技術(shù)與安全知識(shí)

康明斯活塞和連桿總成安裝步驟-康明斯QSX15發(fā)動(dòng)機(jī)系列

 

摘要：凡是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞和連桿的安裝方法基本相同，連桿是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要零件，它連接著活塞和曲軸，它的作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并把作用在活塞組上的燃?xì)鈮毫鹘o曲軸，使曲軸帶動(dòng)工作機(jī)械做功。由于活塞連桿組負(fù)責(zé)連接活塞和曲軸，與之共同完成吸氣、壓縮、做功和輸出動(dòng)力等四個(gè)沖程。因此，安裝活塞連桿組對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和可靠性都具有重要意義。

 

一、組件構(gòu)成

 

       活塞連桿組通常由以下幾個(gè)部分組成：

1、活塞

      活塞是活塞連桿組的核心部分，它的任務(wù)是承受曲軸的負(fù)荷，并將動(dòng)力傳遞給曲軸。活塞通常由厚鋼板、彈簧和油封等部件組成。

2、連桿

      連桿是連接活塞和曲軸的部件，它的任務(wù)是將活塞的推力傳遞到曲軸，使其完成功程。連桿通常由多個(gè)骨頭和肌肉組成，并配有支撐桿和曲柄。

3、曲軸

      曲軸是連接活塞和連桿的部件，它的任務(wù)是將活塞的推力傳遞到車(chē)輪，使其完成輸出動(dòng)力的任務(wù)。曲軸通常由多個(gè)骨頭和肌肉組成，并配有支撐桿和連桿。

4、連桿瓦

      連桿瓦是位于連桿兩端的小型支撐結(jié)構(gòu)，它們的作用是將連桿的骨頭支撐在缸體上，并保護(hù)連桿不受損壞。

      在安裝活塞連桿組之前，需要確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作模式和負(fù)荷。然后，將活塞、連桿和曲軸組裝在一起，并使用油封和彈簧等材料密封連接處，確保它們能夠緊密地結(jié)合。最后，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)試和校準(zhǔn)，以確保活塞連桿組能夠正常工作。

 

二、活塞安裝方法

 

（1）如圖1所示，將康明斯活塞浸入盛有干凈的 15W-40 機(jī)油的容器中。從容器中拆下康明斯活塞，并且將康明斯活塞中放掉多余的機(jī)油。

（2）使用康明斯活塞環(huán)壓縮器（零件號(hào) 3164846）壓縮康明斯活塞環(huán)，如圖2所示。

（3）當(dāng)繼續(xù)使用康明斯活塞環(huán)時(shí)，確保康明斯活塞環(huán)匹配到所拆下的原來(lái)的康明斯活塞上。

（4）檢查缸套能否繼續(xù)使用。

（5）當(dāng)在舊缸套上安裝新康明斯活塞環(huán)時(shí)，采用以下步驟。

（6）組裝前，缸體和所有零件必須保持清潔。

（7）使用一塊干凈不起毛的布清潔連桿和軸瓦（如圖3左圖所示）。不要潤(rùn)滑軸瓦的背面，錯(cuò)誤示范如圖3右圖所示。這樣會(huì)減小軸承的工作間隙，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)損壞軸承。

 

圖1  活塞浸入方法

圖2  活塞環(huán)壓縮器工具示例

圖3  活塞安裝步驟

 

三、連桿的安裝方法

1、斷面分裂式連桿

（1）每次分離時(shí)，斷面接合處可能產(chǎn)生碎屑，所以組裝前清潔是非常重要的。使用溶劑和尼龍毛刷清潔連桿和連桿蓋之間的接觸面。用壓縮空氣吹干接觸表面。

（2）如果不使用新軸承，舊軸承必須裝回到拆下時(shí)所在的同一個(gè)連桿上。

（3）將上軸承軸瓦裝到連桿上。

（4）軸瓦定位舌（如圖4中 ②）必須處于連桿蓋定位槽中（如圖4中 ①） 。軸瓦的端面必須與連桿蓋安裝表面齊平。

2、鋸切式連桿

（1）核實(shí)兩個(gè)連桿環(huán)形定位銷(xiāo)已分別安裝到連桿和連桿蓋上，如圖5所示。

（2）使用 Lubriplate™ 105（零件號(hào) 3163086）或等同物潤(rùn)滑軸瓦的整個(gè)內(nèi)周。

（3）在缸套上涂一層干凈的 15W-40 機(jī)油。

（4）對(duì)于耐磨環(huán)缸套，在缸套沉孔上涂一層清潔的 15W-40 機(jī)油。

圖4  斷面分裂式連桿結(jié)構(gòu)

圖5  鋸切式連桿安裝步驟

 

四、活塞連桿組的安裝方法

 

（1）安裝連桿導(dǎo)銷(xiāo)（零件號(hào) 5298634），如圖6所示。

（2）如圖7所示，使用壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置或盤(pán)車(chē)裝置旋轉(zhuǎn)曲軸，使待安裝的連桿的軸頸位于下止點(diǎn)。

 

圖6  連桿導(dǎo)銷(xiāo)示意圖

圖7  盤(pán)車(chē)裝置示意圖

（3）將維修工具套件（零件號(hào) 5299448）中的康明斯活塞環(huán)壓縮器耐磨環(huán)適配器（零件號(hào) 5299339，如圖8所示）安裝到缸套耐磨環(huán)沉孔中。

注意：如果深氣門(mén)套未能與康明斯活塞裙冷卻噴嘴上的缺口正確對(duì)準(zhǔn)，會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)動(dòng)機(jī)。

（4）使康明斯活塞冠深氣門(mén)孔對(duì)正發(fā)動(dòng)機(jī)排氣側(cè)，康明斯活塞裙冷卻噴嘴缺口對(duì)正發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣側(cè)（如圖9所示）。

注意：如果深氣門(mén)套和康明斯活塞裙冷卻噴嘴缺口沒(méi)有在相對(duì)側(cè)，則康明斯活塞和連桿總成沒(méi)有正確裝配。因此，應(yīng)解體康明斯活塞和連桿并正確組裝。

（5）將連桿插入缸套內(nèi)，直到康明斯活塞環(huán)壓縮器接觸到缸套頂部。

 

圖8  活塞環(huán)壓縮器耐磨環(huán)適配器

圖9  活塞和連桿正確組裝

（6）鉸接式康明斯活塞和單件式康明斯活塞在康明斯活塞冠頂部都有一指示箭頭（如圖10所示），當(dāng)康明斯活塞安裝正確時(shí)應(yīng)指向發(fā)動(dòng)機(jī)前端。

注意：不得使用金屬?zèng)_頭將康明斯活塞敲入缸套內(nèi)。否則會(huì)損壞康明斯活塞環(huán)和缸套。

（7）如圖11所示，將康明斯活塞環(huán)壓縮器抵住缸套或耐磨環(huán)適配器。將康明斯活塞穿過(guò)康明斯活塞環(huán)壓縮器推入缸套中。推動(dòng)康明斯活塞，直到頂環(huán)完全進(jìn)入缸套。

（8）如果康明斯活塞不能移動(dòng)自如，拆下康明斯活塞并檢查康明斯活塞環(huán)是否斷裂或損壞。

 

圖10  活塞安裝標(biāo)記指示

圖11  活塞環(huán)壓縮器正確安裝

（9）使用尼龍導(dǎo)銷(xiāo)將連桿和曲軸對(duì)正（如圖12所示），同時(shí)將康明斯活塞和連桿總成推入到位。

（10）拆下尼龍導(dǎo)銷(xiāo)。

注意：斷面分裂式連桿需要的大端連桿軸承與鋸切式連桿不同。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上可能混用斷面分裂式連桿和鋸切式連桿，所以將正確的連桿軸承安裝到正確的連桿類(lèi)型上是非常重要的。未這樣做將會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重受損。

（11）將軸瓦安裝在連桿蓋中，軸瓦的定位舌（如圖13中②）座入蓋上的槽中（如圖13中①）。

（12）使用清潔的 Lubriplate™ 105 多用途潤(rùn)滑劑或等同物潤(rùn)滑軸瓦與曲軸軸頸的配合面和連桿螺栓。

 

圖12  連桿和曲軸對(duì)正示意圖

圖13  連桿軸瓦安裝圖

 

注意：連桿蓋的 alpha 字母必須與連桿上的 alpha 字母相匹配，并且必須將兩個(gè)位置的字母對(duì)準(zhǔn)后安裝，免損壞連桿和曲軸。連桿蓋的鎖舌必須朝向缸體的進(jìn)氣側(cè)。連桿和連桿蓋的配合面必須干凈，否則發(fā)動(dòng)機(jī)可能損壞。

 

五、擰緊順序和步驟

 

 1、擰緊步驟

      將連桿蓋安裝在連桿上。

（1）用清潔的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油潤(rùn)滑螺釘螺紋。

（2）將螺釘旋入連桿并手動(dòng)擰緊。

（3）擰緊舊螺釘?shù)牟襟E與擰緊新螺釘?shù)牟襟E不同。

2、舊的連桿螺栓

（1）按數(shù)字順序用手?jǐn)Q緊螺栓。

（2）按數(shù)字順序擰緊螺栓：70 N•m [52 ft-lb]。

（3）按數(shù)字順序檢查螺栓扭矩技術(shù)規(guī)范：70 N•m [52 ft-lb]。

（4）按數(shù)字順序轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘 60 度。

3、新的連桿螺栓

（1）按數(shù)字順序用手?jǐn)Q緊螺栓。

（2）按數(shù)字順序擰緊螺栓：40 N•m [30 ft-lb]。

（3）按數(shù)字順序松開(kāi)螺栓。

（4）按數(shù)字順序擰緊螺栓：70 N•m [52 ft-lb]

（5）按數(shù)字順序檢查螺栓扭矩技術(shù)規(guī)范：70 N•m [52 ft-lb]。

（6）按數(shù)字順序轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘 60 度。

六、裝配后檢查

 

1、測(cè)量連桿側(cè)隙

mm	連桿側(cè)隙	in
0.18	最小	0.007
0.48	最大	0.019

注 :連桿必須能夠在曲軸軸頸上橫向移動(dòng)自如。如果連桿不能移動(dòng)自如，拆下連桿蓋，然后確保軸瓦的尺寸正確。檢查曲軸和軸瓦上有無(wú)污垢或損壞。

重復(fù)上述步驟，安裝其余的軸瓦和連桿蓋。

2、缸套沉孔檢查

（1）核實(shí)所有的耐磨環(huán)缸套沉孔是清潔、無(wú)碎屑的。

（2）將耐磨環(huán)安裝到缸套沉孔中。其步驟如圖14所示。

注 :耐磨環(huán)是沒(méi)有方向區(qū)分的。在任何一個(gè)方位安裝都可以。

（3）大部分的耐磨環(huán)是手動(dòng)組裝，不需要額外的工具。

（4）如果安裝困難，可使用一下維修工具：

① 缸套安裝工具，零件號(hào) 3164606

② 缸套拉拔器板（如圖15所示），零件號(hào) 3162462。

 

圖14  耐磨環(huán)裝入缸套沉孔步驟圖

圖15  缸套拉拔器板

（5）將耐磨環(huán)放置到缸套沉孔的頂部。將環(huán)對(duì)準(zhǔn)以使其平整地座落在沉孔頂部，如圖16所示。

（6）將缸套拉拔器板（零件號(hào) 3162462）裝進(jìn)耐磨環(huán)的中心。安裝缸套拉拔器板時(shí)，使底部朝上，以便正確座合及對(duì)準(zhǔn)。

（7）將缸套安裝板（零件號(hào) 3164606）裝在耐磨環(huán)和拉拔器板的正上方。

（8）緩慢向下擰安裝工具。將耐磨環(huán)壓進(jìn)缸套沉孔中。

注意：

      如果在把耐磨環(huán)按壓到位時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重失準(zhǔn)，停止安裝并檢查有無(wú)損壞。如果缸套和耐磨環(huán)均未損壞，重復(fù)以上步驟。

      如果兩次嘗試之后耐磨環(huán)不能壓入，獲取繼續(xù)使用指南，包括部件尺寸檢查等。廢棄不符合繼續(xù)使用指南的部件。測(cè)量耐磨環(huán)的高度以核實(shí)是否完全座入。

3、缸套突出量檢查

      測(cè)量耐磨環(huán)從缸套頂部突出的量。使用深度規(guī)（零件號(hào) 3164438），如圖17所示。

（1）如果目測(cè)耐磨環(huán)平整座入沉孔，每個(gè)缸套只需執(zhí)行一次此高度檢查。耐磨環(huán)不應(yīng)超出所列的最大高度。

mm	缸套耐磨環(huán)最大突出量	in
1.7	最大	0.067

 

（2）如果測(cè)量結(jié)果超出最大值，那么耐磨環(huán)將干擾缸蓋密封墊卡箍負(fù)載。

（3）拆卸耐磨環(huán)。檢查缸套沉孔中或耐磨環(huán)上有無(wú)碎屑。

 

圖16  耐磨環(huán)放置位置圖

圖17  使用深度規(guī)測(cè)量耐磨環(huán)

 

 總結(jié)：

      安裝活塞連桿組時(shí)，需要遵循正確的步驟和技巧，其連接處需要密封可靠，以確保沒(méi)有油液泄漏，避免發(fā)動(dòng)機(jī)故障。安裝活塞連桿組時(shí)，需要避免振動(dòng)和噪聲，以確保發(fā)動(dòng)機(jī)性能穩(wěn)定和可靠性。正確的安裝和調(diào)試可以確保發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，提高性能和可靠性。

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