技術維修與康明斯知識

柴油發電機組活塞連桿組件的檢查

 

摘要：活塞連桿組件的拆裝是柴油機重要而且常見的檢修項目。其拆裝的質量直接關系到修理成本、工作性能和使用壽命，而拆裝質量與拆裝方法的正確性密切相關。筒式柴油機活塞連桿組件的安裝，一般可分為活塞連桿組件的組裝、活塞連桿組件在柴油機上的安裝和活塞在氣缸中的校中等。作為合格的維修工，必須熟練掌握活塞連桿組件的拆裝和檢測方法。

 

一、拆卸準備和方法

 

      活塞組件和連桿組件是柴油機主要的運動部件。這兩部分對于筒式柴油機通常采用浮動活塞銷連接，形成一個運動整體——活塞連桿機構。拆裝時是整體拆下吊出或吊入安裝，而十字頭式柴油機是通過十字頭組件予以連接。拆裝時采用分別拆下吊出或吊入安裝。

1、準備工作

      拆卸前清潔缸套上部及活塞頂上的油污積碳后，對缸套及活塞頂進行下述檢查和修整：、

（1）缸套的預處理：

      活塞在上止點時第一環對應的缸套處一般有磨損凸臺。通過肉眼觀察可發現有明顯的磨損痕跡，用手觸摸可容易的發現有磨損凸臺。該凸臺在吊出活塞時易卡住活塞環而將活塞環拉斷，故在吊缸前應使用三角刮刀將其修刮掉使之成為過渡斜面，然后用油石打磨光滑消除刮削痕跡。

（2）活塞的預處理：

      檢查、修整活塞頂吊裝螺孔。將螺孔中的積碳清楚后，觀察螺紋狀況如有損傷或不易除掉的硬積碳，可使用與螺孔螺紋同規格的絲攻攻削，從而恢復螺紋。

2、拆卸步驟

（1）拆卸油底殼和密封墊。

（2）拆卸機油吸油管，如圖1所示。

（3）拆下缸蓋、活塞冷卻噴嘴。

（4）轉動曲軸，使連桿蓋位于下止點位置，以便進行拆卸。

（5）松開連桿螺釘，此時不要從連桿上拆下螺釘。不要使用沖擊扳手松開連桿螺釘。如果使用動力工具松開，螺釘可能損壞。

（6）連桿和連桿蓋朝向左排凸輪軸的一側均必須標有氣缸號。檢查連桿的標記是否正確，使用鋼印標記任何未正確標記的連桿。

（7）松開螺釘，直至連桿蓋與螺釘頭之間有6 mm[1/4 in]的間隙。

（8）用橡膠錘敲擊連桿螺釘，使連桿蓋從定位銷上松開。

（9）拆下連桿螺釘、連桿蓋、連桿下軸承。

（10）在軸承定位舌平面上標上氣缸號和字母"L"（下部），小心不要讓連桿損壞缸套內表面。

（11）如圖2所示。使用兩個11mm連桿導銷，零件號3163363。安裝導向銷，以防止連桿掉落，損壞其他發動機部件。

（12）如圖3所示。用T形柄活塞推桿將連桿推離曲軸。推動連桿直至活塞環被推出缸套頂部。

（13）用雙手取出活塞和連桿總成。將活塞和連桿總成放在架子上，以降低損壞的可能性。

（14）如果這些零件將繼續使用，則活塞和連桿總成必須安裝在與拆卸時相同的氣缸編號中，確保已磨損的接合面正確配合。使用標簽標記活塞和連桿總成所屬的氣缸號，如圖4所示。

 

圖1  柴油機機油吸油管拆卸	圖2  連桿導向銷安裝
圖3  推動連桿直至活塞環被推出缸套頂部	圖4  活塞連桿組拆下后標記缸號

 

二、活塞連桿組裝配步驟

 

1、零部件的預處理

（1）曲柄銷：

      去除封閉油孔的膠帶紙徹底進行清潔后，在軸勁上涂上薄薄一層清潔機油，而后盤車至上止點。如連桿大端為斜切口的，應盤車至上止點稍前。

（2）缸套：

      徹底清潔后，在工作面上涂薄薄清潔機油，然后在缸套頂面裝上導向套并涂上清潔機油。

（3）活塞連桿組件：

      在活塞頂面吊裝孔處裝上吊裝工具，將組件稍稍吊離地面，用活塞環工具從組件兩端逐道裝上活塞環。

（4）連桿軸承：

      將軸承徹底清潔后在底座配合面及上下瓦背面涂上薄薄一層清潔機油；將上下瓦襯分別裝入上下瓦座，此時瓦襯定位凸應能正確就位。

（5）連桿螺栓及螺栓孔：

      將連桿螺栓及螺栓孔徹底清潔后在它們的定位面及螺栓頭支撐面涂上薄薄一層清潔機油，在螺紋處涂上薄薄一層清潔機油。

2、活塞連桿組件裝入氣缸

（1）活塞連桿組組裝完成后，外觀示意圖如圖5所示。將組件吊至氣缸上方，調整吊車位置使活塞軸線在氣缸軸線的延長線上，然后作下述準備工作：整理活塞環使相鄰搭口錯開120度。在環表面及活塞表面涂上一層清潔機油；校驗連桿大端裝配標記并調整至正確的位置。

（2）將活塞組件徐徐落下通過導向套孔引導進入缸套，此時在道門處注意扶正連桿上軸承落座于曲柄銷上。注意：如果活塞下落過程中被某道環卡住不能落下，此時且不可硬敲活塞頂，只能按住導向套稍稍升起組件將卡住的活塞環調正后在試落。

3、連桿與曲柄銷的裝配

（1）軸承蓋的裝配

      盤車至上止點：在瓦蓋的瓦襯工作面上涂上一層清潔機油按原裝配標記裝到曲柄銷上，隨即將連桿螺栓對號入座裝入連桿軸承螺栓孔中并擰上螺母。

（2）裝緊連桿螺母

       在螺母及螺栓處涂上一層清潔機油并按要求的擰緊力距或壓力擰緊螺母。注意若采用開口銷鎖緊時，應邊擰緊邊對準銷孔，切勿錯過時機。若擰過了只能將兩側螺母旋下重新擰緊對孔，因為這會破壞一側的軸承間隙，其次還會對該螺栓帶來過大的附加應力。

（3）檢查裝配質量并鎖緊防松裝置

      盤車數圈檢查裝配質量，應是配合件轉動靈活自如無卡帶現象及異常響聲。檢查無誤后，將防松裝置鎖緊。用開口銷鎖緊時，應將銷的短邊向螺紋頭折翻，長邊向對應的螺母六角邊折翻。不允許將開口銷的兩邊沿螺母周邊折翻。

4、裝完后測試

      安裝油底殼、缸蓋，并加注機油至油底殼。運轉發動機，使之達到正常工作溫度，檢查有無泄漏。如圖6所示。

 

圖5  活塞連桿組矢量渲染圖

圖6  柴油機起動后機油泄漏檢查

 

三、活塞連桿組檢測方法

 

1、活塞檢查

（1）活塞外徑測量

      在距活塞裙部15mm處，與活塞銷軸線成90°的位置上測量活塞外徑，測量結果與活塞標準尺寸的最大偏差量不超過0.04mm。如圖7所示。

（2）活塞高度測量

      活塞高度是指活塞頂部到活塞底部的距離。活塞高度測量可以使用千分尺或游標卡尺進行。首先，將活塞放在平整的工作臺上，用千分尺或游標卡尺測量活塞的頂部和底部的距離。在測量時，應將千分尺或游標卡尺的刻度與活塞的頂部和底部垂直，以確保測量的準確性。如果發現活塞的高度不符合標準，應及時更換。

（3）活塞圓度測量

      活塞的圓度是指活塞的圓形度，也是活塞與缸體之間的間隙。活塞圓度測量可以使用圓度儀進行，如圖8所示。首先，將活塞放在圓度儀上，記錄下活塞的圓度。在測量時，應確保圓度儀的準確性，以確保測量的準確性。如果發現活塞的圓度不符合標準，應及時更換。

（4）活塞端面平行度測量

      活塞端面平行度是指活塞端面與活塞軸線之間的平行度。活塞端面平行度測量可以使用平行度儀進行。首先，將活塞放在平行度儀上，記錄下活塞端面與活塞軸線之間的平行度。在測量時，應確保平行度儀的準確性，以確保測量的準確性。如果發現活塞端面平行度不符合標準，應及時更換。

 

圖7  活塞外徑檢查

圖8  活塞失圓度測量

 

2、活塞銷磨損測量及圓度、圓柱度

（1）檢驗外徑千分尺，若有誤差應予以調整。

（2）將拆下的活塞銷清潔并豎立于工作臺上。

（3）測量部位的確定：取活塞銷的兩端和中間三個位置，每個位置測量水平和垂直兩個方向的尺寸。

（4）用外徑干分尺測量上述六個部位的尺寸，并記錄。

（5）求出圓度值和圓柱度值。

（6）活塞銷座孔及連桿小端測量后，便可計算活塞銷與連桿小端軸承以及座孔的配合間隙（或過盈量）。

（7）如果圓度及圓柱度超過活塞銷直徑公差值一半，活塞銷與座孔及連桿小端軸承配合間隙達到說明書極限值，或者活塞銷表面有滲碳層脫落，有裂紋等缺陷，應予以換新或修理，進行修理時允許表面磨削后鍍鉻恢復尺寸。

3、活塞環的檢查

（1）活塞環端隙的檢查

      端隙是活塞環裝入氣缸后的開口間隙。先將活塞環平整地放在待配的氣缸內，用活塞頭將活塞環推平推入氣缸約10cm處，然后用塞尺插入活塞環開口處進行測量，如圖9所示。通常發動機第一道氣環端隙為0.2~0.32mm,第二道氣環端隙為0.30~0.50mm。

（2）環槽側隙的測量

      環槽側隙即活塞環在槽內上下間隙或稱端面軸向間隙。側隙過大將會影響活塞的密封作用；若過小會使活塞環在工作時卡死在槽內。檢查時，用厚薄方法進行測量和檢驗，如圖10所示。如果側隙過小，將活塞環放在細砂布〈背面平放在玻璃板）上進行研磨、邊研磨邊配合，直到按說明書規定的間隙為止。

（3）活塞環槽隙的檢查

      活塞環放入活塞環槽內，活塞環應低于活塞環槽岸（0.20～0.35）mm，以免工作時卡死在汽缸內。通常氣環槽隙為（0.15～0.35）mm，油環槽隙為（0.35～0.70）mm。

（4）活塞環閉合間隙及端面軸向間隙的檢查與修整

      活塞環的閉合間隙是防止活塞環受熱膨脹后被卡死在缸內，安裝時必須保證這個間隙，活塞環閉合間隙及端面軸向間隙的測量，如果閉合間隙過小，應用銼刀進行修整。修整時應保證對口平整密合，鋒邊應倒去毛刺，以防安裝后刮傷缸壁。

 

圖9  活塞環開口間隙測量

圖10  活塞環側隙檢測圖

 

 總結：

      綜上所述，康明斯公司認為從嚴謹的角度來講，組裝活塞和連桿組合件應交給專業的人士來處理，例如康明斯授權經銷商。因為他們知道正確的步驟，也知道裝配這些部件的時候可能會拆下哪些零件，只有擁有整體的專業性，才能夠更好地完成組件的安裝，即便大家具備相關的基礎能力，也并不建議大家自行操作，畢竟發動機的復雜性是大家難以想象的。這就是組裝活塞和連桿組合件的整體步驟以及注意事項，并不建議大家自行操作，希望能給大家提供一些幫助。

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