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康明斯柴油发动机总装步骤 |
摘要：柴油发电机组的发动机总装是把符合技术要求的零件、部件及其总成按照一定的工艺顺序和原则装配成一台完整的发动机的过程。发动机总装质量的好坏将直接影响发动机的工作性能。总装后的发动机一般还要进行磨合试验及验收过程。因此，柴油机装配是柴油机修理中十分重要的一道工序，柴油机装配质量的好坏很大程度上决定了柴油机的修理质量，即使是合格的零件如果不按装配工艺要求去安装，也不能达到产品原有的性能。因此，在柴油机维修中必须重视装配工作。现以康明斯NT-855型柴油机和K38型、K50型柴油机为例，说明柴油机的装配程序。
一、发动机装配的质量标准
发动机装配工艺流程是指将发动机的各个零部件按照一定的顺序和方法进行组装的过程，其装配车间操作流程如图1所示，装配完毕后的发动机总成如图2所示。它是发动机制造过程中非常重要的一环，直接影响到发动机的性能和质量。发动机装配工艺流程和质量标准如下：
1、零部件清洗
在装配发动机之前，需要对各个零部件进行清洗，以去除表面的污垢和铁屑，保证零部件的清洁度。清洗方法一般有机械清洗、化学清洗和超声波清洗等。
2、零部件检验
对清洗后的零部件进行检验，确保其尺寸和质量符合要求。检验方法包括外观检查、尺寸测量、材料分析等。
3、 零部件装配
根据发动机的设计图纸和工艺要求，将各个零部件按照一定的顺序和方法进行装配。装配过程中需要注意零部件的配合间隙、紧固力矩等参数，确保装配的准确性和稳定性。柴油机的装配质量，对柴油机的修理质量和使用寿命有级其重要的影响，因此对柴油机装配有严格的要求，主要标准如下：
（1）装配的零部件和总成都经过检验或试验，必须保证质量合格。
（2）装配前要认真清洗零件、工具、工作台，特别是气缸体的润滑油路彻底清洗干净并用压缩空气吹干。螺孔及油孔中的漂洗水要吹干。
（3）准备好全部螺母、螺栓。康明斯柴油要保证用它所有的螺栓规格（米制或英制、、尺寸和等级都要和拆卸时完全一样，不允许用其他螺栓随意更换或代替。
（4）对用过的气缸垫、开口销、保险垫片、金属锁线以及低板垫、软木垫等在大修时应全部更新。
（5）柴油机重要部位的螺栓，如气缸盖螺栓、轴瓦螺栓。飞轮螺栓、螺母必须按规定力矩及顺序拧紧。康明斯柴油机螺栓、螺母的拧紧次序和力矩的数值在下述各装配程序中逐一给出。如果有的东风没有给出规定值，请参阅扭紧螺栓力矩表。
（6）各相对运动零件工作表面，装配时应涂以清洁的润滑油。如轴承与轴颈、活塞环活塞与气缸壁间，以保证零件开始运动时的润滑。
（7）不可互相的机件，如气缸体与飞轮壳、活塞连杆组、各轴承瓦垫、进排气门等应对好位置和记号，不得错乱安装。
（8）要用专用工具安装。康明斯柴油机油很多专用装配工具供选用，如油封和耐磨圈推压器、气缸套安装工具、喷油器和气门调整成套工具等。
4、调整和校验
装配完成后，对发动机进行调整和校验，以确保各个零部件的配合和工作状态达到设计要求。调整和校验的内容包括气门间隙、点火正时、喷油量等。
5、试运行
装配完成的发动机需要进行试运行，以验证其性能和可靠性。试运行包括空转试验和负荷试验，通过测量各项指标，判断发动机的工作状态是否正常。
6、整机检验
试运行合格的发动机需要进行整机检验，以确保各个系统和部件的协调工作。整机检验包括外观检查、性能测试、振动测量等。
7、修正和调整
根据整机检验的结果，对发动机进行修正和调整，以进一步提高其性能和可靠性。修正和调整的内容包括调整气门间隙、更换磨损零部件等。
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图1 康明斯柴油发动机装配生产线 |
图2 柴油发动机总成装配图 |
二、发动机装配的注意事项
（1）柴油机的装配精度要求很高，装配前必须了解柴油机的结构原理及各部件的装配关系，认真清洗零件，检查所要装配的零件及总成件，保证质量合格。保证设备、工具、工作场地的清洁。
（2）准备装组的零、部件及总成都要经过检验及试验，必须保证质量合格。易损零件、紧固锁止件，如气缸垫及其他衬垫、螺栓、螺母、锁片、开口销、锁丝等，凡是一次性使用的零件，不能重复使用要全部换新。间隙配合的零件工作表面上，不允许有划伤、毛刺等损伤。仔细检查和彻底清洗气缸体、曲轴上各润滑油道，并用压缩空气吹净，保证其畅通。
（3）柴油机所使用的螺母、螺栓，不可以随意代替，要保证用它所用的螺栓体系（公制或惯用美制），尺寸和等级都要和拆卸时完全一样。各螺栓、螺母所用的锁止件，如开口销、垫圈、锁片等，应按规定装配齐全可靠，不得遗漏和损伤。
（4）锁止件的安装要注意技巧。锁片的制动爪和倒边应分别插入轴槽和贴近螺母边缘；弹簧垫圈的内径要与螺栓直径相符，张距近似为垫片厚度的2倍；对于成对成组的固定螺栓，可在每个螺栓头上的每一个面钻上通孔，当拧紧后，用钢丝穿过螺栓头上的孔，使其互相联锁。止动铁丝常用于螺钉组，防止各个螺钉的松动。安装时要注意，当螺钉退出即松动时，止动铁丝应该被拉紧，否则将不起作用。
（5）对于相互位置有记号的零部件、组件均应按一定的方向和记号装配，不得装错，如曲轴与飞轮、配气点火正时等，必须按照标记对准，不得错位。
（6）必须明确零件配合性质和要求，掌握过盈配合及间隙配合的技术标准，当零件的配合关系不能保证时，会影响柴油机的使用性能，甚至使一些机件受到严重破坏。曲轴主轴颈与主轴瓦、连杆轴颈与连杆轴瓦之间都应有一定的径向间隙，使曲轴在转动时，机油能在摩擦表面形成油膜，从而保证轴颈与轴瓦有良好的润滑。间隙过大或过小，都将造成摩擦表面的不良润滑。
（7）装配时对过盈配合和间隙配合的零件，应严格按照规定的装配工艺进行装配。过盈配合件装配时，应先涂润滑油脂，防止零件损伤。装配时一般采用压合方法，不要用铁锤击打零件表面，以免损伤零件及配合面。如果一定要使用，可用紫铜或木材等较软的锤子轻轻打击，或用紫铜制做的砧板垫着打击。过盈量大的配合件，装配时可用加热外套的方法。间隙配合的零件工作表面上，不允许有划伤、毛刺等损伤。关键部位的重要间隙必须合理地给予保证，如活塞与气缸壁的间隙；主轴颈、连杆轴颈的间隙；曲轴、凸轮轴的轴向间隙；气门间隙等。
（8）各运动部件在装配过程中，应随时检查各运动零部件之间有无运动不协调现象。不要等全部装完后再检查，而应边装配边检查，便于判断故障所在。滑动轴承与轴颈以及有相对运动的摩擦表面在装配时应涂以机油。在装机油泵和机油滤清器时，应注满机油。
（9）固定主要机件的螺栓或螺钉的螺纹，如有变形、拉长和滑扣时，均应更换；双头螺柱安装时要尽量拧到底；对有顺序和扭矩规定的重要螺栓和螺母，均应按规定的顺序和扭矩拧紧。严格按照规定的拧紧力矩和拧紧顺序进行螺纹连接件的紧固，例如连杆螺栓、主轴承螺栓、缸盖螺栓等重要螺栓应按规定力矩进行紧固；螺栓组必须分次、交叉、均匀拧紧，如缸盖螺栓应从中央到四周按对角线分次、交叉、均匀拧紧。
（10）密封部分应防止“三漏”，即漏油、漏气和漏水。三漏的原因一般是装配工艺不符合要求，或由密封件磨损、变形、老化、腐蚀所致。密封的质量往往与密封材料的选用、预紧程度、装配位置有关。凡是一次性使用的密封件，一经拆卸必须更换。在柴油机装配过程中，有很多地方都需要密封连接。如气缸盖 和气缸之间防止漏气，泵轴与外壳处要防止漏油、漏水等。主要的密封手段是在连接处加装密封材料和密封胶。密封性的好坏需要进行压力试验。对于出厂前已涂有密封紧固胶的零件，在重新安装时必须除净残胶、油污，涂上所规定的密封紧固胶加以密封或紧固。
（11）曲轴的配重不能互换；各缸活塞、活塞连杆组的质量差不能大于允许值，以免造成运行时的剧烈振动。
（12）安装发动机时，注意将所有管路（如燃油管、液压管、活性炭罐管、冷却液和制冷剂管、制动液管、真空管）及所有导线恢复到位；所有运动部件及发热部件间应留有足够间隙。
（13）在装配过程中，应尽量采用专用工具，以防损坏零件。
三、柴油发动机组装过程
1、安装飞轮壳及飞轮
将飞轮壳垫片用油脂粘贴于机体后端面上，然后安装飞轮壳，外形如图3所示。用厚薄规检查飞轮壳孔与曲轴法兰的径向间隙，一般应为0.4～0.6mm，四周间隙要力求均匀，最小处不应小于0.2mm。吊起飞轮，将飞轮上的定位销孔与曲轴上的定位销孔对准，用两根长螺栓对称穿过飞轮固定螺栓孔与曲轴法连接后，放下飞轮，用手将飞轮推靠向法兰。拆下两根长螺栓，放上保险片，然后拧上飞轮固定螺栓，并按要求拧紧。拧紧螺栓时用力要均匀对称，分2～3次上紧，力矩为18～22kgf·m。用百分表检查飞轮端面跳动量，要求最大不超过0.10mm，检验合格后锁好保险片。
2、安装气缸套
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图3 飞轮壳安装示意图 |
图4 缸套安装示意图 |
3、安装机体前盖板及油底壳
4、安装外部附件
5、曲轴飞轮组组装
（1）前期准备
高压气清洁汽缸体各个机油孔道、水道等。检测缸筒，检测缸体工作面，检测曲轴磨损，检测曲轴弯曲。按基轴制选配轴瓦，将修理、选配好的轴瓦、瓦盖、曲轴涂层机油按缸序排好。
（2）组装工作
将汽缸体倒置于发动机翻转架上（飞轮暂不装复）。
注意：轴瓦的键槽、油孔对正后依缸序放入缸体上每道主轴承孔及轴瓦盖中；将曲轴平放至主轴承孔中，装复曲轴其他各主轴承盖。
6、汽缸盖组装
（1）准备工作
组装台（木制或有橡胶软垫）1台，修配好的汽缸盖、气门组件及新的气门油封。装配气门专用工具一支。检测气门与气门座圈的配合情况，将各缸气门涂上机油并按缸序排放好。
（2）组装工作
按缸序安装相应气门及气门油封。
① 安放气门座圈、内外弹簧，用专用工具压下气门弹簧，安放气门锁夹。
② 安装凸轮轴同步带轮，拧紧凸轮轴前端同步带轮的紧固螺栓。
③ 安装挺柱总成，如图5所示，所需工具如图6所示。首先将新液压挺柱涂上润滑油，然后插入到气门孔中，并与气门的推杆相连，用卡尺测量液压挺柱与气门推杆之间的距离，确保距离符合规格。
④ 安放凸轮轴，凸轮轴座盖，旋紧凸轮轴轴承盖的紧固螺栓。
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图5 挺柱装配工具安装图. |
图6 挺柱装配专用工具示意图 |
7、活塞连杆组组装
活塞连杆组在柴油机内部位置如图7所示，结构组成如图8所示。
（1）前期准备
① 活塞直径检查。
② 活塞环侧隙与活塞端隙检查。
③ 连杆杆身检查。
④ 连杆衬套检测。
⑤ 将检验合格后的活塞、活塞环、连杆、涂有机油的活塞销、连杆衬瓦及盖、螺栓按照对应关系摆放好。准备好80～100℃的热水一盆，手套一副。
（2）总成组装
① 组装活塞与连杆身。
② 组装活塞环。找正环面方向，第一道环为镀铬环，第二道为镀锌环；有字面朝上；用专用工具依次将组合油环、第二道气环、第一道气环装入活塞环槽中。
③ 将选配好的轴瓦装入轴承盖中将连杆盖与杆身对正方向标记后插入螺栓。
④ 按汽缸顺序将各缸活塞连杆组装并摆好。
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图7 活塞连杆组位置图 |
图8 活塞连杆组结构组成图 |
总结：
发动机装配工艺流程是一个复杂而严密的过程，需要工人们具备扎实的专业知识和丰富的实践经验。只有严格按照工艺要求进行装配，才能保证发动机的性能和质量符合设计要求。因此，厂商在进行发动机装配时，必须严格执行工艺流程，确保每个环节的质量控制和检验，以提高发动机的可靠性和使用寿命。同时，不断改进和优化工艺流程，也是提高发动机装配质量和效率的重要途径。
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