摘要： 活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆衬套、连杆轴瓦和螺栓等组成。活塞连杆组可以说是柴油发电机中工作条件最恶劣的组件，柴油发电机的工作可靠性和使用耐久性，在很大程度上与活塞连杆组的工作状态有关。因此，活塞连杆组是柴油发电机的核心部件之一，对柴油发电机工作性能影响很大。康明斯公司在本文章内重点阐述了活塞连杆组件拆卸、装配及技术状态检测的技术要点，以提高柴油发电机修理质量。
一、活塞及连杆的拆卸
1. 拆卸汽缸盖后拉出活塞
（1）安全提示
注意：拆卸活塞时，不能盘车，这样会造成人员和设备的损坏。盘车会使活塞与连杆处于不确定位置，若此时进行拆卸操作，连杆大头可能与机身相碰，也可能因活塞突然移动而挤伤操作人员的手部。
（2）拆卸前的准备
拆卸前应确认机组已停机并充分冷却，断开启动电源，排空或隔离相关油路。准备好活塞环扩张器、卡簧钳、木棒、标签等工具，并清理作业区域，避免杂物落入缸套。
2. 活塞拉出程序
（1）拆掉油底壳，并将活塞盘至下止点附近的位置。
（2）用砂纸将活塞顶部和缸套头部的积碳除去。
注意：盘车时要特别注意，防止连杆大头与机身相碰。
（3）拆掉连杆螺栓，如图1所示。
（4）用木棒轻轻推出活塞。
（5）吊出活塞后，在缸套上部盖上盖板，以防杂物进入缸套内。
（6）将活塞燃烧室朝下放在指定的地方。
（7）用卡簧钳拆掉活塞销一侧的卡环。
（8）拔出活塞销，将活塞从连杆小头端内取出。
（9）使用活塞环扩张器（康明斯零件号3823871）拆卸活塞环，如图2（a）所示。在活塞环上配一标签，在标签上记录活塞所属的气缸号，如图2（b）所示。
（10）拆卸顺序的意义
上述程序按"先清理、后拆卸、再分解"的顺序推进，先清除积碳可避免拆卸时碎屑落入缸套或油道，先吊出活塞再分解活塞环与活塞销，可避免在缸套内进行精细操作，降低零件损伤风险。
用橡胶锤轻敲连杆螺栓与活塞环拆卸和标记示意图分别如图1、图2所示。
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图1 用橡胶锤轻敲连杆螺栓 |
图2 活塞环拆卸和标记示意图 |
二、活塞的检修
1. 单个零部件的检查
检查单个零部件，并记录结果。
（1）检查活塞上环及燃烧室表面的积碳情况，滑动部分的润滑情况。
（2）运动部件的划伤及非正常接触。
（3）活塞环的咬卡、镀铬层的剥落、异常接触及磨损情况。
（4）活塞侧面及环部积碳情况。
（5）用砂纸（细砂纸）除去活塞上部的积碳。
注意：活塞裙部涂了特殊涂层，不可用砂纸打磨。
（6）检查记录的用途
各项检查结果应逐项记录并归档，形成该缸活塞的技术状态记录。多项记录对比可判断磨损是否均匀，为后续是否更换活塞提供依据。
2. 清洗与探伤
（1）用油清洗活塞环。
（2）仔细清理活塞燃烧室表面，用着色或磁粉探伤检查有无裂纹产生。
（3）用压缩空气清理活塞销供油孔内部。
（4）探伤的必要性
活塞顶部与燃烧室表面长期承受高温高压，容易出现热裂纹。着色探伤可发现表面开口裂纹，磁粉探伤适用于铁磁性材料的表面与近表面缺陷。若发现裂纹，必须更换活塞，不可继续使用。
3. 尺寸测量
（1）测量要求
测量单个零部件的尺寸并记录结果，根据测量结果计算相应的间隙，如间隙超出更换极限，换用新零件。
（2）活塞外圆的测量
用外径千分尺测量活塞外圆尺寸（三处）并记录结果正常尺寸。
（3）测量部位的选择
活塞外圆测量通常选择裙部上、中、下三个位置，并分别在垂直于活塞销孔方向和平行于活塞销孔方向各测一次，以计算椭圆度与锥度。测量时活塞温度应接近室温，避免热态测量造成偏差。
4. 活塞销及销孔
（1）测量内容
测量活塞销外圆及销座内孔尺寸，更换磨损严重的零件。
（2）配合间隙的判断
活塞销与销座、活塞销与连杆衬套之间的配合间隙应符合机型要求。间隙过小会造成装配困难并可能导致卡滞，间隙过大则会产生敲击声并加速磨损。
三、活塞环的检查
1. 清洗与外观检查
（1）清理活塞气环及油环的积碳，用油清洗。
（2）气环是经过镀铬处理的，即使活塞环没有到达磨损极限，如果发现镀铬层剥落或有裂纹产生，也应该更换。
（3）外观检查的关注点
外观检查应关注环面有无拉伤、麻点、剥落，环口有无崩角，油环刮片有无变形。若发现上述缺陷，即使间隙尚在范围内，也应更换，以免运行中发生断裂。
2. 间隙测量
（3）测量活塞环的开口间隙，建议用新缸套对活塞环的开口间隙进行测量。
（4）测量活塞环及环槽的厚度，如果间隙超出，更换新环。
（5）如果发现活塞环槽的宽度过度磨损，更换活塞。
（6）开口间隙与侧隙的区别
开口间隙反映活塞环在缸内受热膨胀后的对口余量，侧隙反映活塞环在环槽内的上下活动余量。两者测量方法与判断标准不同，均应按规定检查，缺一不可。
四、连杆检修及安装
1. 检修
（1）检查项目
检查如下各项并记录结果，发现缺陷，修理或更换。
① 小头衬套贴合情况，检查衬套安装表面松动或错位。
② 大端与杆身接合面的划伤及磨损。
③ 连杆螺栓的螺纹部位及座合面的凹坑及剥落。
（2）探伤
探伤连杆及连杆螺栓。
（3）清洗
用空气吹杆身油孔及喷嘴，清洗部件。
（4）衬套配合间隙的检查与更换
检查活塞销衬套内径直径，根据活塞销外圆直径测量结果计算配合间隙，超出标准间隙，更换新衬套。
衬套的更换方法：用榔头或专业工具压出衬套、确认油孔位置正确后，用液氮冷却衬套或压入衬套。
（5）连杆变形检查
连杆不装瓦时，装入新连杆螺栓做拉力试验并检查大头尺寸，看有无变形。
（6）螺栓检查的重要性
连杆螺栓长期承受交变载荷，是连杆组中最易出现疲劳损伤的零件。检查时应关注螺纹有无拉伤、杆身有无缩颈、长度是否超出标准，若有异常必须更换，不可勉强使用。
2. 复检
十字头组、连杆组在装入之前，务必复测下列几组零件的间隙：
（1）十字头销颈与连杆上轴承的径向间隙和轴向间隙；
（2）十字头端部销颈与滑块的径向间隙；
（3）曲柄销颈与连杆下轴承的径向间隙。
（4）复检的意义
复检是在零件清洗、检修完成后、正式装配前进行的最后一次尺寸确认。若此时发现间隙超限，仍有调整或更换的机会；若等到装入机体内再发现问题，返工代价将明显增大。
滑块与十字头装配间隙图、连杆轴承装配间隙图、主轴承装配间隙平面图与主轴承装配间隙侧视图分别如图3、图4、图5、图6所示。
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图3 滑块与十字头装配间隙图 |
图4 连杆轴承装配间隙图 |
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图5 主轴承装配间隙平面图 |
图6 主轴承装配间隙侧视图 |
3. 连杆总成的安装
（1）吊装法
大部分采用连杆总成吊装法。将连杆和十字头组吊起，用压缩空气吹洗，清洁各个部位。同时曲柄销颈亦必须清洗干净并浇上滑油。然后将吊起的连杆和十字头组从机架上空装入机内，使连杆下轴承的上块座落在曲柄销颈上。连杆下轴承下块从机架旁道门移入，将它们装在一起，最后把连杆螺栓装妥。所有连杆及十字头组按上述方法吊装进机体内。连杆总成吊装示意图如图7所示。
（2）间隙测量检查
为了证实安装的正确性，对上、下轴承的间隙值的测量检查是十分必要的，通常的做法是使用一种长的塞尺在它们缝隙最大的地方检查，如塞尺所测得的间隙值小于规定的0.02～0.03mm，仍应认为是良好的。如检查结果不符合规定值，则必须拆除轴承，检查轴承两半块之间的垫片是否合格，作必要的增减，但一定要严格地使两边增减数值的垫片相等，切忌任意抽垫，避免破坏它们的相对位置。
（3）垫片调整的原则
垫片调整的核心是保持轴承两半块的相对位置不变，仅改变总厚度。若只在一侧增减垫片，会使轴承孔中心偏移，导致轴瓦与轴颈接触不良、局部载荷集中，反而加速损坏。
（4）安装后的检查
所有连杆及十字头组装入后，应手动盘车检查有无卡滞或异响，确认各缸运动自如后再进行后续装配与试运行。
图7 连杆总成吊装示意图.
总结
本文围绕柴油发电机活塞连杆组的拆卸、检修与装配展开，说明活塞连杆组是柴油发电机中工作条件最恶劣的组件，其工作状态直接关系到机组的可靠性与耐久性。在拆卸环节，应按规定的拉出程序操作，拆卸时不得盘车，并做好活塞环的缸号标记；在检修环节，应对活塞、活塞环、活塞销及连杆逐项检查，清理积碳、探伤裂纹、测量尺寸并计算配合间隙，超出极限的零件应更换；在安装环节，应复测十字头与连杆各轴承的径向与轴向间隙，采用连杆总成吊装法装入，并通过塞尺检查上下轴承间隙，必要时通过等量增减垫片调整，切忌任意抽垫。其意义在于：活塞连杆组的检修质量直接影响压缩压力、轴瓦配合与各缸做功的均衡性，拆卸时的标记与防护、检修时的测量与探伤、安装时的间隙复核与垫片调整，任一环节疏忽都可能造成轴瓦烧损、活塞环卡死或连杆螺栓断裂等严重后果。按文中要点逐项执行，可以提高柴油发电机的修理质量，延长机组的使用寿命。
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