故障檢修與技術(shù)維護(hù)

柴油發(fā)電機(jī)油壓低或過高報警燈亮的原因

 

摘要：在潤滑系統(tǒng)中，油壓傳感器通常安裝在柴油發(fā)電機(jī)主油路中，機(jī)油壓力正常是柴油發(fā)電機(jī)良好運(yùn)行的保障。如果油壓傳感器正常情況下，柴油發(fā)電機(jī)組控制器顯示壓力過低或過高，可以根據(jù)潤滑系統(tǒng)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(jù)油流方向分為前后兩部分：柴油機(jī)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(jī)油壓過高，則會使油封、油管壓壞，損耗柴油機(jī)的動力。一般情況下，機(jī)組機(jī)油壓力低于0.05MPa時，將難以保證零部件得到有效潤滑，據(jù)此康明斯公司在本文中向用戶主要介紹了機(jī)油壓力低和壓力高發(fā)生的原因及排查方法。

一、高油壓和低油壓報警原理

 

1、機(jī)油壓力報警裝置組成

      機(jī)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(jiān)測機(jī)油壓力的裝置，它通常位于柴油機(jī)上的油路中，通過感應(yīng)壓力的變化來判斷機(jī)油壓力是否正常。當(dāng)機(jī)油壓力低于設(shè)定的閾值時，傳感器會發(fā)出電信號。

（2）電路

      這個電信號會被轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并進(jìn)行記錄、計算、儲存數(shù)據(jù)。傳感器發(fā)出的電信號經(jīng)過電路的處理后，會觸發(fā)報警燈亮起。電路中通常會設(shè)置一個閾值電壓，當(dāng)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(jù)柴油機(jī)的設(shè)計和壓力要求來確定，確保在機(jī)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(xiàn)的，當(dāng)電路觸發(fā)時，電流會通過燈泡，使其發(fā)出亮光。報警燈通常會配有不同的顏色，如紅色或黃色，以區(qū)分不同的警示級別。紅色常表示嚴(yán)重的機(jī)油壓力問題，需要馬上停車檢修；黃色則表示機(jī)油壓力較低，但還能繼續(xù)運(yùn)行，需要盡快檢查和處理。

2、機(jī)油壓力報警裝置工作原理

      在潤滑系統(tǒng)中，通過機(jī)油泵把機(jī)油從油底殼中吸出，并以一定的壓力泵送到主油道中，使機(jī)油在潤滑系統(tǒng)中循環(huán)流動，然后泵送到柴油機(jī)上部各潤滑表面。這個機(jī)油在潤滑系統(tǒng)中流動時產(chǎn)生的壓力就是機(jī)油壓力，機(jī)油建壓過程如圖1所示。機(jī)油必須保持一定的壓力才能保障柴油機(jī)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(jìn)行監(jiān)測，即機(jī)油壓力報警裝置，結(jié)構(gòu)如圖2所示。其作用是當(dāng)傳感器探測到柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油壓力降至異常低值時，機(jī)油壓力警告燈即向控制器報警。機(jī)油壓力開關(guān)安裝在油底殼內(nèi)或氣缸體上，探測主油道中的壓力。

（1）油壓低

      當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)停機(jī)時，或油壓低于規(guī)定值時，機(jī)油壓力開關(guān)內(nèi)的觸點閉合，機(jī)油壓力警告燈即點亮。

（2）油壓高

      當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)起動時，或油壓高于規(guī)定值時，油壓推動機(jī)油壓力開關(guān)內(nèi)的膜片。其結(jié)果是使觸點斷開，機(jī)油壓力警告燈熄滅。

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

 

圖1  機(jī)油在柴油機(jī)中的潤滑過程

圖2  柴油機(jī)機(jī)油壓力報警原理圖

 

二、機(jī)油壓力高的原因

      柴油發(fā)電機(jī)的潤滑油壓力過高時，會影響柴油發(fā)電機(jī)的起動性能和經(jīng)濟(jì)性，嚴(yán)重時會出現(xiàn)撐破機(jī)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(fā)電機(jī)后會發(fā)現(xiàn)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(fā)電機(jī)潤滑油的粘度牌號應(yīng)根據(jù)使用的環(huán)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(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時會因潤滑油粘度過大而導(dǎo)致流動性能變差，從而出現(xiàn)潤滑油壓力過高的故障。因此，應(yīng)正確地選用潤滑油，隨著季節(jié)變化或地域不同來合理地選用潤滑油。機(jī)油摩擦和粘度之間的關(guān)系如圖3所示。

2、工作環(huán)境溫度過低

       柴油發(fā)電機(jī)工作正常時，溫度會逐漸升高，最終穩(wěn)定在一個正常范圍內(nèi)。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(fā)電機(jī)工作時，溫度一直過低，潤滑油的粘度就會過大而導(dǎo)致流動性能變差，從而出現(xiàn)潤滑油壓力過高的故障。

3、壓力調(diào)節(jié)閥彈簧壓力調(diào)整不當(dāng)或卡死  

      壓力調(diào)節(jié)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(nèi)。若壓力調(diào)節(jié)閥的彈簧預(yù)壓力調(diào)整過大或卡死，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)的油壓過大時，閥門不能及時打開，就會導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)的潤滑油壓力過高。此時，應(yīng)將其開啟壓力調(diào)整至規(guī)定值。

4、機(jī)油濾清器濾芯堵塞

      旁通閥的作用是當(dāng)機(jī)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?jié)櫥椭苯舆M(jìn)入主油道。如果旁通閥出現(xiàn)卡滯或者開啟壓力調(diào)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(yīng)按規(guī)定及時更換機(jī)油濾清器；另一方面要正確地調(diào)整旁通閥的開啟壓力，必要時應(yīng)更換。

5、機(jī)油壓力傳感器失效  

      正常情況下，機(jī)油壓力傳感器的阻值是隨著壓力的變化而有規(guī)律的變化，但是當(dāng)機(jī)油壓力傳感器失效后阻值過低時，機(jī)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(jìn)行測量，若阻值過低則說明傳感器失效。圖2是電子式機(jī)油油壓傳感器結(jié)構(gòu)圖。

6、機(jī)油壓力表失效  

      機(jī)油壓力表指示值過高時，經(jīng)過測量機(jī)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(jī)油壓力表失效。

7、潤滑系統(tǒng)油道堵塞  

      長期不更換潤滑油或者柴油發(fā)電機(jī)的工作環(huán)境較差時，油道會出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象。當(dāng)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(fā)電機(jī)低速空載運(yùn)轉(zhuǎn)時，慢慢地松開各油管接頭，根據(jù)涌出潤滑油的情況確定故障部位，然后對堵塞油道進(jìn)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(fā)電機(jī)潤滑油時，會在柴油發(fā)電機(jī)內(nèi)部形成較多的油泥和積炭，導(dǎo)致曲軸主軸承、連桿軸瓦等配合間隙過小，從而出現(xiàn)潤滑油壓力過高的現(xiàn)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(dǎo)致曲軸箱內(nèi)的壓力過高，特別是當(dāng)活塞環(huán)與氣缸的配合間隙過大時，進(jìn)入曲軸箱的高壓氣體就會過多，從而導(dǎo)致潤滑油壓力過高。

圖3  機(jī)油摩擦和粘度關(guān)系

圖4  機(jī)油壓力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖

 

三、機(jī)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(shù)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(zhì)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(huán)與缸套的配合情況，磨損嚴(yán)重時進(jìn)行修理。

3、油品牌號不對

      粘度小，油太稀。用符合規(guī)格的新機(jī)油更換機(jī)油。

4、柴油發(fā)電機(jī)長期超載

      超載使油溫過高、過稀。降低柴油發(fā)電機(jī)負(fù)荷，不允許長期超負(fù)荷工作。

5、機(jī)油濾清器堵塞

      堵塞后進(jìn)油量減少，壓力過低。清潔機(jī)油濾清器。

6、油污、使用時間長而變質(zhì)

      可能會堵塞吸油盤的濾網(wǎng)或油道。用新機(jī)油更換機(jī)油，并清潔濾網(wǎng)和油道。

7、機(jī)油泵磨損

      機(jī)油泵磨損后，油泵內(nèi)漏會增加，泵內(nèi)油量減少，或油泵紙墊損壞漏油。可以通過減小機(jī)油泵端蓋墊片的厚度來進(jìn)行補(bǔ)償。如果泵油量仍然不足，應(yīng)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(yán)

      從吸油盤到油泵的油路裝配不嚴(yán)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(fù)備件的匹配關(guān)系，使間隙在正常范圍內(nèi)。

 

圖5  柴油機(jī)機(jī)油壓力過低的原因框圖

圖6  柴油機(jī)機(jī)油壓力過低故障診斷框圖

 

總結(jié)：

       柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油壓力大小與在潤滑系統(tǒng)內(nèi)的流動阻力有關(guān)，機(jī)油在系統(tǒng)內(nèi)的流動阻力大時機(jī)油壓力就高，機(jī)油在系統(tǒng)內(nèi)的流動阻力小時機(jī)油壓力就低。由此可知，潤滑系內(nèi)的機(jī)油壓力過高，必然是機(jī)油在系統(tǒng)的流動阻力過大所引起，其他則反之。一般出現(xiàn)機(jī)油壓力過高或者過低都會影響柴油機(jī)的相關(guān)運(yùn)行工作，很多用戶遇到響應(yīng)的問題的時候可憑上述方案應(yīng)對解決。

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