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摘要： 正时皮带是柴油发电机配气系统的主要组成部分，通过与曲轴相连接并配合一定的传动比，保证柴油发电机进气时间和排气时间的准确使用。当正时皮带断裂导致柴油发电机无法正常使用，使气门和活塞造成碰撞发生严重毁损，所以需要根据原厂指定的时间更换正时皮带。本文以燃油共轨柴油发电机为例，系统阐述正时皮带的检修要点（含断裂后果、磨损检查及更换周期）、更换标记的对齐方法与张紧力调整规范，详细说明正时皮带的标准化拆卸与安装步骤（含曲轴定位、正时标记对齐、张紧力施加及螺栓紧固力矩），并介绍安装后配气相位的校正方法与检查流程，以及更换正时皮带时同步更换张紧轮和惰轮的重要性，为正时皮带系统的维护与更换提供完整的技术参考。

 

一、正时皮带检修和更换标记

 

正时是发动机配气系统的重要组成部分，通过与曲轴的连接并配合一定的传动比来保证进、排气时间的准确。正时附件在不同的机型由不同的附件组成，但其功能都是一样的。正时的作用就是当发动机运转时，活塞的行程、气门的开启与关闭、点火的顺序，在“正时”的连接作用下，时刻要保持“同步”运转。正时机构的零件组成如表1所列，外观结构如图1所示。

表1 正时轮盘 Timing Disk AD 4006

1. 正时皮带的检修

（1）如果正时传动带在柴油机厂家规定的磨损时没有更换，传动带通常会断裂。正时皮带由橡胶和内部纤维骨架构成，长期在高温、高速和交变应力下工作，橡胶老化导致韧性下降，当承受急加速或高负荷冲击时即可能断裂。

（2）如果正时传动带因过度磨损而变得脆弱，在急加速的情况下就可能断裂。磨损主要表现为齿面磨损（齿形变浅或消失）和皮带侧面磨损（纤维外露），可通过目视检查发现。

（3）如果发生这种情况，对于大多数“接触式”发动机（也称干涉型发动机），气门就会被向上移动的活塞顶弯，造成严重机械损坏。而“非接触式”发动机（非干涉型）由于活塞顶设置有避让凹坑，气门与活塞之间留有足够间隙，不会顶弯气门。

（4）如果干涉型发动机的正时传动带断裂，气门很可能会被顶弯，起动时发动机就可能不能转动。这种故障需要更换正时传动带，并要检查气门是否被顶弯。检查方法为更换新正时带后手动盘车，若发现曲轴在某一位置卡滞或转动阻力异常增大，则表明气门已弯曲，需拆卸缸盖进行更换。

2. 正时皮带更换标记

（1）正时齿形皮带进行安装时，要将曲轴皮带轮和正时齿形皮带轮上的标记（通常以“0”做标记）和气缸体上正时齿形皮带罩上的标记对齐，以保证配气相位的正确。

发动机的正时齿轮仅由凸轮轴齿轮标记，其他齿轮未标记。开始运转发动机，使1缸和6缸达到上止点。然后安装配置除凸轮轴齿轮以外的其他齿轮，看机身上有无标记，使凸轮轴齿轮的标记与此标记重合。之后，将发动机运转到上止点前22度，将喷油泵调整到一缸刚出油的状态，锁紧螺丝。

（2）调整正时齿形皮带的张紧力时，用拇指和食指捏住凸轮轴齿轮和中间轴齿轮之间的齿形皮带的中间位置，以刚好转动90°为合适。这是一种现场快速检查方法，适用于不具备专用张力计的场合。

（3）若齿形皮带过松，可松开张紧轮固定螺母，转动张紧轮，直至齿形皮带张紧力合适为止。调整时应确保张紧轮指针（如有）对准壳体上的张紧力指示标记。

（4）将曲轴转动2～3圈后，复查确认。最后装上齿形皮带罩盖。

 

图1  柴油机正时轮盘零件组成

图2  柴油机正时皮带工作示意图

 

二、正时皮带拆装步骤

 

1. 拆卸前的准备与安全措施

（1）断开蓄电池负极接线柱，防止在拆卸过程中因误触起动开关导致发动机意外转动，造成人身伤害或设备损坏。

（2）将4个柴油发电机下挡板螺栓拧下，拆下柴油发电机下挡板，为后续拆卸散热器及皮带组件提供操作空间。

（3）拧下散热器放水螺栓，放净散热器内的冷却液。冷却液应收集至专用容器中，按规定处理或重复使用。放水前应确认发动机处于冷态，避免高温冷却液烫伤。

（4）拆下散热器及风扇总成，注意保护散热器翅片不被碰倒。拆卸时应先松开上下水管卡箍，再整体取出散热器总成。

2. 外围附件与传动带的拆卸

（5）拆下助力泵、空压机传动带。先松开张紧轮，再将传动带从带轮上取下。

（6）松开2个发电机紧固螺母（M10），将发电机推向发动机方向，使传动带松弛，然后取下发电机传动带。

（7）如图3所示，使用定位扳手T10172和适配器旋出进气侧凸轮轴正时带轮的锁定螺栓（M8×35mm）。旋出时应注意防止螺栓完全脱落后带轮突然弹开。

（8）如图4所示，拧松传动带张紧轮螺栓（M8×100mm），直到水泵传动带完全松开为止。张紧轮螺栓松开后，水泵传动带的张紧力消失。

（9）取下柴油发电机发电机/水泵传动带，检查其表面有无裂纹、起毛或过度磨损。

3. 传感器与带轮的拆卸

（10）断开凸轮轴相位传感器插头，防止拆卸过程中损坏传感器或线束。插头断开后应将线束固定，避免被后续操作夹伤。

（11）拆下水泵带轮及水泵传动带，拧下水泵带轮的4个螺栓（M6×16mm），将其与水泵传动带一同取下。拆卸时应注意4个螺栓应按对角顺序逐步松开，避免带轮偏斜。

（12）拆下减振带轮，用撬棍将整机传动轴万向节卡住，将减振带轮（M16）拧下，然后将减振带轮拆下。拆卸时应注意固定方式，防止转动。

（13）拆下检视盖总成，将6个检视盖总成螺栓取下，然后将检视盖总成取下。检视盖取下后可看到正时皮带室的内部结构。

（14）拆下水泵带轮盖总成。旋转曲轴，使1缸位于压缩上止点，这时的正时标记应对齐，将正时工艺螺栓安装到位以锁止曲轴位置。

（15）拧紧张紧轮固定螺栓，然后松开的齿带张紧轮固定螺栓，取下正时带。取下正时带时应标记其旋转方向（若有方向要求），便于新带安装时参考。

 

图3  旋出正时皮带锁定螺栓

图4  松开张紧轮螺栓

 

4. 正时皮带的安装步骤

（1）对准正时。确保正时工艺螺栓安装到位，如图5所示，正时记号对齐，如图6所示。曲轴、凸轮轴和喷油泵的三处正时标记必须同时对齐。

（2）安装正时带。从曲轴正时带轮开始顺时针进行安装，确保皮带齿与带轮槽完全啮合，无跳齿现象。在安装过程中应保持皮带张紧，防止齿部错位。

（3）将砝码用挂钩挂在齿带张紧拉杆上端的孔内以拉紧正时带。使用悬挂砝码的方式施加恒定的张紧力，比手动调整更为准确。

（4）检查各正时标记是否仍然对齐，若发现偏差应立即松开重新安装。

 

图5  正时皮带对准示意图

图6  正时皮带对齐标记

 

三、正时皮带的校正和装后检查

 

1. 正时皮带的校正及注意事项

（1）砝码悬挂时位置要垂直，悬挂钢丝不能与整机干涉，否则会影响张紧力的准确性。

（2）原机旧正时带张紧使用8.3kg的砝码。旧带经过使用已产生一定塑性变形，所需张紧力较小。

（3）更换新的正时带使用（14.2±0.1）kg的砝码。新带需要更高的张紧力以补偿初期拉伸，确保磨合后的张紧力仍处于合格范围。

（4）拧紧张紧轮固定螺栓，力矩为（110±10）N·m。

（5）沿顺时针方向旋转曲轴720°（两圈），使正时带均匀张紧并消除各段张力不均的现象。

（6）再次拧紧张紧轮固定螺栓，力矩为（110±10）N·m。二次拧紧确保张紧轮定位可靠。

（7）取下齿带张紧拉杆上的砝码。

（8）将齿带张紧拉杆固定螺栓组合件和固定螺母拧紧。

（9）用棉布蘸少量汽油将张紧轮螺栓及张紧轮端面的原油漆笔记号擦掉，重新用黄色油漆笔做好标记，便于日后检查张紧轮是否发生位移。

（10）安装水泵带轮盖总成。

（11）将凸轮轴相位传感器插头插到位。

（12）安装检视盖总成。

（13）安装水泵带轮、减振带轮并张紧传动带。

（14）张紧助力泵、空压机传动带。

（15）安装散热器、电子扇总成。

（16）连接蓄电池负极接线柱。

（17）着机检查。起动发电机组运转5min，检查水泵周围有无漏水现象；检查柴油发电机有无异响等问题。特别注意正时区域是否有异常摩擦声。

2. 安装后检查配气相位

（1）将曲轴沿柴油发电机转动方向转两圈。

（2）将定位销以30N·m的力矩拧到气缸体上并拧到底。

（3）将曲轴沿柴油发电机转动方向继续转动，直到限位位置。

（4）将凸轮轴固定工具插入到凸轮轴止点，用力拧紧螺栓。这时，凸轮轴固定工具应能够很容易地安装。

（5）如果凸轮轴固定工具无法安装，则配气相位不合格，需要按上述方法重新调整配气相位。配气相位偏差会导致发动机功率下降、油耗增加、排放恶化，严重时可能造成气门与活塞干涉。

 

 

总结： 安装正时皮带时，不能用杠杆或螺丝刀强行撬动正时皮带使其伸长而进入正常轨道，因为正时皮带是按照不能伸长来设计的。安装时应该是释放正时皮带上的张紧力，把正时皮带先安装到正确的轨道上，然后再恢复张紧力。要用专门的定位和张紧工具来安装，这样就可以保证安装、定位和张紧正时皮带正确，并且可以保证所有部件都能平滑地转动。根据康明斯柴油机维修经验统计，如果张紧轮或惰轮出现了问题却没有进行更换，这将会导致刚更换不久的正时皮带再一次出现故障；或者反过来说，如果刚更换的新皮带出现故障，那么50％都是因为没有更换出现问题的张紧轮或惰轮造成的。因此，更换正时皮带的同时，应更换正时系统的张紧轮、惰轮。正时皮带更换周期应严格遵循发动机制造商的推荐，一般柴油发电机正时皮带更换周期为80,000～120,000公里或5～8年（以先到者为准），但具体周期应参照康明斯发动机维修手册的规定。

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