故障檢修與技術維護
活塞連桿組的拆裝步驟及注意事項
引言：活塞連桿組是柴油發電機的關鍵部件，主要由活塞、活塞環、活塞銷及連桿等組成。本文主要目的是幫助維修工程師掌握活塞連桿組各零件間的相互連接關系及其裝配要領，同時需要了解活塞連桿組的檢修方法。其檢修步驟是首先清洗活塞連桿組個零件，用鋼絲疏通各油孔油道，清除污垢，然后用高壓空氣吹干各零件，擦干氣缸，連桿軸徑，按順序，分組放，清點的零件。
一、活塞
活塞主要由頂部、頭部和裙部組成。活塞把燃氣的壓力傳給曲軸，使曲軸旋轉并輸出動力。活塞的頂部還與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室。活塞的頂部直接與高溫燃氣接觸，因此對活塞的要求是熱膨脹系數小，導熱性好且耐磨。活塞一般采用鋁合金制作，個別柴油機也有采用高級鑄鐵或耐熱鋼的。
（1）活塞頂部
活塞頂部的形狀與燃燒室類型有關。柴油機活塞頂多采用凹頂，凹坑的大小還可以調節發動機壓縮比。
（2）活塞頭部
活塞頭部指活塞環槽以上部分。其作用有承受氣體壓力，并傳給連桿；與活塞一起實現氣缸密封；將活塞頂所吸收的熱量通過活塞環傳給氣缸壁。頭部絕大多數采用三道環槽；用以安裝活塞環，上面兩道是氣環，下面一道為油環。油環槽底面上鉆有許多徑向小孔，使被油環刮下來的多余機油經過小孔流回油底殼。
（3）活塞裙部
活塞裙部指自油環槽下端面起至活塞底面的部分。其作用是為活塞在氣缸內做往復運動導向和承受側壓力。活塞裙部一般與氣缸壁間隙較小。
（4）活塞銷座孔
活塞銷座孔將活塞頂部氣體作用力經活塞銷傳給連桿。銷座孔內有卡環槽，卡環用于對活塞銷進行軸向限位。
（5）活塞裝配方法
活塞頂面有安裝方向標志，安裝時箭頭方向朝向柴油機的前端。
① 大部分同一臺發動機上使用兩種不同的活塞。一種用于第1，3，5缸，一種用于第2，4，6缸。每個活塞頂面都刻有1，3，5 或2，4，6字樣，頂部都有一個箭頭標記，安裝時應指向發動機前方。
② 當活塞損壞需要更換時，除了零件圖號要完全正確外，還應該注意活塞的質量分組標記，其中，a、b、c、d、e五種。
③ 此標記也在活塞頂部，更換時應采用統一標記質量組別的活塞。若是長沖程發動機，其活塞不能與普通沖程活塞通用。
圖1 活塞組件示意圖
圖2 活塞方向標記.
（6）活塞與連桿蓋的組裝
①連桿軸承定位唇應該與活塞裙部的活塞冷卻噴嘴缺口在同一方向。活塞頭部的箭頭標記應指向發動機前方。如果連桿桿身中部有一個突起標記，這個標記應該和活塞裙部的活塞冷卻噴嘴缺口在同一方向；連桿帶有突起面應該朝向發動機后方，如圖3所示。
②如圖4所示，為避免損傷活塞與活塞環，一定要使用活塞環壓縮器。確認活塞環開口處在推薦位置，并將活塞在裝入壓環器前用機油浸一下。有的壓環器有上下端凸起防止壓環器在安裝時卡在活塞和缸壁之間。收緊壓環器來壓縮活塞環，以防安裝時活塞環折斷。
圖4 連桿活塞組裝標記
圖5 活塞連桿組的裝配
二、活塞環
活塞環包括氣環和油環兩種。
（1）氣環氣環的作用是保證活塞與氣缸壁間的密封，防止高溫高壓燃氣進人曲軸箱；同時還將活塞頂部的大部分熱量傳給氣缸，再由冷卻液傳人大氣。活塞環工作時受到氣缸中氣體的高溫高壓作用。第一道氣環的工作表面一般鍍鉻，以提高耐磨性。氣環按端面不同分為矩形環、梯形環、正扭曲環和反扭曲環等多種類型（圖6）。氣環裝配有方向性要求。
（2）油環油環用于刮油、布油。活塞下行時，油環可刮除氣缸壁上多余的機油；活塞上行時，油環為氣缸壁上布一層均勻機油膜，減小活塞與氣缸的磨損和摩擦阻力。
（3）油環分為普通油環和組合油環。普通油環一般是由鑄鐵制成的，其外圓中間切有一道凹槽，在凹槽的底部加工有許多排油孔。組合油環由刮油片和兩個彈性襯環組合而成。油環裝配一般沒有方向性要求。
（4）活塞環裝配方法（如圖7所示）：
①柴油機每個活塞有2道氣環，1道油環。有方向要求的活塞環不要裝錯，有上字或其它記號的一面朝上，否則將會燒機油。使柴油機煙度增大。沒有記號的活塞環和油環裝配時不分上下。活塞環安裝時，應注意使各環開口相互錯開120°第1環的開口朝向排氣管側。油環撐環的對口處放在油環開口的對面。
②首先要潤滑活塞環，將環裝到活塞上。推薦使用活塞環擴張器以防安裝時活塞環開裂或折斷。前面曾提到，有的活塞環安裝時有正反的要求，根據活塞環斷面的形狀或環上的標記來確定。
③安裝活塞環時，要避免活塞環開口在一條直線上。這樣會造成活塞環竄氣量過大。此外，活塞環開口也不要朝向活塞的推力面。
圖6 活塞環端面分類
圖3 使用活塞環擴張器安裝
三、活塞銷
活塞銷的作用是連接活塞與連桿小端，將活塞承受的氣體壓力傳遞給連桿。活塞銷為中空的圓柱體，一般采用低碳鋼、低碳合金鋼滲碳淬火或用45鋼高頻感應淬火制成，位置圖如4所示。
1、活塞銷分類
根據活塞銷固定方式的不同，可分為全浮式或半浮式兩種，其中全浮式應用更普通。
（1）全浮式
全浮式指活塞銷與連桿小端銷孔、活塞銷座孔均為間隙配合或過渡配合。全浮式活塞銷安裝時，有時需要用熱水加熱。
（2）半浮式
半浮式活塞銷與活塞銷座孔間為過盈配合，與連桿小端銷孔為間隙配合。半浮式活塞銷裝配時需要借助壓力機完成。
2、活塞銷安裝
活塞銷安裝注意事項，如圖4所示。
（1）對扭轉環表里應清晰，安裝時內圓切口、倒角時，切口朝上；外圓切槽，倒角，切口向下；兩種環混合時，放入內圓切槽、倒角的第一個環槽、外圓切槽、倒角的兩三個環槽，不能倒放。
（2）部分機型有鍍鉻時，必須安裝在第一個環槽內，部分錐形環有標志，安裝時有標志的面朝上。
（3）錯開各通道環的開口進行組裝，以免可燃混合氣從活塞環的開口間隙泄漏。
安裝履帶環時，各開口必須相距180°，安裝3履帶環時，各開口必須相距120°，各履帶環的開口必須距活塞銷口中心線45。
（4）將活塞環放入活塞后，請在環上涂抹潤滑油。
圖4 發動機活塞銷裝配位置圖
圖4 活塞銷安裝示意圖
四、連桿
（1）作用
將活塞承受的力傳給曲軸，使活塞的往復運動轉變成曲軸的旋轉運動。連桿承受活塞銷傳來的推力及曲軸作用力，這些力的大小和方向都是周期性變化的，因此，連桿受到的是壓縮、拉升和彎曲等交變載荷。
（2）組成
連桿一般由小頭、桿身和大頭三部分組成。連桿通常由中碳鋼或中碳合金鋼制成。連桿小端與活塞銷相連，工作時與活塞銷之間有相對運動，小頭孔中裝有銅襯套。有些機型連桿的小端和襯套上鉆有油道孔，用來潤滑活塞銷。連桿桿身通常做成工字形斷面，以提高其強度和剛度。連桿大頭與曲軸的曲柄銷相連，大頭一般為剖分式，被分開的部分稱為連桿大端蓋，連桿螺栓緊固在連桿大端上。連桿大端蓋與連桿大頭是組合鏜孔，為防止裝配錯誤，在同一側有配對記號或數字。大頭孔表面加工精度很高，以便與連桿軸瓦緊密貼和。連桿大頭和大端蓋均銑有定位凹槽，用于連桿瓦定位。連桿大頭按剖分面可分為平切口和斜切口兩種。連桿螺栓是受交變應力作用的重要零件，安裝時，必須牢固可靠，擰緊力矩符合廠家要求。
（3）連桿螺母擰緊順序
連桿螺母的擰緊程序與主軸承螺栓的擰緊程序類似。逐個裝上活塞并擰緊連桿蓋。轉動曲軸確認無卡滯再裝下一個活塞和擰緊連桿蓋。這樣，如發生卡滯，也好知道問題出在哪一缸。裝連桿蓋時，要交替擰緊蓋的螺母，以防連桿和連桿蓋座合不正。

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