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技术与安全知识 |
康明斯活塞和连杆总成安装步骤-康明斯QSX15发动机系列 |
摘要：凡是内燃发动机活塞和连杆的安装方法基本相同，连杆是柴油发动机中的重要零件，它连接着活塞和曲轴，它的作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲轴，使曲轴带动工作机械做功。由于活塞连杆组负责连接活塞和曲轴，与之共同完成吸气、压缩、做功和输出动力等四个冲程。因此，安装活塞连杆组对于发动机的性能和可靠性都具有重要意义。
一、组件构成
活塞连杆组通常由以下几个部分组成：
1、活塞
活塞是活塞连杆组的核心部分，它的任务是承受曲轴的负荷，并将动力传递给曲轴。活塞通常由厚钢板、弹簧和油封等部件组成。
2、连杆
连杆是连接活塞和曲轴的部件，它的任务是将活塞的推力传递到曲轴，使其完成功程。连杆通常由多个骨头和肌肉组成，并配有支撑杆和曲柄。
3、曲轴
曲轴是连接活塞和连杆的部件，它的任务是将活塞的推力传递到车轮，使其完成输出动力的任务。曲轴通常由多个骨头和肌肉组成，并配有支撑杆和连杆。
4、连杆瓦
连杆瓦是位于连杆两端的小型支撑结构，它们的作用是将连杆的骨头支撑在缸体上，并保护连杆不受损坏。
在安装活塞连杆组之前，需要确定发动机的工作模式和负荷。然后，将活塞、连杆和曲轴组装在一起，并使用油封和弹簧等材料密封连接处，确保它们能够紧密地结合。最后，进行适当的调试和校准，以确保活塞连杆组能够正常工作。
二、活塞安装方法
（1）如图1所示，将康明斯活塞浸入盛有干净的 15W-40 机油的容器中。从容器中拆下康明斯活塞，并且将康明斯活塞中放掉多余的机油。
（2）使用康明斯活塞环压缩器（零件号 3164846）压缩康明斯活塞环，如图2所示。
（3）当继续使用康明斯活塞环时，确保康明斯活塞环匹配到所拆下的原来的康明斯活塞上。
（4）检查缸套能否继续使用。
（5）当在旧缸套上安装新康明斯活塞环时，采用以下步骤。
（6）组装前，缸体和所有零件必须保持清洁。
（7）使用一块干净不起毛的布清洁连杆和轴瓦（如图3左图所示）。不要润滑轴瓦的背面，错误示范如图3右图所示。这样会减小轴承的工作间隙，在发动机运行时会损坏轴承。
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图1 活塞浸入方法 |
图2 活塞环压缩器工具示例 |
图3 活塞安装步骤 |
三、连杆的安装方法
1、断面分裂式连杆
（1）每次分离时，断面接合处可能产生碎屑，所以组装前清洁是非常重要的。使用溶剂和尼龙毛刷清洁连杆和连杆盖之间的接触面。用压缩空气吹干接触表面。
（2）如果不使用新轴承，旧轴承必须装回到拆下时所在的同一个连杆上。
（3）将上轴承轴瓦装到连杆上。
（4）轴瓦定位舌（如图4中 ②）必须处于连杆盖定位槽中（如图4中 ①） 。轴瓦的端面必须与连杆盖安装表面齐平。
2、锯切式连杆
（1）核实两个连杆环形定位销已分别安装到连杆和连杆盖上，如图5所示。
（2）使用 Lubriplate™ 105（零件号 3163086）或等同物润滑轴瓦的整个内周。
（3）在缸套上涂一层干净的 15W-40 机油。
（4）对于耐磨环缸套，在缸套沉孔上涂一层清洁的 15W-40 机油。
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图4 断面分裂式连杆结构 |
图5 锯切式连杆安装步骤 |
四、活塞连杆组的安装方法
（1）安装连杆导销（零件号 5298634），如图6所示。
（2）如图7所示，使用压缩机驱动装置或盘车装置旋转曲轴，使待安装的连杆的轴颈位于下止点。
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图6 连杆导销示意图 |
图7 盘车装置示意图 |
（3）将维修工具套件（零件号 5299448）中的康明斯活塞环压缩器耐磨环适配器（零件号 5299339，如图8所示）安装到缸套耐磨环沉孔中。
注意：如果深气门套未能与康明斯活塞裙冷却喷嘴上的缺口正确对准，会严重损坏发动机。
（4）使康明斯活塞冠深气门孔对正发动机排气侧，康明斯活塞裙冷却喷嘴缺口对正发动机进气侧（如图9所示）。
注意：如果深气门套和康明斯活塞裙冷却喷嘴缺口没有在相对侧，则康明斯活塞和连杆总成没有正确装配。因此，应解体康明斯活塞和连杆并正确组装。
（5）将连杆插入缸套内，直到康明斯活塞环压缩器接触到缸套顶部。
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图8 活塞环压缩器耐磨环适配器 |
图9 活塞和连杆正确组装 |
（6）铰接式康明斯活塞和单件式康明斯活塞在康明斯活塞冠顶部都有一指示箭头（如图10所示），当康明斯活塞安装正确时应指向发动机前端。
注意：不得使用金属冲头将康明斯活塞敲入缸套内。否则会损坏康明斯活塞环和缸套。
（7）如图11所示，将康明斯活塞环压缩器抵住缸套或耐磨环适配器。将康明斯活塞穿过康明斯活塞环压缩器推入缸套中。推动康明斯活塞，直到顶环完全进入缸套。
（8）如果康明斯活塞不能移动自如，拆下康明斯活塞并检查康明斯活塞环是否断裂或损坏。
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图10 活塞安装标记指示 |
图11 活塞环压缩器正确安装 |
（9）使用尼龙导销将连杆和曲轴对正（如图12所示），同时将康明斯活塞和连杆总成推入到位。
（10）拆下尼龙导销。
注意：断面分裂式连杆需要的大端连杆轴承与锯切式连杆不同。一台发动机上可能混用断面分裂式连杆和锯切式连杆，所以将正确的连杆轴承安装到正确的连杆类型上是非常重要的。未这样做将会导致发动机严重受损。
（11）将轴瓦安装在连杆盖中，轴瓦的定位舌（如图13中②）座入盖上的槽中（如图13中①）。
（12）使用清洁的 Lubriplate™ 105 多用途润滑剂或等同物润滑轴瓦与曲轴轴颈的配合面和连杆螺栓。
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图12 连杆和曲轴对正示意图 |
图13 连杆轴瓦安装图 |
注意：连杆盖的 alpha 字母必须与连杆上的 alpha 字母相匹配，并且必须将两个位置的字母对准后安装，免损坏连杆和曲轴。连杆盖的锁舌必须朝向缸体的进气侧。连杆和连杆盖的配合面必须干净，否则发动机可能损坏。
五、拧紧顺序和步骤
1、拧紧步骤
将连杆盖安装在连杆上。
（1）用清洁的发动机机油润滑螺钉螺纹。
（2）将螺钉旋入连杆并手动拧紧。
（3）拧紧旧螺钉的步骤与拧紧新螺钉的步骤不同。
2、旧的连杆螺栓
（1）按数字顺序用手拧紧螺栓。
（2）按数字顺序拧紧螺栓：70 N•m [52 ft-lb]。
（3）按数字顺序检查螺栓扭矩技术规范：70 N•m [52 ft-lb]。
（4）按数字顺序转动螺钉 60 度。
3、新的连杆螺栓
（1）按数字顺序用手拧紧螺栓。
（2）按数字顺序拧紧螺栓：40 N•m [30 ft-lb]。
（3）按数字顺序松开螺栓。
（4）按数字顺序拧紧螺栓：70 N•m [52 ft-lb]
（5）按数字顺序检查螺栓扭矩技术规范：70 N•m [52 ft-lb]。
（6）按数字顺序转动螺钉 60 度。
六、装配后检查
1、测量连杆侧隙
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mm
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连杆侧隙
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in
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0.18
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最小
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0.007
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0.48
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最大
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0.019
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注 :连杆必须能够在曲轴轴颈上横向移动自如。如果连杆不能移动自如，拆下连杆盖，然后确保轴瓦的尺寸正确。检查曲轴和轴瓦上有无污垢或损坏。
重复上述步骤，安装其余的轴瓦和连杆盖。
2、缸套沉孔检查
（1）核实所有的耐磨环缸套沉孔是清洁、无碎屑的。
（2）将耐磨环安装到缸套沉孔中。其步骤如图14所示。
注 :耐磨环是没有方向区分的。在任何一个方位安装都可以。
（3）大部分的耐磨环是手动组装，不需要额外的工具。
（4）如果安装困难，可使用一下维修工具：
① 缸套安装工具，零件号 3164606
② 缸套拉拔器板（如图15所示），零件号 3162462。
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图14 耐磨环装入缸套沉孔步骤图 |
图15 缸套拉拔器板 |
（5）将耐磨环放置到缸套沉孔的顶部。将环对准以使其平整地座落在沉孔顶部，如图16所示。
（6）将缸套拉拔器板（零件号 3162462）装进耐磨环的中心。安装缸套拉拔器板时，使底部朝上，以便正确座合及对准。
（7）将缸套安装板（零件号 3164606）装在耐磨环和拉拔器板的正上方。
（8）缓慢向下拧安装工具。将耐磨环压进缸套沉孔中。
注意：
如果在把耐磨环按压到位时出现严重失准，停止安装并检查有无损坏。如果缸套和耐磨环均未损坏，重复以上步骤。
如果两次尝试之后耐磨环不能压入，获取继续使用指南，包括部件尺寸检查等。废弃不符合继续使用指南的部件。测量耐磨环的高度以核实是否完全座入。
3、缸套突出量检查
测量耐磨环从缸套顶部突出的量。使用深度规（零件号 3164438），如图17所示。
（1）如果目测耐磨环平整座入沉孔，每个缸套只需执行一次此高度检查。耐磨环不应超出所列的最大高度。
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mm
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缸套耐磨环最大突出量
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in
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1.7
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最大
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0.067
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（2）如果测量结果超出最大值，那么耐磨环将干扰缸盖密封垫卡箍负载。
（3）拆卸耐磨环。检查缸套沉孔中或耐磨环上有无碎屑。
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图16 耐磨环放置位置图 |
图17 使用深度规测量耐磨环 |
总结：
安装活塞连杆组时，需要遵循正确的步骤和技巧，其连接处需要密封可靠，以确保没有油液泄漏，避免发动机故障。安装活塞连杆组时，需要避免振动和噪声，以确保发动机性能稳定和可靠性。正确的安装和调试可以确保发动机正常工作，提高性能和可靠性。
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