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故障检修与技术维护 |
柴油发电机油压低或过高报警灯亮的原因 |
摘要：在润滑系统中，油压传感器通常安装在柴油发电机主油路中，机油压力正常是柴油发电机良好运行的保障。如果油压传感器正常情况下，柴油发电机组控制器显示压力过低或过高，可以根据润滑系统和油路的组成分析可能的故障原因。一般油路被油压传感器根据油流方向分为前后两部分：柴油机油压过低，各摩擦表面会因得不到充足的润滑加快磨损；柴油机油压过高，则会使油封、油管压坏，损耗柴油机的动力。一般情况下，机组机油压力低于0.05MPa时，将难以保证零部件得到有效润滑，据此康明斯公司在本文中向用户主要介绍了机油压力低和压力高发生的原因及排查方法。
一、高油压和低油压报警原理
1、机油压力报警装置组成
机油压力报警装置的工作原理主要包括传感器、电路和指示灯三个部分。
（1）传感器
传感器是监测机油压力的装置，它通常位于柴油机上的油路中，通过感应压力的变化来判断机油压力是否正常。当机油压力低于设定的阈值时，传感器会发出电信号。
（2）电路
这个电信号会被转化为数字信号，并进行记录、计算、储存数据。传感器发出的电信号经过电路的处理后，会触发报警灯亮起。电路中通常会设置一个阈值电压，当传感器信号低于该电压时，电路会使报警灯亮起。这个阈值一般根据柴油机的设计和压力要求来确定，确保在机油压力低于安全范围时能及时警示操作员。
（3）指示灯
报警灯的亮起是通过电路中的灯泡来实现的，当电路触发时，电流会通过灯泡，使其发出亮光。报警灯通常会配有不同的颜色，如红色或黄色，以区分不同的警示级别。红色常表示严重的机油压力问题，需要马上停车检修；黄色则表示机油压力较低，但还能继续运行，需要尽快检查和处理。
2、机油压力报警装置工作原理
在润滑系统中，通过机油泵把机油从油底壳中吸出，并以一定的压力泵送到主油道中，使机油在润滑系统中循环流动，然后泵送到柴油机上部各润滑表面。这个机油在润滑系统中流动时产生的压力就是机油压力，机油建压过程如图1所示。机油必须保持一定的压力才能保障柴油机良好的润滑，一般维持在0.2~0.5Mpa之间。因此，这个时候必须有一个装置对其进行监测，即机油压力报警装置，结构如图2所示。其作用是当传感器探测到柴油发电机机油压力降至异常低值时，机油压力警告灯即向控制器报警。机油压力开关安装在油底壳内或气缸体上，探测主油道中的压力。
（1）油压低
当柴油发电机停机时，或油压低于规定值时，机油压力开关内的触点闭合，机油压力警告灯即点亮。
（2）油压高
当柴油发电机起动时，或油压高于规定值时，油压推动机油压力开关内的膜片。其结果是使触点断开，机油压力警告灯熄灭。
总的来说，机油压力报警装置的工作原理是通过传感器实时监测机油压力，当压力低于安全范围时，通过电路触发报警灯亮起，以提醒操作员及时处理机油压力问题。
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图1 机油在柴油机中的润滑过程 |
图2 柴油机机油压力报警原理图 |
二、机油压力高的原因
柴油发电机的润滑油压力过高时，会影响柴油发电机的起动性能和经济性，严重时会出现撑破机油滤清器等部件的事故。需要注意的是，在冬季，刚起动柴油发电机后会发现润滑油压力偏高，待温度升高时油压会降至正常值。
1、润滑油粘度过大
柴油发电机润滑油的粘度牌号应根据使用的环境温度和零件的最大温度来选择。如果用错或牌号不对，柴油发电机运转时会因润滑油粘度过大而导致流动性能变差，从而出现润滑油压力过高的故障。因此，应正确地选用润滑油，随着季节变化或地域不同来合理地选用润滑油。机油摩擦和粘度之间的关系如图3所示。
2、工作环境温度过低
柴油发电机工作正常时，温度会逐渐升高，最终稳定在一个正常范围内。由于润滑油的粘度随着温度的升高而减小，所以如果柴油发电机工作时，温度一直过低，润滑油的粘度就会过大而导致流动性能变差，从而出现润滑油压力过高的故障。
3、压力调节阀弹簧压力调整不当或卡死
压力调节阀通过顶开阀门使部分润滑油回流到油底壳来保持润滑油压力在正常范围内。若压力调节阀的弹簧预压力调整过大或卡死，当柴油发电机的油压过大时，阀门不能及时打开，就会导致柴油发电机的润滑油压力过高。此时，应将其开启压力调整至规定值。
4、机油滤清器滤芯堵塞
旁通阀的作用是当机油滤清器过脏而堵塞时，润滑油压力升高，顶开旁通阀阀门使润滑油直接进入主油道。如果旁通阀出现卡滞或者开启压力调得过高，滤清器被堵塞时就不能及时顶开，润滑油的流通阻力增大，油压就会过高。因此，一方面应按规定及时更换机油滤清器；另一方面要正确地调整旁通阀的开启压力，必要时应更换。
5、机油压力传感器失效
正常情况下，机油压力传感器的阻值是随着压力的变化而有规律的变化，但是当机油压力传感器失效后阻值过低时，机油压力表的指示值就会过高。此时可将传感器的接线断开，然后用万用表进行测量，若阻值过低则说明传感器失效。图2是电子式机油油压传感器结构图。
6、机油压力表失效
机油压力表指示值过高时，经过测量机油压力传感器没有损坏后，可用万用表测量压力表的阻值，若阻值过低，则说明机油压力表失效。
7、润滑系统油道堵塞
长期不更换润滑油或者柴油发电机的工作环境较差时，油道会出现堵塞的现象。当主油道以后的油道堵塞时，润滑油的流通阻力变大，润滑油压力便会过高。可在柴油发电机低速空载运转时，慢慢地松开各油管接头，根据涌出润滑油的情况确定故障部位，然后对堵塞油道进行清洗。
8、曲轴主轴承、连杆轴瓦等配合间隙过小
长期使用低级别或者低性能的柴油发电机润滑油时，会在柴油发电机内部形成较多的油泥和积炭，导致曲轴主轴承、连杆轴瓦等配合间隙过小，从而出现润滑油压力过高的现象。
9、曲轴箱的通气孔堵塞
曲轴箱的通气孔主要用来排除燃烧室漏入的少量高压气体、从而保持压力平衡。如果通气孔堵塞就会导致曲轴箱内的压力过高，特别是当活塞环与气缸的配合间隙过大时，进入曲轴箱的高压气体就会过多，从而导致润滑油压力过高。
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图3 机油摩擦和粘度关系 |
图4 机油压力传感器结构示意图 |
三、机油压力低的原因
油压低的原因可以分为两个方面：一是油压传感器前的油路不通畅（如滤清器堵塞）或供油不足（如油量不足）；第二，油压传感器后面的油路排油过快（如曲轴轴承间隙过大）。油压低的问题可具体参照图5中的故障框图，诊断方法可参数图6中的框图。
1、油压表故障或通向油压表的油路堵塞
分别松开将油管连接至油压表（另一端连接至主油道）的螺母或螺栓。如果油压高，说明压力表有故障或通向油压表的油管堵塞。
2、油量不足、油变质或油中有水
定期检查油底壳储油量油尺刻度，按要求加足油；检查活塞环与缸套的配合情况，磨损严重时进行修理。
3、油品牌号不对
粘度小，油太稀。用符合规格的新机油更换机油。
4、柴油发电机长期超载
超载使油温过高、过稀。降低柴油发电机负荷，不允许长期超负荷工作。
5、机油滤清器堵塞
堵塞后进油量减少，压力过低。清洁机油滤清器。
6、油污、使用时间长而变质
可能会堵塞吸油盘的滤网或油道。用新机油更换机油，并清洁滤网和油道。
7、机油泵磨损
机油泵磨损后，油泵内漏会增加，泵内油量减少，或油泵纸垫损坏漏油。可以通过减小机油泵端盖垫片的厚度来进行补偿。如果泵油量仍然不足，应修理或更换磨损的零件和损坏的垫片。
8、限压阀的弹簧失效
检查限压阀的弹簧是否太软，阀门是否太磨损。如果阀门磨损正常，检查弹簧弹性是否不足。
9、油路装配不严
从吸油盘到油泵的油路装配不严密，漏气，如吸油管空芯螺栓拧不紧等。重新安装以消除空气泄漏。
10、润滑部位磨损
主轴承、连杆轴承、凸轮轴、轴套等润滑部位磨损，间隙增大，润滑油泄漏过多。并修理和更换新零件，恢复备件的匹配关系，使间隙在正常范围内。
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图5 柴油机机油压力过低的原因框图 |
图6 柴油机机油压力过低故障诊断框图 |
总结：
柴油发电机机油压力大小与在润滑系统内的流动阻力有关，机油在系统内的流动阻力大时机油压力就高，机油在系统内的流动阻力小时机油压力就低。由此可知，润滑系内的机油压力过高，必然是机油在系统的流动阻力过大所引起，其他则反之。一般出现机油压力过高或者过低都会影响柴油机的相关运行工作，很多用户遇到响应的问题的时候可凭上述方案应对解决。
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