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技术维修与安全知识 |
柴油发电机连杆衬套的拆卸、铰削、修理和安装步骤 |
摘要：活塞连杆组是发动机中的一个重要机构 ，其工作条件非常复杂，一旦发生故障，发动机将无法正常工作。通过对活塞连杆组的拆装和对活塞连杆组的工作过程的观察，进一步了解曲柄滑块机构的相关知识。通过对曲柄连杆机构的拆卸实践，在了解了曲柄连杆机构的作用、组成的基础上，去认识"活塞是一个演化的摇杆，曲轴是演化的曲柄"。活塞连杆组件是柴油机中工作条件最恶劣的组件，也是易损件，每次柴油机大修时都要对其进行拆卸，对每个零件进行技术状态评定，更换损坏的零件。活塞连杆组件的装配是柴油机大修时必须要进行的，而装配质量对柴油机的工作可靠性和使用耐久性影响很大，应该按技术要求进行。
一、连杆的拆卸与修配
1、拆卸步骤
活塞连杆组外形如图1所示，拆卸所需工具有套筒组合扳手、扭力扳手、摇把、气缸盖螺栓专用板手、二用扳手、橡胶锤、铜棒、手锤、号码冲、活塞环安装工具、T形扳手。
（1）发动机解体后，如图1所示，用铰刀去除气缸顶部的所有积碳。
（2）如图2所示，检查并确认连杆和连杆盖上的装配标记相互对准，以确保正确的重新装
（3）将要拆下的活塞连杆组转到下止点位置。
（4）拆下连杆螺母，取下连杆盖，衬垫和轴承，并按顺序放好，以免和其它气缸的杆盖混乱。
（5）用手锤木柄推出活塞连杆组，取出后，应将已取下的连杆盖、衬垫、轴承和连杆螺栓等按原样装复，不能错乱。
（6）用活塞环装卸钳拆下活塞环。
（7）用专用工具拆下连杆小头衬套。将大头盖装上连杆并按规定力矩紧固连杆螺钉或螺母。
在连杆检查器上测量连杆长度，如果长度等于或小于304.57mm时，应予以报废。
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图1 柴油机气缸积碳清除方法. |
图2 柴油机连杆盖上装配对准标记 |
2、连杆修配
用刨削或铣削修理两个和大头盖结合面：
① 从连杆和大头盖结合面上最多可修去0.23mm。
② 从连杆和大头盖上修整的切削量应相等。
③ 连杆长度为304.80mm时，才允许修去0.23mm的最大修整量。
④ 如果必须修去最大修整量时，加工后连杆尺寸应为304.57mm。
⑤ 用研磨膏抛光和休整加工平面，将蓝有（或红丹）涂在平面上，在平板上检查平面度。螺钉附近的平面，必须有100%明显接触，其余部分至少有75%接触。
3、连杆衬套的修配
在更换活塞销的同时，必须更换连杆衬套，以恢复其正常工作。新衬套的外径应与连杆小端承孔有0.10～0.20mm的过盈量，以防止衬套在工作中发生转动。
（1）铰削连杆衬套
活塞销与连杆衬套的配合度检验方法是将活塞销涂以机油，能用手掌的力量把活塞销推入连杆衬套，并且没有间隙的感觉，则认为松紧度为合适（示例如图3所示）。若不合适，可通过对活塞销的磨削、连杆衬套的镗削或铰削来达到配合要求的。手工铰削时（如图4所示），要注意正确选择铰刀，正确调整每次的铰削量。同一直径的情况下 ，应将连杆翻转—面再铰一次。
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图3 活塞销与连杆衬套配合度检验 |
图4 铰削连杆衬套示意图 |
2、活塞销与连杆衬套接触面积
在铰削过程中应不断用活塞销试配，以防铰大。试配时，当铰削到用手掌力能将活塞销推入衬套1/3~2/5时，应停止铰削。此时，将活塞销压入或用木锤打入衬套内，然后用台钳夹紧活塞销的两端，沿活塞销轴线方向往复扳动连杆，如图5所示。然后压出活塞销，检查衬套的接触面积是否符合要求。
3、活塞销与连杆衬套配合间隙
根据接触面积和松紧程度，最后用刮刀作微量的修刮。当以拇指力量能将涂有机油的活塞销推入连杆衬套，感觉略有阻力，则松紧度合适，如图6所示。衬套的接触面积应均匀分布，轻重一致，接触面积不得少于75%。
注意∶连杆衬套压入连杆小头孔时，应使油孔对正，以保证机油流动畅通。
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图5 活塞销与连杆衬套接触面积 |
图6 活塞销与连杆衬套配合间隙检测 |
二、活塞连杆组装配技巧
1、准备工作
在开始安装活塞连杆组之前，需要准备好必要的工具和材料。确保工具齐全，并对工具进行检查，确保工具的质量良好。此外，还需要检查活塞连杆组的质量和完整性，确保没有损坏或缺失的部分。
2、清洁工作
在安装活塞连杆组之前，需要对相关部件进行清洁。使用适当的清洁剂和工具，清洗活塞、连杆和相关的轴承表面，确保表面干净无杂质。清洁工作可以帮助减少摩擦和磨损，提高活塞连杆组的工作效率和寿命。
3、润滑工作
在安装活塞连杆组之前，需要对相关部件进行润滑。使用适当的润滑剂，润滑活塞、连杆和相关的轴承表面。润滑工作可以减少摩擦和磨损，提高活塞连杆组的运转顺畅度和寿命。同时，注意不要过度润滑，以免出现润滑油进入燃烧室的情况。
4、安装顺序
在安装活塞连杆组时，需要按照正确的顺序进行安装。首先，将活塞环装在活塞上，并确保活塞环的安装位置正确。然后，将连杆与活塞连接，并确保连杆螺栓的紧固力度适中。最后，将活塞连杆组安装到发动机上，并确保安装的位置准确。
5、紧固力度
在安装活塞连杆组时，需要注意螺栓的紧固力度。螺栓的紧固力度过大或过小都会对活塞连杆组的工作产生不良影响。因此，在安装过程中，需要使用扭矩扳手来控制螺栓的紧固力度，确保达到制造商规定的标准。
6、调整工作
在安装活塞连杆组后，需要进行相关的调整工作。首先，需要检查连杆的间隙，确保连杆与曲轴的配合良好。其次，需要检查活塞的摆动幅度，确保活塞的运动顺畅。最后，需要进行活塞环的调整，确保活塞环与活塞的配合紧密。
7、检查工作
在安装活塞连杆组后，需要进行相关的检查工作。检查工作包括检查活塞连杆组的安装是否正确，各个部件是否安装牢固，以及相关的连接件是否紧固。同时，还需要检查活塞连杆组的运动是否顺畅，是否有异常的摩擦或噪音。
8、测试工作
在安装活塞连杆组后，需要进行相关的测试工作。测试工作包括启动发动机，观察活塞连杆组的运转情况，检查是否有异常的振动或噪音。同时，还需要检查发动机的压缩比和缸压，确保在正常范围内。
三、 活塞连杆组的组装步骤
活塞连杆组的零件经修复、检验合格后，方可进行组装。装配前应彻底清洗各零件，尤其要注意连杆油道的清洗。
1、活塞环装配
装配活塞环时，必须采用专用的活塞环钳。活塞环的安装应注意各道环的方向和相互角度关系。
（1）活塞环有各种形状，有矩形环、梯形环、桶形环、锥度环、扭曲环。有些活塞环的安装是有方向要求的，如锥度环横断面成梯形，安装时有方向要求，绝不能装反；桶形环安装时应将刻有标记的一面朝向活塞顶部。对于有方向要求的活塞环，安装时应注意方向，不许装反，否则会出现机油消耗增加、难起动等问题。
（2）活塞环装配时应保证一定的开口间隙和边间隙。开口间隙是活塞环装入气缸后两端面之间的间隙。开口间隙大小既须保证活塞环在工作热状态下能自由膨胀而不至于卡死，又应尽量减少燃气和机油从此通道的泄漏量。边间隙是活塞环端面与环槽之间的间隙。边间隙过小，工作时活塞环易卡死在环槽内；边间隙过大，会使环与环槽的冲击增加，加速环与环槽的磨损。安装时，注意各环开口错开90°~120°，且开口不在销孔方向上。
（3）活塞环应有一定的弹力，一般气环不低于30～50N，油环不低于15～25N，弹力减弱应更换。
2、活塞销的装配
装配活塞销时，若感觉较紧切忌敲打，应将活塞加热至100~120℃，使活塞销孔受热膨胀，将活塞销依次穿入活塞销孔连杆小头铜套和活塞销孔，用活塞销卡簧钳将卡簧放入槽内。将连杆小头在机油中加热，在新衬套外表面涂上机油，压入连杆小头，衬套油孔和连杆小头油孔要对准。
常温下，活塞销在连杆小头衬套孔中能轻松转动和移动，而与销座孔之间紧密配合，工作时才能相对运动。在活塞销一侧座孔内用尖嘴钳装上卡簧。锁环嵌入环槽的深度应为锁环直径的2/3，且贴合牢靠，锁环与活塞销两端应有间隙。再装入另..边的卡簧。检查卡簧与活塞销间隙是否在0.10~0.25毫米之间。
3、活塞和连杆装配
活塞连杆组组装后整体外观如图7所示。装配活塞连杆时，将活塞置于水中加热至80℃~85℃，迅速擦拭干净活塞销座孔，在座孔和活塞销上涂少许机油，把活塞销插入一个座孔并稍微露出，随即将连杆小头伸入活塞销座之间并对正活塞销，迅速地将活塞销轻轻敲入并通过连杆衬套，直至活塞另一侧销座孔锁环槽的内端面，装上锁环，锁环嵌入环槽中的深度应不小于锁环丝径的2/3。锁环与活塞销两端应各有0.10~0.25mm的间隙，否则易把锁环顶出，造成拉缸事故。组装后的活塞连杆组，若扳动连杆，应有一定的阻力感觉。若配合不符合要求，应查明原因，予以排除。
活塞连杆装配后，检查连杆大端孔中心线和活塞中心线的垂直度。若不符合要求，找出原因，重新校正后再组装。
4、活塞连杆组装入汽缸
（1）将缸套表面、活塞连杆组等清洗干净，将缸曲柄转到下止点位置，取一缸的活塞连杆总成，在轴瓦、活塞环处加注少许机油，转动各环使润滑油进入环槽，并检验各环开口是否处于规定方位。
（2）将连杆轴瓦装入连杆和连杆盖内，注意方向和配对记号，并将轴瓦背面定位唇与连杆大头孔切槽相对。
（3）用夹具收紧各环，将活塞连杆组装入汽缸时，使活塞顶部燃烧室凹坑或箭头对着喷油器方向，用手引导连杆使其对准曲轴轴颈，用木棒将活塞推入，如图8所示。
（4）一台柴油机应装用同一质量组别的活塞和同一质量组别的连杆。当活塞损坏需要更换时，除了零件图号要完全正确外，还应注意活塞的质量分组标记，其中有A、B、C、D、E等5种。此标记也在活塞顶部，更换时应采用同一标记质量组别的活塞。
（5）对于装有活塞冷却喷嘴的机型，拆装活塞连杆组时，不要撞击活塞冷却喷嘴。装好活塞环，使各环开口错开120°，并使开口错开活塞销座方向。
（6）安装连杆大头盖时，应注意使连杆体与盖的相同标记位于同一侧，并在定位面上涂上干净机油。
（7）连杆螺栓拧入前，应在螺纹部位涂上少许机油，两只螺栓交替拧紧，当力矩达不到规定时应更换螺栓。
（8）活塞连杆组装配完成后，应检查活塞在汽缸中是否有偏缸现象。如果有偏缸，说明活塞连杆组在修配中各零件公差不符合规定，应查明原因，妥善处理。
活塞连杆组各零件组装后，还应检查各缸活塞连杆组之间的质量差，以保证发动机运转平稳。检查时应在托盘式天平上进行。质量差超出标准的活塞连杆组，应分别检查活塞和连杆的质量，并予以调整，以保证同一台发动机上的活塞连杆组的质量符合技术要求。
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图7 柴油机活塞连杆组示意图 |
图8 活塞连杆组安装图 |
总结：
理论上来讲，大家按照相应的步骤组装活塞和连杆组合件可以自行操作，但并不建议大家这样做。因为大家在组装过程中，难免会遇到拆卸其它配件的过程，如果大家对发动机整体部分并不是特别了解，很有可能在组装组件的情况下，会损伤其它方面的零部件，这样一来，发动机依旧不能够正常运转，还白白浪费了不少时间。从严谨的角度来讲，组装活塞和连杆组合件要交给专业的人士来处理，他们知道正确的步骤，也知道装配这些部件的时候可能会拆下哪些零件，只有拥有整体的专业性，才能够更好地完成组件的安装，即便大家具备相关的基础能力，也并不建议大家自行操作，毕竟发动机的复杂性是大家难以想象的。
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