新聞主題	柴油發(fā)電機組的機油泵故障分析和維修方法

 

摘要：機油泵是柴油發(fā)電機潤滑系統的核心部件，而柴油發(fā)電機出現故障的原因多數由于機油泵異常磨損造成的，機油泵提供的機油循環(huán)潤滑保證了柴油發(fā)電機的正常運行，機油泵若出現異常磨損或損壞，將直接導致柴油發(fā)電機燒瓦甚至損壞，后果非常嚴重。所以說(shuō)機油泵的正常工作才能有效地保證柴油發(fā)電機正常運行，本文主要針對柴油發(fā)電機機油泵的異常磨損現象進(jìn)行分析，根據出現的問(wèn)題提出具體的維修方法，以保證柴油發(fā)電機持續地、穩定地工作。

 

一、機油泵工作原理

 

      柴油發(fā)電機機油泵主要作用是通過(guò)強制具有一定壓力的、溫度適宜的清潔機油在柴油發(fā)電機內部進(jìn)行往復循環(huán)，從而潤滑和冷卻柴油發(fā)電機各運動(dòng)機件。當柴油發(fā)電機在工作時(shí)，通過(guò)曲軸帶動(dòng)機油泵主動(dòng)軸旋轉，主軸再帶動(dòng)主動(dòng)齒輪或內轉子轉動(dòng)，隨著(zhù)機油泵主動(dòng)軸旋轉，機油泵進(jìn)油口的容積腔開(kāi)始逐漸變大并產(chǎn)生真空，機油在壓差作用下被吸入進(jìn)油口，在機油泵主動(dòng)軸的繼續轉動(dòng)的過(guò)程中，機油泵的齒輪或轉子容積腔內充滿(mǎn)機油，容積腔開(kāi)始變小且壓力增加，機油在受到壓力擠壓作用下被排出，機油便實(shí)現了往復循環(huán)流動(dòng)。

     機油泵的工作主要是保證潤滑油在潤滑系統中能夠不斷地循環(huán)流動(dòng)。在潤滑油循環(huán)流動(dòng)的作用下，不僅能夠減少運動(dòng)機件的摩擦阻力，還能夠有效帶走各運動(dòng)機件在工作中產(chǎn)生的熱量。其次機油泵在完成機油循環(huán)潤滑的同時(shí)還能起到清洗的作用，機油的循環(huán)能帶走零件因高速旋轉摩擦產(chǎn)生的各種粉末。最后還在零件表面形成一層油膜，對零件起到保護的作用，所以機油泵是柴油發(fā)電機的潤滑系統核心部件。機油泵按內部結構如圖1和圖2所示，按安裝方式主要分為平裝式安裝、倒臥式安裝和插入式安裝。其主要零件主要包括外轉子、內轉子（齒輪式為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪）、主動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪、泵體、泵蓋和限壓閥等，機油泵是柴油發(fā)電機正常工作的重要保障。

 

圖1  機油泵渲染效果圖

圖2  葉片式機油泵內部結構示意圖

 

二、機油泵故障分析

 

      對柴油發(fā)電機機油泵的故障進(jìn)行深入分析，才能快速地且有針對性地找到解決機油泵故障問(wèn)題的方法。在使用過(guò)程中有效的避免柴油發(fā)電機機油泵異常磨損故障的出現，提高柴油發(fā)電機的運行可靠性。下文就機油泵故障發(fā)生的原因展開(kāi)分析。

1、油封脫落

     在客戶(hù)反饋的故障中，油封脫落在機油泵實(shí)際使用過(guò)程中時(shí)有發(fā)生，油封安裝位置如圖3所示。對柴油發(fā)電機機油泵而言，油封的拔脫力主要受油封與油封孔配合過(guò)盈量的大小、油封孔圓柱度、油封裝配精度等因素影響，這些因素都集中反映在油封的拔脫力上。

（1）油封配合過(guò)盈選取

      油封與油封孔的過(guò)盈公差必須選擇合理，過(guò)大的配合過(guò)盈量會(huì )導致骨架油封在裝配時(shí)壓潰或產(chǎn)生切料現象，使油封起不到應有的密封作用。過(guò)小的配合過(guò)盈量會(huì )使油封在受到機油泵內部工作壓力時(shí)產(chǎn)生松脫現象。合適的過(guò)盈量可以借鑒成熟的設計經(jīng)驗加上必要的試驗驗證。該公差的選定并非一成不變，與機油泵泵體材料、使用工況都是息息相關(guān)的。

（2）油封孔的圓柱度

      油封孔的圓柱度對油封的過(guò)盈配合影響很大，如果有油封孔出現橢圓時(shí)，油封與油封孔配合時(shí)，會(huì )產(chǎn)生局部配合面沒(méi)有完全貼合的現象，不均勻的配合抱緊力可能使油封在后期使用過(guò)程中產(chǎn)生松動(dòng)現象。

（3）油封的裝配

      由于裝配問(wèn)題引起的油封脫落失效問(wèn)題也有發(fā)生。壓裝失效主要時(shí)由于油封孔導向結構的設計和壓裝方法問(wèn)題。由于油封配合與其它零件配合相比，過(guò)盈量會(huì )比常規偏大，這就要求機油泵泵體油封孔要有角度小、長(cháng)度長(cháng)的導向角，另外上下壓裝夾具必須中心對正，通過(guò)這兩點(diǎn)才能保證油封的正確壓裝。

2、曲軸箱壓力過(guò)大

      曲軸箱內部壓力過(guò)大也是機油泵出現故障的原因之一。柴油發(fā)電機在高速運轉過(guò)程中必然會(huì )產(chǎn)生一定的熱量，在柴油發(fā)電機運行時(shí)氣體會(huì )通過(guò)活塞進(jìn)入曲軸箱中，這樣不僅會(huì )對機油造成污染，還會(huì )與曲軸箱中的蒸汽混合造成曲軸箱內氣體的增加。這種情況如不及時(shí)處理就會(huì )影響到機油泵的正常運行，比如油封脫落，更嚴重的是會(huì )導致曲軸箱爆炸。同時(shí)在對故障柴油發(fā)電機修復后進(jìn)行臺架及整車(chē)重新復試實(shí)驗時(shí)，再重新監測柴油發(fā)電機曲軸箱壓力的變化，并通過(guò)進(jìn)行反復實(shí)驗，最終得出結論：若曲軸箱一直處于負壓狀態(tài)下，就不會(huì )發(fā)生油封脫落的故障。

3、機油壓力異常升高

     油封主要是在機油泵工作時(shí)起密封作用，它的密封性是至關(guān)重要的。如果機油泵轉子腔內的機油壓力異常升高就可能使油封密封失效產(chǎn)生油封沖出的現象，造成柴油發(fā)電機在運行過(guò)程中出現漏油，常見(jiàn)泄漏處如圖4所示。嚴重的甚至產(chǎn)生安全隱患，為了保障機油壓力不會(huì )異常升高，機油泵通常會(huì )在機油泵的出油腔上設置限壓閥（也稱(chēng)安全閥），限壓閥主要由閥芯、彈簧、閥蓋組成。當機油泵工作時(shí)，若內部壓力突然異常升高超過(guò)正常值時(shí)，在機油壓力的作用下，閥芯會(huì )推動(dòng)彈簧動(dòng)作，迅速釋放多余壓力，壓力達到正常范圍后，在彈簧力作用下限壓閥迅速關(guān)閉。被釋放的機油回到機油泵進(jìn)油腔或柴油發(fā)電機油底殼，保證機油泵及柴油發(fā)電機始終工作在安全壓力范圍內。試驗表明，異常升高的機油壓力不但會(huì )造成油封脫失效，還會(huì )在機油泵工作過(guò)程中加劇內、外轉子（或主從齒輪的）的磨損同時(shí)工作噪音變大，內、外轉子（或主從齒輪）的磨損會(huì )直接引起機油泵流量的下降，影響柴油發(fā)電機的潤滑。

 

圖3  機油泵油封位置示意圖

圖4  機油泵常見(jiàn)泄漏現象

 

三、維修方法

 

1、機油壓力異常升高的維修方法

      機油泵在工作過(guò)程中若出現壓力異常升高的現象，主要有機油粘度過(guò)大、機油泵限壓閥卡滯、柴油發(fā)電機潤滑油路堵塞等原因。

（1）造成機油粘度過(guò)大的原因

      主要由于用戶(hù)未按照要求選用規定牌號的潤滑油，或是在柴油機剛剛點(diǎn)火處于熱車(chē)階段導致。因為潤滑油的粘度越大，流動(dòng)性也就越差，也就無(wú)法快速的在潤滑油路中進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)，柴油發(fā)電機各個(gè)運動(dòng)機件部位也無(wú)法得到充分的潤滑和冷卻。要避免機油粘度過(guò)大的問(wèn)題，這就要求用戶(hù)必須嚴格按使用環(huán)境選用粘度合適的規定牌號的潤滑油，同時(shí)在柴油機剛剛啟動(dòng)時(shí)，要提醒用戶(hù)給柴油發(fā)電機足夠的熱車(chē)和升溫時(shí)間，當柴油發(fā)電機升溫到適宜的溫度時(shí)（一般85℃~95℃），潤滑油溫度也會(huì )隨之升到最合適的溫度，在該溫度下，潤滑油既有良好的流動(dòng)性，能順暢地在循環(huán)油路中自由流動(dòng)，同時(shí)又具有一定的粘度，足夠的機油附著(zhù)力在潤滑同時(shí)還能在運動(dòng)機件表明形成一層油膜用于保護運動(dòng)機件的摩擦表面，確保柴油發(fā)電機得到可靠潤滑。

（2）造成機油泵限壓閥卡滯的原因

      主要是機油泵閥芯卡滯、限壓閥孔表面粗糙度差、彈簧失穩等。要避免機油泵閥芯卡滯，必須在機油泵閥芯和閥芯孔設計時(shí)選擇合理的配合公差和表面粗糙度，并在閥芯孔加工時(shí)，選擇合適的加工方法，保證閥芯孔的加工精度。最終保障閥芯在機油泵閥芯孔內活動(dòng)自如。限壓閥彈簧失穩、擾度過(guò)大也是機油泵限壓閥卡滯的又一主因，彈簧失穩則彈簧在工作過(guò)程中產(chǎn)生異常彎曲而觸碰到閥芯孔壁，這就要求彈簧在設計時(shí)要根據限壓閥的初始開(kāi)啟壓力和截至壓力綜合考慮計算，選擇合適的線(xiàn)徑、彈簧剛度、壓縮長(cháng)度和熱處理等。在生產(chǎn)過(guò)程中，限壓閥彈簧進(jìn)行彈力全檢，通過(guò)這些措施保證限壓閥工作的穩定可靠。

2、曲軸箱壓力過(guò)大的維修方法

      相關(guān)實(shí)驗表明，若曲軸箱力處于負壓狀態(tài)下則不會(huì )造成油封脫落的。所以要保證柴油發(fā)電機運行過(guò)程中曲軸箱的壓力不會(huì )過(guò)高，這樣也會(huì )延長(cháng)設備的使用期限，減少零部件的磨損。如果運行時(shí)壓力超過(guò)安全范圍可以實(shí)行曲軸箱通風(fēng)的方法。首先就是檢查曲軸箱的通風(fēng)狀況，減少阻礙保證自然通風(fēng)，這樣降低壓力的同時(shí)還能夠減少能源消耗，但是如果出現異常高壓就必須進(jìn)行強制性通風(fēng)來(lái)降低曲軸箱壓力。其次在柴油發(fā)電機設備運行的過(guò)程中，也需要提供充足的機油來(lái)確保柴油發(fā)電機的平穩運行，有效地延長(cháng)柴油發(fā)電機的使用壽命。

 

總結：

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