康明斯ISX和QSX15柴油發(fā)動機、柴油發(fā)電機組、工程機械動力系統(tǒng)維修手冊之活塞、活塞環(huán)、活塞冷卻噴嘴拆卸與組裝的技術規(guī)格與標準的維修數(shù)據(jù)測量
概述
一些 Signature™、ISX 和 QSX15 發(fā)動機配備了鉸接式活塞。
鉸接式活塞為兩件式活塞，包括一個鍛鋼活塞冠和一個鋁制活塞裙。
活塞冠的下部有一開室油道，使活塞與機油接觸面積更大，從而提供更好冷卻效果。活塞冷卻噴嘴定位嚴格以從混合器盤中獲取機油。
一些發(fā)動機配備單件式活塞。
單件式活塞是指一個整體活塞，沒有襯套，由高強度合金鋼鍛造而成。
一個不可拆卸蓋板位于活塞底側，以收集機油和冷卻活塞。
任何情況下不要拆卸此蓋板。
注 : 有兩種版本的單件式活塞；開裙設計和閉裙設計。這兩種活塞設計不能在同一發(fā)動機內(nèi)混用和匹配。
CAUTION
在一個指定發(fā)動機上的所有活塞，其設計都必須是相同的。所有活塞均為鉸接式設計、單件式開裙設計或單件式閉裙設計。不要在同一發(fā)動機上混用不同的活塞設計。單件式活塞的連桿和連桿軸承必須帶有鉆孔。鉸接式活塞的連桿和連桿軸承可帶也可不帶鉆孔。
準備步驟
從發(fā)動機上拆卸活塞和連桿總成。參考第 1 節(jié)中的步驟 001-054。
解體活塞與連桿總成。參考第 1 節(jié)中的步驟 001-054。
清潔并檢查能否繼續(xù)使用
鉸接式活塞
WARNING
當使用溶劑、酸或堿性材料清潔時，請遵循制造商的使用建議。戴上護目鏡并穿上防護服，以避免人身傷害。
CAUTION
為減少損壞活塞冠的可能性，清洗溶液必須適用于襯套材料。如有必要，使用軟的非金屬刷清潔活塞冠。金屬刷會損壞活塞環(huán)槽。
只必須去除積碳。沒有必要使活塞冠清潔如新。
CAUTION
當使用胡桃殼噴丸清潔活塞冠時，使用最小推薦壓力，勿集中風力于某一區(qū)域時間過長。確保銷孔區(qū)域受到保護，以免風力損壞表面拋光。不要使用胡桃殼噴丸清潔鋁制活塞裙。
不要使用玻璃或塑料珠介質清潔活塞冠。
將活塞冠浸泡于適用的溶液或使用胡桃殼介質去除積碳。
將鋼制活塞浸泡于適用于鋼和襯套材料的清洗溶液中至少 30 分鐘。用熱肥皂水和非金屬刷去除積碳。
將活塞浸泡幾個小時或一整夜可得到最佳效果。
WARNING
當使用溶劑、酸或堿性材料清潔時，請遵循制造商的使用建議。戴上護目鏡并穿上防護服，以避免人身傷害。
CAUTION
如有必要，使用軟的非金屬刷清潔活塞冠。金屬刷會損壞表面拋光。不要使用玻璃、塑料或胡桃殼介質清潔鋁制活塞裙。這會損壞活塞銷表面拋光或使活塞環(huán)無法正確座入活塞環(huán)槽中。
將鋁制活塞浸在裝有對鋁適用的清洗溶劑的容器中至少 30 分鐘。用熱肥皂水和非金屬刷去除積碳。過多研磨劑會損壞表面拋光。
WARNING
使用壓縮空氣時，戴上合適的護目鏡和防護面罩。飛揚的碎屑和臟物會造成人身傷害。
WARNING
使用蒸汽清洗器時，必須穿上防護服，戴上安全眼鏡或面罩。熱蒸汽可能會造成嚴重的人身傷害。
用蒸汽清潔活塞。
用壓縮空氣吹干。
單件式活塞
CAUTION
任何情況下，不要拆卸位于單件式活塞底部的平機油蓋板。
WARNING
當使用溶劑、酸或堿性材料清潔時，請遵循制造商的使用建議。戴上護目鏡并穿上防護服，以避免人身傷害。
CAUTION
為減少損壞活塞的可能性，清洗溶液必須適用于襯套材料。如有必要，使用軟的非金屬刷清潔活塞。金屬刷會損壞活塞環(huán)槽。
只必須去除積碳。沒有必要使活塞冠清潔如新。
CAUTION
當使用胡桃殼噴丸清潔活塞時，使用最小推薦壓力，勿集中風力于某一區(qū)域時間過長。確保銷孔區(qū)域受到保護，以免風力損壞表面拋光。
不要使用玻璃或塑料珠介質清潔活塞冠。
將活塞浸泡于適用的溶液或使用胡桃殼介質去除積碳。
將鋼制活塞浸泡于適用于鋼和襯套材料的清洗溶液中至少 30 分鐘。用熱肥皂水和非金屬刷去除積碳。
將活塞浸泡幾個小時或一整夜可得到最佳效果。
WARNING
當使用溶劑、酸或堿性材料清潔時，請遵循制造商的使用建議。戴上護目鏡并穿上防護服，以避免人身傷害。
CAUTION
如有必要，使用軟的非金屬刷清潔活塞。金屬刷會損壞表面拋光。
WARNING
使用壓縮空氣時，戴上合適的護目鏡和防護面罩。飛揚的碎屑和污垢會造成人身傷害。
WARNING
使用蒸汽清洗器時，必須穿上防護服，戴上安全眼鏡或面罩。熱蒸汽可能會造成嚴重的人身傷害。
用蒸汽清潔活塞。
用壓縮空氣吹干。
確保沒有胡桃殼噴丸介質殘留在機油蓋板和活塞之間。
CAUTION
不要使用有裂紋的活塞。如果活塞冠有裂紋，必須更換。不更換損壞的活塞，將導致嚴重的發(fā)動機損壞。
檢查活塞碗有無裂紋或損壞。
檢查活塞銷孔有無裂紋、刮傷、擦傷、凹痕或其它損壞。
檢查活塞第二環(huán)槽有無擦傷。參考《單件式開裙活塞繼續(xù)使用指南》（維修公告號 4021925）。
CAUTION
不要使用有裂紋的活塞。如果活塞裙有裂紋，必須更換。不更換損壞的活塞，將導致嚴重的發(fā)動機損壞。
檢查活塞裙銷孔（1）和側面（2）有無裂紋或損壞。
同時檢查活塞裙有無劃痕。一般而言，如果能用指甲感覺到劃痕，不能繼續(xù)使用活塞裙。如果需要附加信息，請參考《Signature™、ISX 和 QSX15 發(fā)動機鉸接式活塞裙繼續(xù)使用指南》（維修公告號 4021468）。
CAUTION
不要使用活塞冷卻油道板松動、斷裂或缺失的活塞。不更換活塞可導致發(fā)動機嚴重損壞。
檢查活塞冷卻油道蓋板有無松動、斷裂或缺失的板。對新舊活塞執(zhí)行此檢查。
必須使用新的活塞環(huán)和塞尺檢查活塞環(huán)槽。
將新活塞環(huán)放入環(huán)槽中，使其與活塞的外徑平齊。安裝一個 0.15 mm [0.006-in] 的塞尺。如果塞尺可以毫無阻力地插入環(huán)槽中，則說明磨損嚴重。更換活塞。
測量鉸接式活塞的活塞冠和活塞裙上的活塞銷孔內(nèi)徑。
| 鉸接式活塞銷孔內(nèi)徑（冠部） | ||
| mm | in | |
| 63.56 | 最小 | 2.502 |
| 63.58 | 最大 | 2.503 |
| 鉸接式活塞銷孔內(nèi)徑（裙部） | ||
| mm | in | |
| 63.513 | 最小 | 2.5005 |
| 63.525 | 最大 | 2.5010 |
活塞銷孔內(nèi)徑數(shù)據(jù)不是確定單件式活塞能否繼續(xù)使用的標準測量值。
檢查活塞銷有無劃痕、凹槽或其他損壞。如果目視不可接受，不要繼續(xù)使用。
測量活塞銷外徑。鉸接式活塞和單件式活塞的活塞銷外徑相同。
| 活塞銷外徑 | ||
| mm | in | |
| 63.4670 | 最小 | 2.4987 |
| 63.4999 | 最大 | 2.5000 |
測量活塞銷長度。單件式活塞銷比鉸接式活塞銷短。
| 鉸接式活塞銷長度 | ||
| mm | in | |
| 109.5 | 最小 | 4.311 |
| 110.0 | 最大 | 4.331 |
| 單件式活塞銷長度 | ||
| mm | in | |
| 84.6 | 最小 | 3.331 |
| 85.1 | 最大 | 3.350 |
最后步驟
注 : 所有發(fā)動機在重裝后或涉及到更換一個或多個活塞環(huán)組、缸套或活塞的維修后，必須進行磨合。有關相應的磨合步驟，請參考第 14 節(jié)“發(fā)動機測試”。
注 : 有關通用磨合測試概述，請使用以下步驟。參考第 F 節(jié)中的步驟 014-999。
注 : 如果因排氣門、進氣門、活塞損壞或其它產(chǎn)生碎屑的故障，要更換活塞，采用以下步驟。參考《避免發(fā)動機產(chǎn)生機械問題后渦輪增壓器損壞》（維修公告號 4326040）
組裝活塞和連桿。參考第 1 節(jié)中的步驟 001-054。
安裝活塞和連桿總成。參考第 1 節(jié)中的步驟 001-054。
如果有故障造成冷卻液、機油、過多燃油或過多黑煙進入排氣系統(tǒng)，則必須檢查后處理系統(tǒng)。參考第 14 節(jié)中的步驟 014-013。
準備步驟
WARNING
為了減小人身傷害的可能性，應避免皮膚直接接觸熱機油。
WARNING
美國的一些州和聯(lián)邦機構已經(jīng)認定使用過的機油有致癌作用，而且能造成生殖疾病。應避免吸入機油蒸汽、誤吞以及長時間接觸用過的機油。如果不再繼續(xù)使用，應按照當?shù)丨h(huán)保法規(guī)進行處理。
排放機油。參考步驟 007-037。
拆下油底殼。參考步驟 007-025。
拆下機油吸油管。參考步驟 007-035。
拆下缸體加強板。參考步驟 001-089。
拆卸
CAUTION
拆卸過程中不要將活塞冷卻噴嘴掉落或操作不當，否則可能損壞活塞冷卻噴嘴。如果活塞冷卻噴嘴受損，可能造成發(fā)動機損壞。
必須轉動曲軸，以便拆下所有噴嘴。
拆下活塞冷卻噴嘴螺釘和噴嘴。
注 : 根據(jù)發(fā)動機的額定值，有不同形式的活塞冷卻噴嘴。每個活塞冷卻噴嘴具有不同的噴霧模式，只能通過零件號識別。不能再通過顏色識別。記錄發(fā)動機原來所使用的活塞冷卻噴嘴的零件號。用相同零件號或 QSOL 上列出的替代零件號更換活塞冷卻噴嘴。
安裝
CAUTION
確保噴嘴正確對準。如果支柱不在缸套外側，則可能損壞活塞冷卻噴嘴。
CAUTION
確保用與已拆下的噴嘴相同零件號或替代零件號的噴嘴更換。
必須轉動曲軸，以便安裝所有噴嘴。
安裝噴嘴、墊圈和螺栓。
擰緊螺釘。
最后步驟
安裝缸體加強板。參考步驟 001-089。
安裝機油吸油管。參考步驟 007-035。
安裝機油吸油管。參考步驟 007-035。
加注潤滑系統(tǒng)。參考步驟 007-037。
用清潔的機油注滿發(fā)動機。參考步驟 007-037。
運轉發(fā)動機至正常工作溫度，檢查是否泄漏機油。
拆卸
鉸接式活塞
拆下活塞環(huán)。
如果需要，在活塞環(huán)上作標簽，在標簽上記錄活塞所屬的缸號以備以后使用。
單件式活塞
CAUTION
在單件式活塞中，勿過度擴張中間環(huán)。
使用萬用活塞環(huán)擴張器從單件式活塞中拆下中間環(huán)。
如果需要，在活塞環(huán)上作標簽，在標簽上記錄活塞所屬的缸號以備以后使用。
測量
鉸接式活塞
檢查活塞環(huán)間隙時，將活塞環(huán)安裝于缸套內(nèi)活塞環(huán)回轉區(qū)域之下。
使用活塞頂部將活塞環(huán)正確的裝入缸套內(nèi)。
使用塞尺檢查活塞環(huán)間隙。
| 鉸接式活塞環(huán)開口間隙 | |||
| mm | in | ||
| 頂環(huán) | 0.33 | 最小 | 0.013 |
| 0.53 | 最大 | 0.021 | |
| 第二 | 1.87 | 最小 | 0.074 |
| 2.13 | 最大 | 0.084 | |
| 機油 | 0.21 | 最小 | 0.008 |
| 0.51 | 最大 | 0.020 | |
單件式活塞
檢查活塞環(huán)間隙時，將活塞環(huán)安裝于缸套內(nèi)活塞環(huán)回轉區(qū)域之下。
使用活塞頂部將活塞環(huán)正確的裝入缸套內(nèi)。
使用塞尺檢查活塞環(huán)間隙。
| 單件式活塞環(huán)開口間隙 | |||
| mm | in | ||
| 頂環(huán) | 0.33 | 最小 | 0.013 |
| 0.53 | 最大 | 0.021 | |
| 發(fā)動機序列號 79383594 之前組裝的第二代（全突擊鉻環(huán)）發(fā)動機 | 0.97 | 最小 | 0.038 |
| 1.23 | 最大 | 0.048 | |
| 發(fā)動機序列號 79383594 之后組裝的第二代（半嵌入環(huán)）發(fā)動機 | 1.87 | 最小 | 0.074 |
| 2.13 | 最大 | 0.084 | |
| 機油 | 0.21 | 最小 | 0.008 |
| 0.51 | 最大 | 0.020 | |
安裝
鉸接式活塞
CAUTION
使用臺鉗安裝連桿時，要用銅或鋁的臺鉗保護墊保護連桿免受損壞。
每個活塞環(huán)的開口都不得與活塞銷或任何其他活塞環(huán)的開口對齊。 如果活塞環(huán)的開口定位不正確，活塞環(huán)就不能正確密封。
安裝活塞環(huán)時，將連桿放在臺鉗上使總成保持在水平位置。
圖示為控油環(huán)的截面圖。
安裝這種兩件式控油環(huán)時，必須使脹環(huán)的開口與控油環(huán)的開口成 180 度。不要重疊襯環(huán)的兩端。
安裝活塞環(huán)時，“TOP”標記應朝向活塞頂部。
為確保正確安裝，活塞環(huán)上標記了頂部方向。
控油環(huán)為對稱設計，可以安裝在兩者中任一方向。
為在安裝活塞環(huán)壓縮器時使活塞環(huán)處于環(huán)槽內(nèi)，必須水平放置活塞以安裝活塞環(huán)。
鉸接式活塞的頂環(huán)（1）為楔形環(huán)，不能有扭曲或切槽。
中間環(huán)（2）是正扭曲結構，在頂側有切槽（3），并具有兩度的錐面。
控油環(huán) (4) 是底部活塞環(huán)。
按圖示旋轉并調(diào)整活塞環(huán)的開口位置。
每個活塞環(huán)的開口都不得與活塞銷或其它活塞環(huán)的開口對齊。如果活塞環(huán)的開口定位不正確，活塞環(huán)就不能正確密封。
單件式活塞
CAUTION
使用臺鉗安裝連桿時，要用銅或鋁的臺鉗保護墊保護連桿免受損壞。
每個活塞環(huán)的開口都不得與活塞銷或任何其他活塞環(huán)的開口對齊。 如果活塞環(huán)的開口定位不正確，活塞環(huán)就不能正確密封。
安裝活塞環(huán)時，使用臺鉗安裝連桿使總成保持在水平位置。
圖示為控油環(huán)的截面圖。
安裝這種兩件式控油環(huán)時，必須使脹環(huán)的開口與控油環(huán)的開口成 180 度。不要重疊襯環(huán)的兩端。
安裝活塞環(huán)時，“TOP”標記應朝向活塞頂部。
為確保正確安裝，活塞環(huán)上標記了頂部方向。
控油環(huán)為對稱設計，可以安裝在兩者中任一方向。
安裝單件式活塞時，使用萬用活塞環(huán)擴張器將中間環(huán)安裝到活塞中。
為在安裝活塞環(huán)壓縮器時使活塞環(huán)處于環(huán)槽內(nèi)，必須水平放置活塞以安裝活塞環(huán)。
除中間環(huán)外，單件式活塞環(huán)組件與鉸接式活塞環(huán)組件類似。中間環(huán)在內(nèi)徑上部有一帶切角（3）的矩形橫截面（2）以產(chǎn)生正扭曲。該設計改進了活塞環(huán)組件的水密性。
控油環(huán) (4) 是底部活塞環(huán)。
按圖示旋轉并調(diào)整活塞環(huán)的開口位置。
每個活塞環(huán)的開口都不得與活塞銷或其它活塞環(huán)的開口對齊。如果活塞環(huán)的開口定位不正確，活塞環(huán)就不能正確密封。
注 : 所有發(fā)動機在重裝或進行了涉及到更換一個或多個活塞環(huán)組、氣缸套或活塞的維修后，必須進行磨合。有關對應磨合步驟，請參考第 14 節(jié) - 發(fā)動機測試。
注 : 有關通用磨合測試概述，請使用以下步驟。參考第 F 節(jié)中的步驟 014-999。
注 : 在安裝新活塞及舊缸套時，在開始工作的前幾個小時內(nèi)可能會經(jīng)歷竄氣量超過平均值的情況。在發(fā)動機工作幾個小時后，如果依然發(fā)現(xiàn)竄氣過量，請參考 TS 節(jié)內(nèi)的“曲軸箱氣體（竄氣）過量”故障診斷癥狀樹。
如果有故障造成冷卻液、機油、過多燃油或過多黑煙進入排氣系統(tǒng)，則必須檢查后處理系統(tǒng)。參考第 14 節(jié)中的步驟 014-013。
