技術與安全知識

康明斯活塞和連桿總成安裝步驟-康明斯QSX15發動機系列

 

摘要：凡是內燃發動機活塞和連桿的安裝方法基本相同，連桿是柴油發動機中的重要零件，它連接著活塞和曲軸，它的作用是將活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動，并把作用在活塞組上的燃氣壓力傳給曲軸，使曲軸帶動工作機械做功。由于活塞連桿組負責連接活塞和曲軸，與之共同完成吸氣、壓縮、做功和輸出動力等四個沖程。因此，安裝活塞連桿組對于發動機的性能和可靠性都具有重要意義。

 

一、組件構成

 

       活塞連桿組通常由以下幾個部分組成：

1、活塞

      活塞是活塞連桿組的核心部分，它的任務是承受曲軸的負荷，并將動力傳遞給曲軸。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，它的任務是將活塞的推力傳遞到車輪，使其完成輸出動力的任務。曲軸通常由多個骨頭和肌肉組成，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構，它們的作用是將連桿的骨頭支撐在缸體上，并保護連桿不受損壞。

      在安裝活塞連桿組之前，需要確定發動機的工作模式和負荷。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合。最后，進行適當的調試和校準，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油。

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

（3）當繼續使用康明斯活塞環時，確保康明斯活塞環匹配到所拆下的原來的康明斯活塞上。

（4）檢查缸套能否繼續使用。

（5）當在舊缸套上安裝新康明斯活塞環時，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）。不要潤滑軸瓦的背面，錯誤示范如圖3右圖所示。這樣會減小軸承的工作間隙，在發動機運行時會損壞軸承。

 

圖1  活塞浸入方法

圖2  活塞環壓縮器工具示例

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，斷面接合處可能產生碎屑，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所在的同一個連桿上。

（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）核實兩個連桿環形定位銷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 3163086）或等同物潤滑軸瓦的整個內周。

（3）在缸套上涂一層干凈的 15W-40 機油。

（4）對于耐磨環缸套，在缸套沉孔上涂一層清潔的 15W-40 機油。

圖4  斷面分裂式連桿結構

圖5  鋸切式連桿安裝步驟

 

四、活塞連桿組的安裝方法

 

（1）安裝連桿導銷（零件號 5298634），如圖6所示。

（2）如圖7所示，使用壓縮機驅動裝置或盤車裝置旋轉曲軸，使待安裝的連桿的軸頸位于下止點。

 

圖6  連桿導銷示意圖

圖7  盤車裝置示意圖

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

注意：如果深氣門套未能與康明斯活塞裙冷卻噴嘴上的缺口正確對準，會嚴重損壞發動機。

（4）使康明斯活塞冠深氣門孔對正發動機排氣側，康明斯活塞裙冷卻噴嘴缺口對正發動機進氣側（如圖9所示）。

注意：如果深氣門套和康明斯活塞裙冷卻噴嘴缺口沒有在相對側，則康明斯活塞和連桿總成沒有正確裝配。因此，應解體康明斯活塞和連桿并正確組裝。

（5）將連桿插入缸套內，直到康明斯活塞環壓縮器接觸到缸套頂部。

 

圖8  活塞環壓縮器耐磨環適配器

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），當康明斯活塞安裝正確時應指向發動機前端。

注意：不得使用金屬沖頭將康明斯活塞敲入缸套內。否則會損壞康明斯活塞環和缸套。

（7）如圖11所示，將康明斯活塞環壓縮器抵住缸套或耐磨環適配器。將康明斯活塞穿過康明斯活塞環壓縮器推入缸套中。推動康明斯活塞，直到頂環完全進入缸套。

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

 

圖10  活塞安裝標記指示

圖11  活塞環壓縮器正確安裝

（9）使用尼龍導銷將連桿和曲軸對正（如圖12所示），同時將康明斯活塞和連桿總成推入到位。

（10）拆下尼龍導銷。

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。一臺發動機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型上是非常重要的。未這樣做將會導致發動機嚴重受損。

（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 多用途潤滑劑或等同物潤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，并且必須將兩個位置的字母對準后安裝，免損壞連桿和曲軸。連桿蓋的鎖舌必須朝向缸體的進氣側。連桿和連桿蓋的配合面必須干凈，否則發動機可能損壞。

 

五、擰緊順序和步驟

 

 1、擰緊步驟

      將連桿蓋安裝在連桿上。

（1）用清潔的發動機機油潤滑螺釘螺紋。

（2）將螺釘旋入連桿并手動擰緊。

（3）擰緊舊螺釘的步驟與擰緊新螺釘的步驟不同。

2、舊的連桿螺栓

（1）按數字順序用手擰緊螺栓。

（2）按數字順序擰緊螺栓：70 N•m [52 ft-lb]。

（3）按數字順序檢查螺栓扭矩技術規范：70 N•m [52 ft-lb]。

（4）按數字順序轉動螺釘 60 度。

3、新的連桿螺栓

（1）按數字順序用手擰緊螺栓。

（2）按數字順序擰緊螺栓：40 N•m [30 ft-lb]。

（3）按數字順序松開螺栓。

（4）按數字順序擰緊螺栓：70 N•m [52 ft-lb]

（5）按數字順序檢查螺栓扭矩技術規范：70 N•m [52 ft-lb]。

（6）按數字順序轉動螺釘 60 度。

六、裝配后檢查

 

1、測量連桿側隙

mm	連桿側隙	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自如。如果連桿不能移動自如，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污垢或損壞。

重復上述步驟，安裝其余的軸瓦和連桿蓋。

2、缸套沉孔檢查

（1）核實所有的耐磨環缸套沉孔是清潔、無碎屑的。

（2）將耐磨環安裝到缸套沉孔中。其步驟如圖14所示。

注 :耐磨環是沒有方向區分的。在任何一個方位安裝都可以。

（3）大部分的耐磨環是手動組裝，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 3164606

② 缸套拉拔器板（如圖15所示），零件號 3162462。

 

圖14  耐磨環裝入缸套沉孔步驟圖

圖15  缸套拉拔器板

（5）將耐磨環放置到缸套沉孔的頂部。將環對準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 3162462）裝進耐磨環的中心。安裝缸套拉拔器板時，使底部朝上，以便正確座合及對準。

（7）將缸套安裝板（零件號 3164606）裝在耐磨環和拉拔器板的正上方。

（8）緩慢向下擰安裝工具。將耐磨環壓進缸套沉孔中。

注意：

      如果在把耐磨環按壓到位時出現嚴重失準，停止安裝并檢查有無損壞。如果缸套和耐磨環均未損壞，重復以上步驟。

      如果兩次嘗試之后耐磨環不能壓入，獲取繼續使用指南，包括部件尺寸檢查等。廢棄不符合繼續使用指南的部件。測量耐磨環的高度以核實是否完全座入。

3、缸套突出量檢查

      測量耐磨環從缸套頂部突出的量。使用深度規（零件號 3164438），如圖17所示。

（1）如果目測耐磨環平整座入沉孔，每個缸套只需執行一次此高度檢查。耐磨環不應超出所列的最大高度。

mm	缸套耐磨環最大突出量	in
1.7	最大	0.067

 

（2）如果測量結果超出最大值，那么耐磨環將干擾缸蓋密封墊卡箍負載。

（3）拆卸耐磨環。檢查缸套沉孔中或耐磨環上有無碎屑。

 

圖16  耐磨環放置位置圖

圖17  使用深度規測量耐磨環

 

 總結：

      安裝活塞連桿組時，需要遵循正確的步驟和技巧，其連接處需要密封可靠，以確保沒有油液泄漏，避免發動機故障。安裝活塞連桿組時，需要避免振動和噪聲，以確保發動機性能穩定和可靠性。正確的安裝和調試可以確保發動機正常工作，提高性能和可靠性。

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