康明斯柴油机下剪式惰轮拆装：对正、润滑、定向与拧紧

摘要： 康明斯柴油机下剪式惰轮的拆装，核心在于齿轮对正、轴端定向与螺钉扭矩控制三个环节。安装过程中必须卸载下剪式惰轮，将两根齿轮螺栓拧出至剪式齿轮轮齿对正；轴安装时TOP字样必须朝向发动机顶部；挡板槽朝向剪式齿轮，螺钉按星形方式分两段拧紧。本文按卸载对正、涂抹润滑、安装定向、挡板与螺钉紧固、齿轮螺栓加载五个步骤梳理操作要点与扭矩值，并说明扭矩不足导致发动机严重损坏的后果。

 

一、卸载与齿轮对正

 

安装过程中必须卸载下剪式惰轮。要卸载齿轮，必须将两根齿轮螺栓尽可能拧出，直到足以使剪式齿轮的轮齿对正。

1. 拧出齿轮螺栓的作用

（1）剪式齿轮的结构特点

剪式惰轮由两片齿轮组成，两片齿轮的轮齿通过弹簧预紧形成无间隙啮合。两根齿轮螺栓将两片齿轮压紧，拧出螺栓使压紧力释放，两片齿轮可在一定范围内相对转动。

（2）轮齿对正的目的

拧出螺栓后，两片齿轮的轮齿可相对调整至对正位置。对正使惰轮的轮齿与相邻齿轮的齿槽准确啮合，安装后齿轮系的啮合间隙符合设计值。未对正时强行安装，轮齿在啮合处相互挤压，齿面损伤。

2. 拧出量的控制

（1）尽可能拧出的含义

尽可能拧出指螺栓退出至弹簧预紧力完全释放、两片齿轮可自由相对转动的状态。拧出量不足时，压紧力未完全释放，轮齿无法对正。

（2）螺栓的保管

拧出的两根齿轮螺栓应妥善保管，安装后需重新拧紧至规定扭矩。螺栓若遗失或损坏，需按原规格更换。

 

二、涂抹润滑与安装定向

 

1. 涂抹Lubriplate

在止推轴承、轴和下部剪式惰轮上涂抹Lubriplate，如图1所示。

（1）涂抹部位

止推轴承的滚道与滚子、轴的配合面、下部剪式惰轮的轴孔，三处均需涂抹。润滑剂在装配初期提供润滑，防止干摩擦。

（2）润滑剂的作用

装配时的润滑使各配合面在初始运转阶段形成油膜，避免金属直接接触。润滑剂在发动机正常润滑系统建立油压前，承担初始润滑的职能。

2. 安装止推轴承、轴与惰轮

安装止推轴承、轴和下剪式惰轮。安装轴时，TOP字样，印在轴端，必须朝向发动机顶部。

（1）TOP标记的定向作用

TOP标记使轴的安装方向有明确依据。轴上的油道或定位结构与发动机的润滑路径对应，装反后油道错位，轴承与齿轮的润滑不足。

（2）安装顺序

止推轴承先装入，轴随后装入，下剪式惰轮最后套装在轴上。顺序颠倒时，轴的装入会挤压已就位的轴承。

 

图1  在止推轴承、轴和下部剪式惰轮上涂抹Lubriplate.png

 

三、挡板与螺钉紧固

 

1. 挡板槽的朝向

齿轮挡板上的槽朝向剪式齿轮。

（1）槽的定位功能

挡板上的槽与剪式齿轮的凸起或定位结构配合，使挡板在安装后位置固定。槽朝向错误时，挡板无法与齿轮贴合，螺钉拧紧后挡板变形。

（2）挡板的作用

挡板限制剪式齿轮的轴向位移，防止齿轮在运转中从轴上脱出。挡板的位置由槽与齿轮的配合确定。

2. 星形拧紧与两段扭矩

安装挡板和螺钉，如图2所示。按星形方式拧紧所有螺钉。

（1）星形拧紧的作用

星形方式使挡板在紧固过程中受力均匀，挡板逐步贴合齿轮端面。依次拧紧时，挡板一侧先受力，另一侧翘起，贴合不均。

（2）第一段扭矩

扭矩值为30N·m，即22ft-lb。第一段拧紧使螺钉达到预紧力的基础值，各螺钉的预紧力趋于一致。

（3）第二段角度拧紧

用以上相同的次序再旋转每根螺钉60°角。角度拧紧在预紧力基础上施加确定的转角，使螺钉产生一致的轴向伸长量。角度控制比扭矩控制更能保证各螺钉预紧力的一致性，因为螺纹摩擦系数的分散不影响转角与伸长量的对应关系。

3. 扭矩不足的后果

确保所有剪式齿轮螺钉拧紧到合适的扭矩，保证发动机运转期间不松开。否则会引起发动机严重损坏。

（1）螺钉松开的连锁

螺钉未拧紧至规定扭矩时，发动机运转的振动使螺钉逐步松开。挡板在螺钉松开后失去约束，剪式齿轮的轴向位移不受限制。

（2）严重损坏的路径

齿轮的轴向位移使啮合关系改变，轮齿在异常位置接触，齿面损伤。齿轮损坏的碎片进入齿轮系或润滑系统，可能引发更大范围的损坏。发动机严重损坏的后果包括齿轮系整体更换与相关部件的检查。

 

图2  安装剪式齿轮挡板和螺钉

 

四、齿轮螺栓加载

 

拧紧所有齿轮螺栓，使喷油器下剪式惰齿轮加载，如图3所示。扭矩值为28N·m，即248in-lb。

1. 加载的含义

（1）弹簧预紧力的恢复

齿轮螺栓的拧紧使两片剪式齿轮重新压紧，弹簧预紧力恢复。预紧力使两片齿轮的轮齿与相邻齿轮保持无间隙啮合，消除齿轮系的间隙与噪声。

（2）喷油器下剪式惰齿轮的功能

喷油器下剪式惰齿轮驱动喷油器凸轮，其啮合精度影响喷油正时。加载使齿轮在驱动喷油器凸轮时无间隙，喷油正时的准确性得到保证。

2. 扭矩值的控制

（1）28N·m的对应关系

28N·m即248in-lb，两种单位对应同一扭矩值。使用英制扭矩扳手时按248in-lb设定，使用公制扳手时按28N·m设定。

（2）拧紧后的确认

齿轮螺栓拧紧后，应确认两片齿轮的相对位置未因拧紧而改变。拧紧过程中若齿轮相对转动，轮齿的对正状态被破坏，需重新对正后再次拧紧。

 

图3  拧紧所有齿轮螺栓，使喷油器下剪式惰齿轮加载

 

五、拆装顺序的完整性

 

1. 拆卸的相反顺序

拆卸按安装的相反顺序进行：先松开齿轮螺栓卸载剪式惰轮，再拆挡板螺钉与挡板，再取下剪式惰轮、轴与止推轴承。

（1）卸载优先

拆卸时先松开齿轮螺栓，使剪式齿轮的弹簧预紧力释放。未卸载即拆卸挡板或轴，齿轮在预紧力作用下可能弹出。

（2）零件的标识

拆下的轴、止推轴承、挡板与螺钉应标识存放位置，安装时按原位复位。轴的TOP方向、挡板的槽朝向在拆卸时记录，安装时核对。

2. 安装后的检查

（1）齿轮啮合的检查

安装完成后手动盘车，确认齿轮系啮合顺畅，无卡滞或异响。卡滞可能源于轮齿未对正或齿轮螺栓拧紧后齿轮相对转动。

（2）螺钉扭矩的复核

所有螺钉的扭矩在安装完成后复核，确认无遗漏。复核的记录作为装配质量的凭证。

 

 

总结：

康明斯柴油机下剪式惰轮的拆装，按卸载对正、涂抹润滑、安装定向、挡板紧固、齿轮加载五步执行。将两根齿轮螺栓尽可能拧出，使剪式齿轮轮齿对正；在止推轴承、轴与下部剪式惰轮上涂抹Lubriplate；安装轴时TOP字样朝向发动机顶部；挡板槽朝向剪式齿轮，螺钉按星形方式以30N·m拧紧后再旋转60°；齿轮螺栓以28N·m拧紧使喷油器下剪式惰齿轮加载。螺钉扭矩不足时发动机运转中松开，挡板失去约束，齿轮轴向位移导致齿面损伤与碎片进入齿轮系，引发发动机严重损坏。安装完成后手动盘车确认啮合顺畅，复核全部螺钉扭矩并记录。

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