故障檢修與技術(shù)維護

柴油發(fā)電機油壓低或過(guò)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(fā)電機主油路中，機油壓力正常是柴油發(fā)電機良好運行的保障。如果油壓傳感器正常情況下，柴油發(fā)電機組控制器顯示壓力過(guò)低或過(guò)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(guò)低，各摩擦表面會(huì )因得不到充足的潤滑加快磨損；柴油機油壓過(guò)高，則會(huì )使油封、油管壓壞，損耗柴油機的動(dòng)力。一般情況下，機組機油壓力低于0.05MPa時(shí)，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(hù)主要介紹了機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(gè)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(guò)感應壓力的變化來(lái)判斷機油壓力是否正常。當機油壓力低于設定的閾值時(shí)，傳感器會(huì )發(fā)出電信號。

（2）電路

      這個(gè)電信號會(huì )被轉化為數字信號，并進(jìn)行記錄、計算、儲存數據。傳感器發(fā)出的電信號經(jīng)過(guò)電路的處理后，會(huì )觸發(fā)報警燈亮起。電路中通常會(huì )設置一個(gè)閾值電壓，當傳感器信號低于該電壓時(shí)，電路會(huì )使報警燈亮起。這個(gè)閾值一般根據柴油機的設計和壓力要求來(lái)確定，確保在機油壓力低于安全范圍時(shí)能及時(shí)警示操作員。

（3）指示燈

      報警燈的亮起是通過(guò)電路中的燈泡來(lái)實(shí)現的，當電路觸發(fā)時(shí)，電流會(huì )通過(guò)燈泡，使其發(fā)出亮光。報警燈通常會(huì )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(wèn)題，需要馬上停車(chē)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(guò)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(huán)流動(dòng)，然后泵送到柴油機上部各潤滑表面。這個(gè)機油在潤滑系統中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力就是機油壓力，機油建壓過(guò)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(gè)時(shí)候必須有一個(gè)裝置對其進(jìn)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(fā)電機機油壓力降至異常低值時(shí)，機油壓力警告燈即向控制器報警。機油壓力開(kāi)關(guān)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(fā)電機停機時(shí)，或油壓低于規定值時(shí)，機油壓力開(kāi)關(guān)內的觸點(diǎn)閉合，機油壓力警告燈即點(diǎn)亮。

（2）油壓高

      當柴油發(fā)電機起動(dòng)時(shí)，或油壓高于規定值時(shí)，油壓推動(dòng)機油壓力開(kāi)關(guān)內的膜片。其結果是使觸點(diǎn)斷開(kāi)，機油壓力警告燈熄滅。

       總的來(lái)說(shuō)，機油壓力報警裝置的工作原理是通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監測機油壓力，當壓力低于安全范圍時(shí)，通過(guò)電路觸發(fā)報警燈亮起，以提醒操作員及時(shí)處理機油壓力問(wèn)題。

 

圖1  機油在柴油機中的潤滑過(guò)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(fā)電機的潤滑油壓力過(guò)高時(shí)，會(huì )影響柴油發(fā)電機的起動(dòng)性能和經(jīng)濟性，嚴重時(shí)會(huì )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(dòng)柴油發(fā)電機后會(huì )發(fā)現潤滑油壓力偏高，待溫度升高時(shí)油壓會(huì )降至正常值。

1、潤滑油粘度過(guò)大  

       柴油發(fā)電機潤滑油的粘度牌號應根據使用的環(huán)境溫度和零件的最大溫度來(lái)選擇。如果用錯或牌號不對，柴油發(fā)電機運轉時(shí)會(huì )因潤滑油粘度過(guò)大而導致流動(dòng)性能變差，從而出現潤滑油壓力過(guò)高的故障。因此，應正確地選用潤滑油，隨著(zhù)季節變化或地域不同來(lái)合理地選用潤滑油。機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(guò)低

       柴油發(fā)電機工作正常時(shí)，溫度會(huì )逐漸升高，最終穩定在一個(gè)正常范圍內。由于潤滑油的粘度隨著(zhù)溫度的升高而減小，所以如果柴油發(fā)電機工作時(shí)，溫度一直過(guò)低，潤滑油的粘度就會(huì )過(guò)大而導致流動(dòng)性能變差，從而出現潤滑油壓力過(guò)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(guò)頂開(kāi)閥門(mén)使部分潤滑油回流到油底殼來(lái)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(guò)大或卡死，當柴油發(fā)電機的油壓過(guò)大時(shí)，閥門(mén)不能及時(shí)打開(kāi)，就會(huì )導致柴油發(fā)電機的潤滑油壓力過(guò)高。此時(shí)，應將其開(kāi)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(guò)臟而堵塞時(shí)，潤滑油壓力升高，頂開(kāi)旁通閥閥門(mén)使潤滑油直接進(jìn)入主油道。如果旁通閥出現卡滯或者開(kāi)啟壓力調得過(guò)高，濾清器被堵塞時(shí)就不能及時(shí)頂開(kāi)，潤滑油的流通阻力增大，油壓就會(huì )過(guò)高。因此，一方面應按規定及時(shí)更換機油濾清器；另一方面要正確地調整旁通閥的開(kāi)啟壓力，必要時(shí)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(zhù)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(guò)低時(shí)，機油壓力表的指示值就會(huì )過(guò)高。此時(shí)可將傳感器的接線(xiàn)斷開(kāi)，然后用萬(wàn)用表進(jìn)行測量，若阻值過(guò)低則說(shuō)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(guò)高時(shí)，經(jīng)過(guò)測量機油壓力傳感器沒(méi)有損壞后，可用萬(wàn)用表測量壓力表的阻值，若阻值過(guò)低，則說(shuō)明機油壓力表失效。

7、潤滑系統油道堵塞  

      長(cháng)期不更換潤滑油或者柴油發(fā)電機的工作環(huán)境較差時(shí)，油道會(huì )出現堵塞的現象。當主油道以后的油道堵塞時(shí)，潤滑油的流通阻力變大，潤滑油壓力便會(huì )過(guò)高?？稍诓裼桶l(fā)電機低速空載運轉時(shí)，慢慢地松開(kāi)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(jìn)行清洗。

8、曲軸主軸承、連桿軸瓦等配合間隙過(guò)小

       長(cháng)期使用低級別或者低性能的柴油發(fā)電機潤滑油時(shí)，會(huì )在柴油發(fā)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(guò)小，從而出現潤滑油壓力過(guò)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(lái)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(huì )導致曲軸箱內的壓力過(guò)高，特別是當活塞環(huán)與氣缸的配合間隙過(guò)大時(shí)，進(jìn)入曲軸箱的高壓氣體就會(huì )過(guò)多，從而導致潤滑油壓力過(guò)高。

圖3  機油摩擦和粘度關(guān)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(gè)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(guò)快（如曲軸軸承間隙過(guò)大）。油壓低的問(wèn)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(kāi)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(shuō)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，磨損嚴重時(shí)進(jìn)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(fā)電機長(cháng)期超載

      超載使油溫過(guò)高、過(guò)稀。降低柴油發(fā)電機負荷，不允許長(cháng)期超負荷工作。

5、機油濾清器堵塞

      堵塞后進(jìn)油量減少，壓力過(guò)低。清潔機油濾清器。

6、油污、使用時(shí)間長(cháng)而變質(zhì)

      可能會(huì )堵塞吸油盤(pán)的濾網(wǎng)或油道。用新機油更換機油，并清潔濾網(wǎng)和油道。

7、機油泵磨損

      機油泵磨損后，油泵內漏會(huì )增加，泵內油量減少，或油泵紙墊損壞漏油?？梢酝ㄟ^(guò)減小機油泵端蓋墊片的厚度來(lái)進(jìn)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(mén)是否太磨損。如果閥門(mén)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(pán)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(guò)多。并修理和更換新零件，恢復備件的匹配關(guān)系，使間隙在正常范圍內。

 

圖5  柴油機機油壓力過(guò)低的原因框圖

圖6  柴油機機油壓力過(guò)低故障診斷框圖

 

總結：

       柴油發(fā)電機機油壓力大小與在潤滑系統內的流動(dòng)阻力有關(guān)，機油在系統內的流動(dòng)阻力大時(shí)機油壓力就高，機油在系統內的流動(dòng)阻力小時(shí)機油壓力就低。由此可知，潤滑系內的機油壓力過(guò)高，必然是機油在系統的流動(dòng)阻力過(guò)大所引起，其他則反之。一般出現機油壓力過(guò)高或者過(guò)低都會(huì )影響柴油機的相關(guān)運行工作，很多用戶(hù)遇到響應的問(wèn)題的時(shí)候可憑上述方案應對解決。

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