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康明斯ISM、ISMe和QSM11柴油发动机维修手册之缸体和缸套、缸套座的拆卸安装与标准的维修技术参数

2018/12/26 8:55:39

康明斯ISM、ISMe和QSM11柴油发动机维修手册之缸体和缸套、缸套座的拆卸安装与标准的维修技术参数

磨蚀通常发生在 2 号和 6 号主轴承盖。然而,3、4 和 5 号主轴承盖也会产生磨蚀;因此,必须检查 2 至 6 号主轴承盖。进行检查以确定哪个主轴承盖需要 Plastigage™ 步骤。

主轴承盖的横向压配合是在缸体连接和主轴承盖侧之间的配合。连接处加工的压配合是为了组装时下主轴承能正确入位。解体时可能会遇到滑动配合的主轴承盖。这可以接受并且主轴承盖可以继续使用。

某些发动机先前已经检查过主轴承盖磨蚀情况。这些发动机装配了加强板或维修用缸体组件,并恢复使用。对主轴承进行更换或大修前必须检查这些主轴承盖。

为确定是否曾经安装过加强板,检查油底壳和发动机缸体之间的连接处。加强板厚约 6.35 mm [0.25 in],在油底壳和发动机缸体之间可见。没有必要拆下油底壳来确定是否安装了加强板。

维修用缸体组件集成了扭矩-屈服缸体。这些缸体于 2000 年 6 月 28 日投入生产,首台发动机生产序号为 35011095。这些缸体比早期产品需要更严格的主轴承盖螺钉紧固步骤。

为确定是否曾经安装过维修用缸体组件,可检查发动机故障维修记录。如果没有发动机故障维修记录,检查位于缸体凸轮轴侧的后部发动机生产序号铭牌。如果先前已经使用扭矩-屈服缸体进行更换,则在后部发动机生产序号铭牌印有字母“TTY”。

小尺寸主轴承是作为经济型维修方法而引入的,用以延长主轴承盖出现磨损但主轴瓦尚未转动的缸体的寿命。

注 : 不要破坏痕迹,缓慢操作并观察所有情况。



检查能否继续使用

CAUTION 

当在 M11 和 ISM 发动机上拧紧主轴承时,确保使用了正确的主轴承盖螺钉紧固步骤。使用不正确的紧固步骤会损坏发动机。


CAUTION 

必须保留 2 个间距均匀的主轴承盖以支撑发动机曲轴。这防止了曲轴掉落。


CAUTION 

不得标记轴瓦的背侧。在轴瓦背面做标记会使 Plasitgage® 读数错误。


必须识别缸体类型以确定必须使用何种主轴承盖螺钉紧固方法。

扭矩-屈服缸体

扭矩-屈服缸体于 2000 年 6 月28 日投入生产,首台发动机 ESN 为 35011095。

为确定是否曾经用扭矩-屈服缸体更换了旧缸体,执行以下步骤:

查看发动机故障维修记录。

检查后部 ESN 铭牌。扭矩-屈服维修用缸体在其凸轮轴侧的后部生产序号铭牌上印有字母 TTY。

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拆卸 2 号至 6 号主轴承盖,并按照它们在发动机上的位置排列好。

使用主轴承盖拉拔器(零件号 ST-1178)拆下主轴承盖。主轴承盖拉拔器必须位于盖的中心。直着向下拉以拆下盖。

观察各自的零件状况-数量和润滑情况,有无毛刺、割伤或可见微粒,轴颈情况、圆角等等。

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从主轴承盖上拆下下主轴瓦。

在主轴瓦上标记字母“L”(下部)及其所在的轴颈编号。

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使用干净的不起毛的布擦去缸体上所有主轴承盖安装面上的机油。

要进行正确的检查,主轴承盖表面一定不能有润滑脂和油污。

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检查两个主轴承盖配合面的状态以及异常情况。

检查主轴承盖排气侧和缸体有无磨蚀。

在主轴承盖排气侧出现的磨蚀,看似霜冻表面或桔皮表面。

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检查缸体配合面的状态以及有无异常情况。

在缸体连接处排气侧出现的磨蚀,看似霜冻表面。

主轴承盖螺钉孔的直径大于相配合的缸体螺钉孔。如果磨蚀存在,缸体适配面磨损会在螺钉孔周围暴露出原始表面材料。可用指甲感觉到此唇部。

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7 号下主轴瓦的典型磨损发生在朝向轴承表面后半部分的 6 点钟位置。此磨损形状由飞轮/离合器总成的重量导致,属于正常磨损。

此简报中概述的检查步骤适用于 2 号至 6 号主轴承盖和相应的下轴瓦。

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垫片向上推曲轴并顶住邻接的上轴承,这样可得到下轴承间隙的精确测量值。

垫片很容易由直径为 4 inch 的 schedule 40 PVC 管制造。所制造垫片的尺寸必须如下所示:

  • 宽度 = 38.1 mm [1.5 in]
  • 厚度 = 6.35 mm 0.25 in](大约是 schedule 40 PVC 管的厚度)
  • 直径 = 101.6 mm [4 in]。

将管切为两半。垫片必须加工至以上规定的尺寸,并且周向应小于 180 度。

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注 : 此步骤需要 PR-1(红色)型 Plastigage™,其间隙范围为 0.05 至 0.152 mm [0.002 至 0.006 in]。

要在底盘安装的发动机上使用 Plastigage® 测量主轴承轴颈间隙,必须将垫片插入要使用 Plastigaged™ 的轴颈两侧的主轴承盖内。垫片支撑着曲轴,这样可得到下轴承间隙的精确测量值。

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注 : 此步骤需要两个装配垫片。

拆卸下轴瓦,将垫片安装在正在进行 Plastigaged™ 间隙测量的轴承两侧的主轴承盖内。

例如,在 3 号和 5 号主轴承盖上安装垫片以检查 4 号主轴承盖。在 5 号和 7 号主轴承盖上安装垫片以检查 6 号主轴承盖。

安装盖。

扭矩值:  34  n•m    [ 25 ft-lb ]
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拆下准备使用 Plasitgage™ 的主轴承盖。

擦去轴承和曲轴轴颈上的机油。

沿着全轴承宽度剪开或撕开一条 Plastigage®。(同时撕开包罩和塑料螺纹)。使用剪刀或小刀从边缘开始沿纵向切开包罩。

注 : 不要挤压仪表材料。按压仪表材料会导致读数错误。

打开包罩,从一端提起 Plastigage™。(如果材料轻微卡在纸上,用拇指将其展开。)偶尔 Plasitgage® 材料的颜色会染到纸上。这样不会影响精度。

放置一片长度等于轴承全长的 Plastigage™。插入时距离中心大约 6 mm [0.24 in]。见插图。

注 : 执行 Plastigage™ 间隙检查步骤时必须使用原先的轴承。新轴承可导致读数错误。

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安装用于 M11 发动机的主轴承盖。参考《M11 STC、CELECT™ 和 CELECT™ Plus 发动机故障判断和排除手册》(公告号 3666139)或《M11 系列发动机大修手册》(公告号 3666075)第 1 节中的步骤 001-006。

安装用于 ISM/QSM11 发动机的主轴承盖。参考第 1 节中的步骤 001-006。

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注 : 在读取测量结果之前不要扰动 Plastigage®。扰动 Plastigage® 会导致错误的测量结果。

拆卸主轴承盖。将压缩后的 Plastigage™ 最宽点上的宽度和包罩上的刻度进行比较(与锥度无关)。包罩上的刻度是以千分之一英寸或千分之一毫米表示的轴承间隙,取决于使用包罩的哪一侧。

锥度影响间隙测量。仍然在 Plastigage™ 带上用最宽点测量间隙。

为确保主轴承和曲轴之间的油膜厚度正确,轴承间隙必须符合如下所示的技术规范。

主轴承间隙
mm in
0.05 最小 0.002
0.13 最大 0.005

更换 ISM/ISMe/QSM11 发动机主轴瓦之前参见下述步骤。参考第 F 节中的步骤 001-999。

针对在底盘上对 7 号主轴承进行 Plastigage™ 间隙测量唯一正确的方法是,在 6 号主轴承盖中插入垫片并使用瓶式千斤顶支撑离合器/飞轮总成(飞轮壳上有检修孔)。这就是推荐在底盘上对 7 号主轴承进行 Plastigage™ 间隙测量的原因。

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泄漏测试

WARNING 

为了减小人身伤害的可能性,应避免皮肤直接接触热机油。


WARNING 

美国的一些州和联邦机构已经认定使用过的机油有致癌作用,而且能产生生殖疾病。应避免吸入机油蒸汽、误吞以及长时间接触用过的机油。如果不再继续使用,应按照当地环保法规进行处理。


排放机油。参考第 7 节中的步骤 007-037。

拆下油底壳。参考第 7 节中的步骤 007-025。

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向发动机冷却系统加压。参考第 8 节中的步骤 008-018。

检查缸套座前应加压 15 分钟。一定要确保检查前系统内保持有气压。


测量
  kpa psi
空气压力: 138 20
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检查缸套外径及缸体中缸套座下部的区域有无冷却液泄漏。

如果发现泄漏:

  • 拆卸缸套。检查密封圈和缸套。参考第 1 节中的步骤 001-028。

如果发现缸套座泄漏:

  • 拆下缸套。参考第 1 节中的步骤 001-028。 检查缸体缸套沉孔区域。如果有磨蚀或磨损,必须维修缸体缸套沉孔。参考《L10 系列发动机补救维修手册》(公告号 3810310)。
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安装新密封垫和油底壳。参考第 7 节中的步骤 007-025。 拧紧油底壳放油螺塞。

扭矩值:  88  n•m    [ 65 ft-lb ]

用干净的 15W-40 机油加注发动机。参考第 7 节中的步骤 007-037。

运转发动机,直到达到 80°C [180°F],并检查冷却液或机油是否泄漏。

如果有故障造成冷却液、机油、过多燃油或过多黑烟进入排气系统,则必须检查后处理系统。参考第 14 节中的步骤 014-013。

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准备步骤

WARNING 

为了避免人身伤害,应避免皮肤直接接触热机油。


WARNING 

美国的一些州和联邦机构已经认定使用过的机油有致癌作用,而且能造成生殖疾病。应避免吸入机油蒸汽、误吞以及长时间接触用过的机油。如果不再继续使用,应按照当地环保法规进行处理。


WARNING 

不要从热发动机上打开散热器压力盖。应等冷却液温度降至 50°C [120°F] 以下时才能拆下压力盖。否则高温冷却液或蒸汽喷出可能会造成人身伤害。


WARNING 

冷却液有毒。避免儿童与宠物接触冷却液。如果不再继续使用,应按照当地环保法规进行处理。


注 : 康明斯公司推荐拆下缸套以缓解机油消耗问题,除非缸套已经受损并且必须更换。

  • 排放冷却液。参考第 8 节中的步骤 008-018。
  • 拆下缸盖。参考第 1 节中的步骤 002-004。
  • 排放机油。参考第 7 节中的步骤 007-037。
  • 拆下油底壳。参考第 7 节中的步骤 007-025。
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初始检查

拆下活塞冷却喷嘴。参考第 1 节中的步骤 001-046。

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拆下活塞和连杆。参考第 1 节中的步骤 001-054。

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使用缸套压紧工具(零件号 3824272)将缸套座入缸体。

将压板 (3) 穿过缸套顶部,使压板台阶放在缸套孔内。

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将安装工具夹板 (1) 穿过缸套,安装两个缸盖螺钉,用手拧紧以固定夹板。旋转压板,直到突出量待测区域露出。

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CAUTION 

不要使用冲击扳手拧紧缸套压板螺钉。扭矩过大会造成缸套安装工具损坏。


拧紧压紧螺钉(2)。

扭矩值:  136  n•m    [ 100 ft-lb ]
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使用深度规(零件号 3164438)在 4 个相隔 90 度的点测量缸套突出量。

缸套突出量
mm in
0.00 最小 0.0000
0.12 最大 0.0047

允许的最大缸套突出量变动为每 180 度 0.03mm [0.001 inch]。

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在点“C”、“D”、“E”、“F”和“G”处测量缸套孔失圆度,测量每个点时在“AA”和“BB”方向进行测量。缸套孔失圆度不得超过 0.10 mm [0.004 in]。

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如果缸套孔的失圆度超过 0.10 mm [0.004 in],拆下缸套以便测量缸套孔。

高于和低于缸体沉孔部位的缸体沉孔直径不是关键参数,需要测量。

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使用塞尺在缸体的四个铸造点测量缸套与缸体的间隙。

如果间隙小于 0.25 mm [0.010 in],则更换缸套。

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拆卸

可以通过使用缸套拆卸器(零件号 3163745)和缸套拆卸板(零件号 3164979)拆下缸套。

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CAUTION 

必须如图安装和使用缸套拉拔器,以免损坏气缸体。拉拔器盘必须平行于主轴承鞍座并且不得遮盖缸套的外径。


将缸套拉拔器插入缸体顶部。

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缸套拉拔器必须位于缸体顶部的中心。

顺时针转动拉拔器的起重螺杆,将缸套从缸体上松开。

用双手拆下缸套。

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从缸体拆下缸套后,使用 Dykem® 或等同物在缸套的凸轮轴侧做标记,以显示缸套方位。

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使用 Dykem® 或等同物在每个缸套上标记气缸号。

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清洁并检查能否继续使用

CAUTION 

在缸套的活塞环行程区域不要使用研磨剂。否则会损坏缸套。


使用软钢丝刷清洁法兰座合区域。

使用细纤维研磨垫,如 Scotch-Brite™ 7448 或等同物去除残留的水垢和铁锈。

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WARNING 

使用蒸汽清洗器时,戴上安全眼镜或防护面罩,并穿上防护服。热蒸汽可能会造成严重的人身伤害。


WARNING 

当使用溶剂、酸或碱性材料清洁时,请遵循制造商的使用建议。戴上护目镜并穿上防护服,以避免人身伤害。


WARNING 

有些溶剂易燃并且具有毒性。使用之前,应阅读制造商的说明。


WARNING 

使用压缩空气时,戴上合适的护目镜和防护面罩。飞扬的碎屑和脏物会造成人身伤害。


使用溶剂或蒸汽清洗缸套并用压缩空气吹干。

使用清洁的 15W-40 机油润滑缸套的内径。

让机油浸湿缸套 5 到 10 分钟。

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使用不起毛的纸巾擦去缸套内侧过多的机油。

不断润滑缸套的内径并擦拭干净,直到纸巾上没有灰色或黑色残余物。

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检查缸套和缸体有无污垢或损坏。

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检查缸套的内外径有无裂纹。

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检查缸套法兰下有无裂纹。

使用磁性检查法或染料检查法同样可以探测到裂纹。

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检查外径有无过度腐蚀或穴蚀。有穴蚀的缸套通常不能继续使用。然而,如果轻微穴蚀并能使用细砂布去除,则缸套可以继续使用。

穴蚀的深度不得超过 1.60 mm [0.060 in]。

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检查内径的纵向划痕深度是否可用手指甲感觉到。

如果手指感觉到划痕,必须更换缸套。

检查内径有无擦伤或拉伤。

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检查缸套孔内径有无磨光情况。

注 : M 系列缸套不能润滑。

中度抛光 (A) 在磨损区产生明亮的镜面,并带有原来的磨痕或显示腐蚀图形。

重度抛光(B)在磨损区产生明亮的镜面,但没有原来的磨痕或腐蚀图形。

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如出现以下情况,应更换缸套:

  • 重度抛光部分超过活塞环行程区域的 20%。
  • 30% 的活塞环形成区域为中度和重度抛光,并且其中一半 (15%) 属于重度抛光。
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测量

使用内径千分表在活塞行程区域顶部和底部相隔 90 度角的 4 个位置分别测量缸套的内径。

缸套内径
mm in
125.000 最小 4.9213
125.095 最大 4.9250

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测量缸套顶部压配合区域的外径。

缸套顶部压配合外径
mm in
145.938 最小 5.7456
145.976 最大 5.7471

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测量缸体上缸套孔 (A)。

缸体上缸套孔内径 (A)
mm in
145.900 最小 5.7441
145.950 最大 5.7460

在沉孔以下 8.0 到 13.5 mm [0.32 到 0.53 in] 测量缸体缸套密封圈孔 (B)。

缸体缸套密封圈孔内径 (B)
mm in
138.063 最小 5.4355
138.113 最大 5.4375

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测量缸套外径 (A)。

缸套顶部压配合外径 (A)
mm in
145.938 最小 5.7456
145.976 最大 5.7471

缸体的缸套沉孔法兰直径不是 关键参数,需要测量。

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测量缸套密封圈外径 (C)。

缸套密封圈外径 (C)
mm in
137.937 最小 5.4306
138.013 最大 5.4336

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安装

当前的 O 形圈由两种明显不同的生产过程制造。以下是两种生产方法及安装步骤:

模压 O 形圈具有对称的横截面。边缘是圆的。除了不要翻转 O 形圈外,需要特别留意这种 O 形圈的方向。

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车削 O 形圈具有带尖角的平直外表面。内侧具有两个 45 度倒角 (1),因此紧邻缸套没有尖角。这种 O 形圈安装时,直边 (2) 必须朝向缸体,并且倒角侧紧邻缸套。如果按这种方法安装 O 形圈,会造成缸套孔扭曲。

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CAUTION 

缸套必须在涂抹机油后的 30 秒内安装。如果缸套没有在这个时间界限内安装,O 形圈会膨胀,安装缸套时会损坏 O 形圈。


确保组装前缸体和所有零件保持清洁。

使用清洁的 15W-40 机油润滑缸套的 O 形密封圈。

将 O 形密封圈安装到缸套上。

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将缸套装进缸体。

安装可继续使用的缸套时,将缸套从最初安装在发动机的位置上旋转 90 度。推力和止推表面必须朝向缸体的前部和后部。

使用缸套装卸器(零件号 3824272)和皮革锤将缸套打入缸体孔。

如果缸套没有正确入位,拆下缸套。检查沉孔座和缸套有无拉痕、毛刺或污垢。重新安装缸套。

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安装活塞和连杆之前必须检查缸套突出量。

使用缸套压紧工具(零件号 3824272)将缸套座入缸体。

将压板 (3) 穿过缸套顶部,使压板台阶放在缸套孔内。

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将安装工具夹板 (1) 穿过缸套,安装两个缸盖螺钉,用手拧紧以固定夹板。旋转压板,直到突出量待测区域露出。

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CAUTION 

不要使用冲击扳手拧紧缸套压板螺钉。扭矩过大会造成缸套安装工具损坏。


拧紧压紧螺钉(2)。

扭矩值:  136  n•m    [ 100 ft-lb ]
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使用深度规(零件号 3164438)在 4 个相隔 90 度的点测量缸套突出量。

缸套突出量
mm in
0.00 最小 0.0000
0.12 最大 0.0047

允许的最大缸套突出量变动为每 180 度 0.03mm [0.001 inch]。

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使用塞尺在缸体的四个铸造点测量缸套与缸体的间隙。

缸套与缸体的间隙
mm in
0.25 最小 0.010

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最后步骤

WARNING 

该部件或总成重达 23 kg [50 lb] 以上。若要防止造成严重的人身伤害,一定要寻求帮助或使用合适的提升设备来提升此部件或总成。


WARNING 

冷却液有毒。避免儿童与宠物接触冷却液。如果不再继续使用,应按照当地环保法规进行处理。


WARNING 

美国的一些州和联邦机构已经认定使用过的机油有致癌作用,而且能造成生殖疾病。应避免吸入机油蒸汽、误吞以及长时间接触用过的机油。如果不继续使用,要根据当地环保法规进行处理。


  • 安装活塞与连杆。参考第 1 节中的步骤 001-054。
  • 安装活塞冷却喷嘴。参考第 1 节中的步骤 001-046。
  • 安装油底壳。参考第 7 节中的步骤 007-025。
  • 安装缸盖。参考第 1 节中的步骤 002-004。
  • 向冷却系统加注冷却液。参考第 8 节中的步骤 008-018。
  • 向发动机加注机油。参考第 7 节中的步骤 007-037。
  • 运转发动机,使之达到正常工作温度,检查有无泄漏。
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