柴油发电机的机油预润滑系统原理和故障示例

摘要：康明斯公司在本文中针对应急柴油发电机产生的预润滑油泵压力低短处，浅聊柴油发电机润滑 油机构设置、工作机理，找出了导致柴油发电机预润滑油泵压力低缺陷的根本原由；通过对损坏部件进 行更换升级，消除了应急柴油发电机预润滑油泵压力低故障，确保了柴发机组的安全稳定运转。

柴发机组启动的条件之一是机油压力需达到特定的数值才可以起动，润滑油系统必须保证润滑油的可靠提供，发电机的ecu中设置有保护功能，在主油道润滑油压力低于150kpa以下时无法着火。柴油发电机在起动之前，需要机油预润滑的时间，传统的柴发机组起动是通过直流预供油泵进行预供油，在日常不启动时，直流预供油泵不进行供给，而在实际开机起动时，需要较长的预润滑时间；对于康明斯系列的柴油发电机预起动时间为60s，参数中心项目的柴发机组要求15s快速启机带载柴油机故障代码大全图，无法满足该项指标。

当柴油发电机热备载时，预润滑油泵从机油盘中抽出润滑油，其中一部分润滑油通过一个滤清器送至 调速器的执行装置，另一部分润滑油进入柴油发电机润滑 油循环系统。柴油发电机启动后 （转速达到 350 转/分钟）， 预润滑油泵停运，改由柴油发电机自身的机带泵供油。 当柴油发电机停运时 （速度降至 90 转/分钟），预润滑油泵自动起动，向柴油发电机本体内部供润滑油。预润滑油泵入口及出口管道均设置有一道止回阀，预防在柴油发电机正常运行 （此时预润滑油泵停运 ） 时，机带泵出现的高压将预润滑油泵进出口管道内的润滑油反压回曲轴箱。预润滑回路如图 1 所示。预润滑回路压力探头 150MP 位于柴油发电机本 体预润滑回路上，由于存在管阻损失，正常显示的压力为 0.5— 1.5 bar （根据润滑油温度变化）；若压力低于 0.5 bar，则会发生压力低报警。

柴油发电机都具有滑油循环系统，包括由自己的动力带动的润滑油泵、管路、过渡器和冷却器等。在运转时，能自行建立一定的滑油压力，保证自身的滑油循环，使各主要润滑部位都有良好的润滑；停机后，滑油机构也停止作业。因此，经较长时间停机后，应有启动前的预润滑步骤，确保在起动时，各相互接触的运动部件有必要的滑油，防止出现干摩擦。自动控制预润滑有周期性自动润滑和一次性注入式预润滑两种程序。

周期性自动预润滑是在柴油发电机滑泵之外，另设一电动油泵，作为柴油发电机润滑油循环机构的另一个动力源。该电动油泵，应能实现自动控制，当柴油发电机停机后，就开始工作，保证每隔一定时间（例如4h）接通电源泵油作业一段时间（如10min），周期性地实现预润滑，以待随时起动。当柴油发电机投入运转后，自动预润滑油泵的控制电源立即断开，由柴油发电机自动润滑。    

一次性注入式润滑是在柴油发电机润滑装置中，接入一个柱塞式滑油泵，其中储满滑油，当机器接到起动指令时，压缩空气先功能到柱塞式油泵，推动活塞，将其中所储滑油，通过滑油管系，注入到机器需要润滑的各部位，然后才开始启动。起动时燃油的控制。柴油发电机的喷油量是由调速板和控制手柄控制的。启动时，调速油机将运转在高于较低稳定速度上柴油发电机启动故障大全，称为点火速度，以尚未正常工作，这时的燃油量可用手枘来限制。暖机。当起动成功后，柴油发电机将运行在略高于较低稳定转速上，称为点火转速，以后再予以升速，通常为了减小热应力，让机器先在中速下运转一段时间，这就是暖机（或称暖缸）。暖机所需时间依机型和辅机冷却装置的规划而不一样。   

在自动电站中，一般是将各台柴油发电机的冷却淡水管系连成一个整体，运转发电机组的防锈水（约65℃）也循环于备用机的冷却系统中柴油发电机不发电维修方法，使后备发电机组处于预热状况，当备载发电机组起动成功后，可以较快地加载（甚至无需暖缸）直到额定速度运转，这对于增强自动电站作用，保证供电连续性、可靠性是很有帮助的。停机。控制柴油发电机停机时，只需切断燃油供给，机器即自行停下来．但也需注意，不同型式的机器可能有不同的要求。突然熄火，也许是某些机器的性能不能接受的，它要求在中速下先运行一段时间，待温度逐渐减小，然后才允许断油停机。

某数据中心3，4号发电机组自商运后，应急柴油发电机多次执行柴油发电机组低负载试验。试验结束，柴油发电机停运，预润滑油泵153PO启动后，多次出现预润滑回路油压低报警，主控触发柴油发电机机械损坏报警，引起柴油发电机不可用，发电机组出现第1组IO。现场在PLC上检查柴油发电机预润滑油泵出口压力探头150MP，显示只有0.1—0.2 bar（1 bar=0.1 MPa，低于0.5 bar报警），且该压力值无上升趋势；而正常状况下，此时的压力应当在0.8 bar左右。3，4号发电机组应急柴油发电机预润滑油泵压力低缺点频发，严重危害了应急柴油发电机的可靠性，也对发电机组反应堆的安全稳定运行出现不好危害，亟需找到造成该短处的缘由，并制定相应的纠正方案。

（1）在解决了一些装置方面的原因后，将损坏点定位到泵体上安装的泄压阀上。若预润滑油泵出口泄压阀密封不严或回座不佳，当预润滑油泵起动后，泵出口的润滑油通过泵体泄压阀回流至泵入口，只有少量的润滑油进入柴油发电机本体，引起压力传感器150MP显示压力低。泵体泄压阀的构造如图3所示。

（2）对发生弊端的泵进行拆除检测，检修齿轮状况良好，无明显的磨损状况。泄压阀阀芯及阀座密封面良好，弹簧弹性无明显变化；若阀门正常回座后，不会出现内漏的情况。

（3）在将阀芯导向杆从导向套中取出的步骤中，发现有明显的卡涩现状，阀芯导向杆很难从导向套中拔出；且将弹簧压缩后，阀芯导向杆很难恢复到正常位置。检验发现，阀芯导向杆表面有明显的磨痕（见图4左）。拆卸另一台同样运转了1个循环周期但未产生过压力低缺陷的泵，也在阀芯导向杆同样的位置发现了磨痕；但磨耗程度较轻，弹簧压下后，阀芯导向杆能回到正常位置。检查新备件的状况，阀芯导向杆上并无磨痕存在（图5），且阀芯导向杆与导向套之间动作灵活，无卡涩状况。

（4）通过观察安装在泵本体上的出口压力表可知，在柴油发电机试验结束停运瞬态，预润滑油泵出口的压力较高达到8.5 bar，超过了泄压阀的开启压力（5.5 bar）。于是当每次执行柴油发电机试验后，已开启的泄压阀因为阀芯导向杆磨耗卡涩而无法正常回座，导致油泵出口的大部分润滑油通过泄压阀回流至泵入口，只有少量的润滑油进入了柴油发电机本体， 造成了预润滑油泵出口压力低故障。

（5） 根据试验现状可以判定，在每次柴油发电机低 负载运转试验步骤中，预润滑油泵泄压阀都会动作。 为确认引起阀芯导向杆损伤的根本起因，模拟柴油 机预润滑油泵的现场实际规划，制作了试验装置。将某数据中心大修期间柴油发电机检验时替换下来的 旧润滑油作为传输介质，启泵后多次手动关闭出口 止回阀 160VH，人为迫使泵出口超压泄压阀动作。 试验结束后检验泄压阀阀芯导向杆，未发现磨损的 痕迹 。泄压阀频繁动作导致磨耗的可能性被解决。

（6） 在将阀芯导向杆从导向套中拔出检验程序中，发现导向杆表面附着有少量磨耗产生的金属屑， 卡在导向杆和导向套之间，造成阀芯卡涩，阀门动 作后不能正常回座。

（7） 根据导向杆上 2 个磨损点的位置，结合阀 芯的组成形式 。查询相关文献资料，总述 了导致损伤的根本起因。

因为导向杆和导 向套之间的间隙很小 （约 0.1 mm）， 受弹簧力影响，2 个部件之间有 2 个位 置始终紧密接触，且预润滑油泵常年运转，受振动 影响，接触面上会发生微动损伤。

微动是指机械零部件中紧密配合的接触表面在 机械振动等交变载荷作用下发生微米量级振幅的微小相对运动。微动磨耗是指承受局部接触载荷或固定功用力的接触副因外界振动致使的微小相对移动而使接触表面产生的损伤。磨损出现的金属屑仍附着在导向杆表面，卡在导向杆与导向套之间，不能排出。在柴油发电机停运的瞬态，泵出口压力高于泄压阀开启压力，泄压阀动作后，由于导向杆卡涩，且此时泵出口压力较大，抵消了部分弹簧力，致使阀芯无法正常回座，一直卡在一个小开度状态。大部分的润滑油通过泄压阀回流至泵入口，导致柴油发电机停运后发生预润滑油泵压力低缺点。

经过详述、试验并与柴油发电机销售中心反复沟通，制定了如下解决措施。因为泄压阀阀芯上的插接结构始终存在损伤卡涩的风险，结合阀芯密封面组成为锥形、自带导向功用，并参考其他服务站的齿轮泵构成，提出了阀芯的改善举措——取消阀芯上的插接构造，将弹簧直接套在导向杆与导向套上。将改善后的阀芯装配到试验台架上进行试验，启泵后多次手动关闭预润滑油泵出口止回阀，迫使泄压阀多次动作，运转均正常。