柴油机修后总装工艺原则及典型零件的安装

王立国

(东丰县三合满族朝鲜族乡综合服务中心，吉林 东丰 136300)

0 引言

柴油机运行一段时间后，使用性能会降低，故障率增加，要对柴油机进行大修。通过对柴油机零部件采用各种修理手段，基本解决了尺寸误差、形状误差及粗糙度等问题，但整个修理过程并未结束。柴油机大修后有一道重要的工序，即柴油机的总装。柴油机的总装是把符合技术要求的零件、部件和总成按照一定的工艺顺序及原则组装成为完整的柴油机[1]。总装是修理过程中很重要的环节，总装质量的优劣，将直接影响柴油机修理后的技术性能。在装配过程中往往会由于很小的疏忽，而造成极为严重的后果。因此，总装时应按照一定的顺序和严格的工艺原则进行，确保装配精度和技术要求[2]。

1 柴油机总装前的准备工作

1)保证装配清洁度的要求。柴油机装配质量在很大程度上取决于装配清洁度，因此，装配必须在清洁的环境中进行，准备必要的专用工具、量具，保证设备、工具、工作场地的清洁。仔细检查和彻底清洗汽缸体、曲轴等零件上各润滑道、气道、螺纹孔等处，并用压缩空气吹净，保证其畅通。零件上下不应有毛刺、擦伤、积碳和锈蚀等现象。2)准备装组的零、部件及总成要经过检验及试验，必须保证质量合格。按规定配齐全部紧固件(螺栓、螺帽、垫圈)、锁止件(弹簧垫圈、开口销、锁丝、锁片)等通用配件。凡是一次性使用的零件，如汽缸垫、各种衬垫、螺栓、螺母、锁片、开口销、锁丝等，不可重复使用，要全部更换新件。3)必须明确零件的装配关系和要求，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损坏，如轴与轴瓦的配合是间隙配合，间隙过大，润滑油膜不易形成，易发生异常磨损；间隙过小，易产生干摩擦，造成轴瓦合金熔化脱落。轴承座与座孔的配合属过盈配合，需要保持一定的过盈量，过盈量过小时，不能保证零件的紧固接合，工作中容易松动或位移；过盈量过大，则在装配过程中易使零件遭到损伤甚至破裂。

2 柴油机的总装工艺原则及注意事项

柴油机总装的步聚，随柴油机的类型及结构的不同而异，原则上是以汽缸体为装配的基础，由内到外逐步安装。总装过程中，有些装配工作在不违反工艺顺序(前道工序不影响后道工序)的情况下，可组织平行交叉作业，这要取决于设备及人员配备情况。柴油机组装工艺原则应注意以下问题。

1)全部零件及总成都应经过检验，保证质量合格。不可互换的零部件(如汽缸体与飞轮壳，活塞连杆组与其对应的各缸孔，大小瓦，进排气门)应按原位安装，不准错乱；对相互位置记号的零部件(如经过平衡试验的曲轴、飞轮、离合器组以及配气、点火正时等)必须按方向、部位对准，不得错乱。2)关键部位的重要间隙必须给予保证，如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，汽缸与活塞之间的间隙，活塞环的开口间隙，曲轴的轴向间隙，气门间隙等。相对运动零件的摩擦表面，在装配中必须涂以机油，以防止冷磨初期加剧零件的磨损。3)使用衬垫类材料(特别是石棉板、纸板、软本纸)必须注意其厚度，否则将会影响零部件的相互位置关系。应随着使用环境条件不同而采用不同的材料。例如，对防漏水的地方，其衬套多用软木纸制作；防漏润滑油的地方，衬垫用软木纸、橡胶等制作；温度较高的地方，衬垫用石棉板制作；受压力(油压、气压)大的地方，如喷油嘴等的衬套用紫铜制作。要求剪制衬垫尽量无接口或接口较少，接口应剪成交错的形式使用。安装时，可在衬垫两面涂薄一层润滑脂或润滑油。衬垫的孔眼应与机件的孔眼相对齐。并且衬垫不得有皱折和断裂；接口处不得发生搭叠或留有间隙。4)装配时应尽量采用专用工具，以防损坏零件。装配静配合零件，应使用压力机或专用工具、夹具。需要在零件工作面施加压力或锤击时，必须垫以木块、软金属或用铜锤，防止损伤零件。5)柴油机上重要的螺栓、螺母(如主轴承螺栓、连杆螺栓、汽缸盖螺栓等)，紧定时必须按规定的扭紧力矩分次拧紧，并在拧紧后螺杆应高出螺母1～3牙。当查不到螺栓和螺母的扭紧力矩时，多螺栓连接的零件，应从零件中央开始向四周对称、交错、均匀地分数次拧紧，避免零件受力不均而造成翘曲变形，甚至破裂。同一零件上的螺栓，扭紧力矩应基本相等。6)装配过程中，严格检查各运动件之间有无运动不协调的现象，并检查相互配合的正确程度。7)配合件装配间隙调整需注意事项：①凡是应成对更换的零配件，而不成对更换，其装配间隙是难以达到要求的，其调整收效也是极小的。②拆装更换零件时，旧的垫片或垫圈先不要丢弃或损坏，有时用旧的垫片或垫圈比新更换的垫片或垫圈更合适，这是因为新买的配件往往不比原装零件质量好。③装配零件时，其安装方向、角度等不能装错，否则，调整是徒劳无益的。④调整时，必须注意到该机构或装置调隙的有关前提条件。例如，调整减压机构有两个前提条件。一是柴油机配气定时必须准确，即正时齿轮的装配记号应对正；二是活塞必须置于压缩上止点，即气门处于关闭位置。因此，调整减压机构应该是在调整气门间隙之后接着进行。

3 典型零件的装配

3.1 活塞环的安装

3.1.1 安装活塞环的基本要求

活塞环要一组同时更换，安装前应仔细检查活塞、缸套、活塞环等相关部件的精度。安装活塞环最好使用专用工具，如活塞环专用安装卡钳、锥度套等，以避免活塞环过度张大而断裂、变形；活塞环安装前严禁任意张大、闭合、扭曲。安装时把活塞环依次从第一道环槽往下安装，并注意将有倒角或打有“上”字标记的环朝活塞顶部安装，这是为了保护汽缸内壁的润滑油膜。安装时注意活塞环的开口方向，相临的两道环开口应该错开120°。还要注意各道环(包括油环)不能布置在与活塞销轴线呈±45°的范围内。因为活塞销两端的这一范围是凹进去的，储存的机油较多，容易从环口向上窜入燃烧室。安装完毕后，用手轻轻旋转活塞环，应平滑无卡滞现象。

3.1.2 汽缸套磨损后活塞环的装配

活塞环是磨损最快的零件，其磨损失效速度是汽缸套达到磨损极限速度的2～3倍，即活塞环更换了2～3次汽缸套才更换一次。因此，在保养或检修时，若汽缸套磨损较轻，圆度和圆柱度仍在允许磨损范围内，则无需更换汽缸套，可以通过更换或加大活塞环来恢复活塞环与汽缸套的配合关系，从而提高柴油机汽缸的压缩压力。安装活塞环时，除了遵守活塞环安装基本工艺规范，如检查和修整活塞环的端隙、侧隙和背隙、弹力和漏光度均应符合技术要求之外，还要做好以下几点工作。

1)检查汽缸套的磨损程度，确定选配加大活塞环的尺寸。无条件的，可用简易方法，准备一道标准的(没使用、无磨损)活塞环，先把缸套和环擦干净，把环平置在缸套内，用活塞顶部推平活塞环至缸套磨损的最大位置(即靠近磨损台阶处)，用塞尺测量，如端间隙超过磨损极限(S195型柴油机活塞环端隙超过1.5 mm)，说明换用原来标准的活塞环已不能满足使用要求，应换用比原尺寸加大一级的活塞环(如加大0.25 mm的环)，以保证活塞环的端间隙和弹力，从而使环与缸壁贴合良好，以防机油窜烧和汽缸漏气。2)用刮刀削去汽缸套上部未磨损的部分(台阶部分)。汽缸套磨损不均上部出现台阶时，可用刮刀进行刮削。刮削前先将缸体横卧，以防刮削时落下来的铁屑掉入曲轴箱，应一边刮，一边擦去铁屑。刮削的刮刀要锋利，双手用力要平衡，以手腕运动均匀刮削，应从里面下刀向外刮，并沿着缸套内圆周从上往下刮，以免刮伤缸壁表面。缸口修刮平正，消除其台阶后，再用0号、00号砂纸沾上少许机油将缸口处的粗糙痕迹磨光。若不刮去缸套上部未磨损的部分，加大尺寸的活塞环无法平置在缸套内，端间隙就无法测量与修整，活塞连杆组无法向汽缸内安装。还有在工作时，有可能引起活塞环撞击缸口台阶，造成环被撞断或环槽堤破损。3)以每道活塞环的汽缸位置为基准，锉修出各道环的端间隙。千万不要以缸套上部磨损的最大位置为基准确定各道环的端间隙，否则，由于缸套下部磨损较轻，活塞运动到下止点时环会因无端间隙而卡死在缸套内。4)需要注意的是当把汽缸套上部未磨损部位刮削到所需加大活塞环的安装尺寸之后，汽缸的工作容积就会扩大，压缩比也相应变小，还有可能使输出功率降低。因此，为了保持汽缸的工作容积和压缩比不改变，也可以将汽缸套下端口部位镗削或刮削，这样，需要装上加大活塞环的活塞连杆组就得从汽缸套下部装入。

3.2 飞轮壳的安装

1)把汽缸体倒放在工作台上，将凸轮轴端孔堵盖、水套边盖(或水套堵盖)、主油道螺塞等粘以密封胶(或油漆)装回。2)装飞轮壳(飞轮壳不许互换，否则影响正时，甚至还会影响后端变速器的安装)。3)装上飞轮壳后，应检查壳孔(即壳后端的变速器第一轴轴承盖凸缘座孔)的同心度和端面垂直度。即用专用工具测量壳孔对曲轴中心线的径向跳动，若其值大于0.40 mm，应镶套、搪孔修复；若径向跳动量较小(在0.125～0.40 mm时)，可移动飞轮壳进行调整，直至径向跳动量小于0.125 mm为止。飞轮壳端面应与曲轴中心线相垂直，倾斜度大于0.20 mm的，应在壳与汽缸体之间加垫调整。

3.3 曲轴安装

1)安装曲轴之前，先将止推垫圈及正时齿轮装于曲轴前轴颈，止推垫圈的两合金面应相背，然后按照装配记号组合轴与飞轮。2)组合飞轮与曲轴。对正装配记号并按规定扭力矩组合飞轮和曲轴，同时应使飞轮上黄油嘴孔正对曲轴后端凸缘上的油孔。装复后，按规定的扭力将连接螺栓交叉均匀地拧紧，并应检查飞轮的偏摇度，用千分表在飞轮半径150 mm处测量，表针摆差不得超过0.15 mm，否则应加垫调整，不允许用机械加工的方法调整。3)将主轴瓦按记号安放入各轴承座(盖)内，油孔应对准。在后轴承座两侧接缝的槽内装上适当的密封填料(石棉盘根或石棉绳)，并使之高出缸体平面1 mm左右。4)在各道轴承上涂机油后，装上曲轴和轴承盖(注意，有轴承调整垫的不要忘记安装)。5)按规定扭力矩依次拧紧主轴承螺栓，并检查轴承的间隙。检查的方法是从缸体中间向两头对称地逐道拧紧，每紧一道转动一次曲轴，以转动曲轴力量的大小判断其松紧程度。若阻力显著增加或转不动时，应查明原因予以排除。轴承全部拧紧后，用双手扳曲柄，曲轴应能转动。然后，检查曲轴轴向间隙。用撬棒向后端撬动曲轴，用厚薄规插入第一主轴承与后止推垫圈处进行检查。轴向间隙应符合规定，否则需更换不同厚度的止推垫圈加以调整。

为防止曲轴油封漏油，应严格控制曲轴后轴颈与轴承间的配合间隙，且后轴承承载面积(结合面积)不应少于85%；安装油封时，注意与曲轴的同轴度，防止漏油；油封松紧度应适当，过松会漏油，过紧会使轴颈摩擦发热，严重时会烧毁轴承。

3.4 喷油器的安装

1)清除汽缸盖中喷油器铜套座上的所有积碳。不得用任何金属去刮喷油器的铜套座，可以用一端包有干净布的木棒来清理铜套座端部。2)用清洁的柴油机润滑油来润滑O形圈。3)将喷油器装入孔中，用手导引喷油器与孔对准应顺利插入无阻滞。4)将一个干净的钝器放在喷油器体上并将其用力一推使喷油器落座。当喷油嘴头在铜套中座合时，应听到并感到“啪”的一声。不要使用木锤柄或类似的工具安装喷油器，因为手柄上的灰尘或碎屑可能落入汽缸内。

3.5 连接件的安装

螺栓、螺帽的锁止件，即弹簧垫圈、开口销、锁丝、锁片的安装技术要点。

1)弹簧垫圈。应用最广泛，一般外部普通螺丝的锁紧零件。垫圈的孔径应与螺杆直径相适应；其开口错开的总厚度应为垫圈厚度的1.5～2倍，失去弹性的禁止使用。拧紧后开口处留有间隙，一般不大于垫圈厚度的1/2。2)开口销。用于较重要的传动件上的螺母(带槽螺母)锁定。销的直径要与螺帽销孔孔径相适应。插入后，尾部劈开分别压弯在螺栓的末端和螺帽侧面上。如果销孔不能对位，则将螺帽拧紧少许调整；若螺帽已不能再紧拧，可调换螺帽予以调整，或更换不同厚度的平垫调整。3)锁紧垫片。多用于重要传动件(如飞轮)的螺栓、螺帽的紧定。用1～2.5 mm厚的软钢板制成，原则上不能减薄，必要时可以加厚，但加厚不应超过0.5 mm。装配时，垫片翻折处不得有裂纹，靠合要可靠。4)锁丝。多用于重要传动件上对螺栓(头部有孔跟)的锁定。应选用符合螺栓头孔眼直径的软铁丝作为锁丝。用锁丝锁紧时，应以螺栓松脱转动时反而被锁丝拉紧为原则进行穿绕，最后将锁丝两端头紧紧扭合。

4 结语

柴油机总装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，在农机维修中必须重视柴油机大修后的总装工作。