴油機的機油壓力降低。

      在使用過程中，如果柴油機過熱，則應考慮機油壓力降低可能是機油溫度過高致使機油變稀引起的。在這種情況下，排除致使柴油機溫度過高的故障，等機油冷卻后再啟動發電機組，機油壓力便可正常。

② 調整限壓閥，查看限壓閥彈簧

      首先調整限壓閥，若能調整至正常壓力，則為限壓閥調整不當；若調整限壓閥無效，則查看限壓閥彈簧的彈性是否減弱。

③ 檢查機油壓力表與感壓塞

      檢查機油壓力表可用新舊對比法，將原來的機油壓力表拆下，裝上一只新機油壓力表進行對比判斷。

      檢查感壓塞的方法是：將感壓塞從缸體上拆下，用破布堵住塞孔，短暫地發動機器，若機油從油道中噴出很足，且沒有氣泡，則說明感壓塞失效。若機油從油道中噴出不足，并有氣泡產生，則說明機油壓力過低可能是機油管道不暢引起的。

④ 檢查機油集濾器、機油泵及各油道

      拆下機油濾清器，轉動曲軸，觀察機油泵出油孔道，出油不多或不出油，則可能是機油泵不泵油或集濾器堵塞，應檢查修理機油泵或清洗集濾器。拆下油底殼，檢查機油集濾器是否有油污堵塞，或者機油泵是否磨損過度而使泵油壓力不足。如果從油道中噴出來的潤滑油夾有氣泡，則說明機油泵及油泵進油連接管接頭破裂或者接頭松動等。

⑤ 檢查各軸承間隙

      若曲軸、連桿和凸輪軸等處的軸承間隙過大，在剛開始發動機器時，由于機油的黏度較大，機油不易流失，機油壓力可達到正常值。但是，當機器發熱后，機油黏度變小，機油從軸瓦兩側被擠走，從而使機油壓力降低。

 

圖3  機油粘度識別方法

圖4  機油粘度指標對照表

 

三、機油壓力過高原因與解決方法

 

      在正常情況下，柴油發電機正常運作下的機油壓力在300kPa左右，當超過500kpa即為機油壓力過高（如圖5所示），柴油機儀表盤上的機油壓力報警燈會亮起。

1、現象

      機油壓力表指示超過規定值，發動機功率下降。

2、原因

① 機油黏度過大。

② 限壓閥調整不當或彈簧太硬。

③ 機油濾清器堵塞而旁通閥頂不開。

④ 各軸承間隙過小。

⑤ 機油壓力表以后的機油管道堵塞。

3、排除方法

      機油壓力高的檢查步驟如圖6所示。

① 檢查機油的黏度

      將機油標尺從曲軸箱中取出，滴幾滴機油在手指上，用手指捻揉感覺機油的黏度是否過大。當黏度過大時，可能是機油的牌號不對，應更換適當牌號的機油。

② 檢查限壓閥彈簧和旁通閥彈簧

      看是否壓得過緊，或彈力過強頂不開。對此應及時調整、清洗或更換。

③ 檢查各軸承間隙及缸體內各機油管道

      對于新維修的發動機，則應檢查各軸承是否裝配得過緊，缸體內通向曲軸軸承的油道是否堵塞。若堵塞，最容易導致燒瓦事故。

 

圖5  機油消耗量過大指示圖

圖6  柴油機機油壓力過高故障診斷框圖

 

四、機油消耗量過大原因與解決方法

 

      機油在正常使用中，為保證活塞、活塞環與氣缸壁間有良好的潤滑，采用噴濺法使氣缸壁上黏附一層機油。由于活塞環刮油有限，殘留在氣缸壁上的機油在高溫燃氣作用下，有的被燃燒，有的隨廢氣一并排出或在缸內機件上形成積炭。當發動機工作溫度過高時，還有部分機油蒸發汽化而被排到曲軸箱外或被吸入氣缸。當發動機技術狀況良好時，這些正常的消耗是比較少的，但是當發動機的技術狀況隨使用時間的延長而變差時，其機油消耗量隨之增加。機油消耗增加量越大，標志著發動機的性能下降得越嚴重。

1、現象

① 機油面每天有顯著下降。

② 排氣冒藍煙。

2、原因

① 有漏油之處：如曲軸后軸承油封漏油、正時齒輪蓋油封損壞或裝置不當而漏油、凸輪軸后端蓋密封不嚴以及其他襯墊損壞或油管接頭松動破裂而漏油等。

② 廢氣渦輪增壓器的壓氣機葉輪軸密封圈失效。

③ 氣門導管密封帽損壞，或進氣門桿部與導管配合間隙過大。

④ 活塞、活塞環與氣缸壁磨損過度，使其相互間的配合間隙增大，導致機油竄入燃燒室參與燃燒。

⑤ 活塞環安裝不正確：活塞環對口或卡死在環槽內使其失去彈性；扭曲環或錐形環裝反使其向燃燒室泵油。

3、排除方法

① 查看漏機油處：

      若有機油從飛輪邊緣或油底殼后端向外滴油時，則為曲軸后油封漏油；若機油從凸輪軸后端蓋處順缸體向外流油，說明凸輪軸后端蓋處密封不嚴而漏油；若機油從曲軸帶輪甩出，說明正時齒輪蓋墊片損壞或裝置不當而漏油；若其他各襯墊或油管接頭松動破裂而漏油時，從外表可以看出有漏油的痕跡，應檢查各連接螺釘或油管接頭是否松動及襯墊是否破裂等。

② 若排氣冒藍煙，說明機油被吸入氣缸燃燒后排出。

      應首先檢查進氣管中有無機油，若有機油則說明廢氣渦輪增壓器的壓氣機葉輪軸密封圈失效，機油順軸流入進氣道，應更換密封圈；若進氣管內干燥、無機油，應檢查氣門導管密封帽是否完好，進氣門桿部與導管配合間隙是否過大，并給予更換檢修。

      若以上情況均良好，再拆下缸蓋和油底殼，對氣缸、活塞、活塞環進行全面的檢查與測量，查看活塞、活塞環與氣缸壁的磨損是否過度，裝配間隙是否過大以及活塞環安裝是否正確，達到排除故障的目的。

 

五、機油油面增高原因與解決方法

 

      一般來說，發動機機油液面上升高度不會超過25毫米，這也是一個合理控制范圍。

1、現象

① 排氣冒藍煙。

② 濺油聲音大。

③ 柴油機運轉無力。

2、原因

① 燃油漏入機油盆

      柴油機噴油泵柱塞副磨損過大、噴油器針閥關閉不嚴或針閥卡死在開啟位置；活塞、活塞環與氣缸之間的配合間隙過大，使燃油沿缸壁下漏到油底殼。

② 水滲入機油盆

      氣缸墊沖壞；與水套相通的氣缸壁產生裂紋；濕式缸套與缸體間的橡膠密封圈未安裝正確或損壞。

3、排除方法

      首先抽出機油標尺檢查機油是否過稀。若發現機油油面增高并且很稀時，應進一步查找原因，看是否有水或燃油漏入而沖淡機油，引起過稀。

檢查方法：

      抽出機油標尺，滴幾滴機油在紙上觀察機油顏色并聞氣味。如機油呈黃乳色，且無其他氣味，說明是水進入了曲軸箱，應檢查氣缸墊是否沖壞、缸體水道是否有裂紋、濕式缸套與缸體間的橡膠密封圈是否安裝正確或損壞。

      如果聞到機油中有燃油味，應啟動發動機觀察其是否運轉良好，若啟動柴油機后排氣管冒黑煙，則應檢查噴油器的針閥是否正常關閉，若有滴漏，應予維修。若發動機在正常工作溫度下動力不足，則應檢查噴油泵柱塞副是否下漏柴油，活塞、活塞環與氣缸之間的配合間隙是否過大，并進行更換或檢修。

      以上檢查維修完畢后，必須將舊機油放出，并清洗潤滑系統，再重新加入規定量的合適牌號的新機油。

 

總結：

      潤滑系統在柴油發電機上有著重要的作用。潤滑系統的故障可能導致柴油機金屬表面之間的干摩擦，不僅會增加柴油機的功率消耗，加速零件工作表面的磨損，而且可能由于摩擦產生的熱將零件工作表面燒損，導致柴油機無法正常運轉。若柴油機運轉中出現異響和震動，則應注意檢查潤滑系統的油量是否太少或機油壓力是否過低。此外，柴油機潤滑系統常見的故障還包括機油泵損壞、油底殼泄漏、油道堵塞等。

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