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康明斯QSK23柴油发动机故障判断和排除手册之缸体、缸套、缸体加强板的拆卸与安装技术规格与标准的维修数据测量

2019/1/3 15:14:24

康明斯QSK23柴油发动机故障判断和排除手册之缸体、缸套、缸体加强板的拆卸与安装技术规格与标准的维修数据测量
缸体

清洁

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。


清洁沉孔区域。使用安全溶剂。

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清洁缸体的缸体顶面。使用刮刀或纤维研磨垫,如 Scotch-Brite™ 7477 或等同物,以及溶剂。切勿使任何污垢进入缸体。表面必须没有污垢、机油和密封垫材料,但不必看上去光洁如新。

检查缸体顶面有无磨损。如果在缸盖密封垫密封圈或密封圈接触部位出现磨蚀损坏,必须维修表面。

其他任何区域的磨蚀损坏只要影响沉孔或缸套突出量的测量,则可以接受。

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检查能否继续使用

检查缸体,以确定需要加厚的缸盖密封垫还是标准密封垫。

如果缸体顶面已去除了一些材料,缸体上可能需使用加厚的缸盖密封垫。检查缸体上有无指示需要使用加厚密封垫的标志。

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检查槽销是否损坏。

更换损坏的触针。使用定位销拉拔器(零件号 3163720)。

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通过对带有周向裂纹的沉孔断面的冶金分析发现,裂纹最初产生于沉孔凸缘表面,但一般会垂直穿过沉孔凸缘延伸到缸套周围的冷却液通道里。

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缸套座出现穴蚀可接受。图示为缸套座出现穴蚀的示例。如果继续使用缸体前需要机加工沉孔,与 Cummins® 特约维修站联系。

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测量

检查缸体以确定所需的缸盖密封垫规格。

主轴承盖分型线与主轴承孔中心线同。

测量缸体的高度。

标准缸体高度
mm in
距曲轴中心线 (13) 488.96 最小 19.2503
  489.04 最大 19.2535
距曲轴孔 (14) 414.9475 最小 16.3365
  415.0525 最大 16.3406
用于 +0.4 mm [0.016 in] 加大尺寸密封垫的缸体顶面自曲轴中心线(13)的高度 488.56 最小 19.2346
  488.64 最大 19.2377
用于 +0.4 mm [0.016 in] 加大尺寸密封垫的缸体自曲轴孔(14)的高度 414.5475 最小 16.3208
  414.6525 最大 16.3249

缸体高度在缸体两端之间相差绝不能超过 0.08 mm [0.003 in]。如果缸体高度符合技术规范,必须加工缸体顶面或必须更换缸体。

如果加工了缸体顶面,则两排之间缸套沉孔的台阶深度相差一定不能超过 0.25 mm [0.001 in]。

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确保千分尺接触台阶的平面。它不得接触到圆角。

使用深度测微计在图示的四个位置测量沉孔深度。

沉孔深度
mm in
14.00 最小 0.551
14.05 最大 0.553

四个测量值之间的偏差不能大于 0.25 mm [0.001 in]。如果测量值超过了技术规范,必须加工沉孔。与 Cummins® 特约维修站联系。

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没有双底切的缸体上,确保千分表与沉孔圆角接触。

使用深度规总成(零件号 3164438)在沉孔圆周上的四个位置测量沉孔台阶角度。

测量台阶深度时,必须尽量接近沉孔圆角和沉孔边缘。

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如果沉孔边缘附近的测量值与沉孔圆角附近的测量值相同,或比沉孔圆角附近的测量值稍小,但超过 0.036 mm [0.001 in],则沉孔台阶的角度(参考图中的标注编号 20)可接受。如果沉孔台阶附近的测量值大于沉孔圆角附近的测量值,必须机加工沉孔台阶。

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测量上部沉孔 (1) 的内径。测量点必须在距缸体顶部 2.54 mm [0.100 in] 的范围以内。

沉孔直径 - 上压配直径
mm in
205.93 最小 8.107
205.99 最大 8.110

上部沉孔的内径失圆度必须在 0.050 mm [0.002 in] 以内。如果测量值符合技术规范,检查以确定缸体是否可以加工以使用加大尺寸的缸套。

上部沉孔必须不能大于缸套法兰 0.076 mm [0.003 in] 以上。

如果沉孔符合技术规范,则可能在先前的加工孔的步骤中使用了尺寸过大的缸套。测量并记录测量值以确定合适的压配缸套。

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测量下部沉孔 (3) 的内径。测量点必须在距沉孔台阶顶部 2.54 mm [0.100 in] 的范围以内。

沉孔直径 - 下压配直径
mm in
194.48 最小 7.657
194.54 最大 7.659

下部沉孔的内径失圆度必须在 0.050 mm [0.002 in] 以内。

如果沉孔符合技术规范,则可能在先前的加工孔的步骤中使用了尺寸过大的缸套。测量并记录测量值以确定合适的压配缸套。

如果缸体符合技术规范,不要使用该缸体。

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检查密封圈孔 (4) 顶部的倒角。必须要维修过度穴蚀。

密封圈孔
mm in
190.34 最小 7.494
190.40 最大 7.496

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测量内径。

凸轮轴衬套内径
mm in
105.01 最小 4.134
105.10 最大 4.138

如果衬套符合技术规范,必须更换衬套。参考第 1 节中的步骤 001-010

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检查冷却液孔。如果侵蚀或穴蚀的深度超过 0.08 mm[0.003 in],或者从孔边缘伸出超过 2.41 mm[0.095 in],必须维修冷却液孔。

检查螺栓孔的螺纹有无损坏。必须维修损坏的螺栓孔时要使用螺纹镶圈。请与 Cummins® 特约维修站联系以了解合适的螺纹镶圈。

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安装主轴承盖。参考第 1 节中的步骤 001-006。

使用内径千分表在三个位置测量每个轴承孔的内径,如图所示。

主轴承孔直径
mm in
147.999 最小 5.8267
148-025 最大 5.8277

如果主轴承孔符合技术规范,不得继续使用缸体。

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缸套

准备步骤

WARNING 

蓄电池可能有易爆性气体逸出。为降低人身伤害的可能性,在维护蓄电池前,必须保持发动机舱通风良好。为了降低产生电弧的可能性,应首先拆下负极 (-) 蓄电池电缆,并最后连接负极 (-) 蓄电池电缆。


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。


WARNING 

该部件重达 23 kg [50 lb] 以上。为减小造成人身伤害的可能性,请使用提升设备或在他人的帮助下提升此部件。


  • 断开蓄电池或空气起动马达的供气,以免发动机意外起动。
  • 排放冷却系统。参考第 8 节中的步骤 008-018。
  • 排空润滑油系统,拆卸油底壳。参考第 7 节中的步骤 007-037。
  • 拆卸机油吸油管和缸体加强板。参考第 1 节中的步骤 001-089。
  • 拆卸排气歧管。参考第 11 节中的步骤 011-007。
  • 拆下进气歧管。参考第 10 节中的步骤 010-023。
  • 拆下摇臂室盖。参考第 3 节中的步骤 003-011。
  • 拆下摇臂。参考第 3 节中的步骤 003-009。
  • 拆下跨接压板。
  • 拆下推杆。参考第 4 节中的步骤 004-014。
  • 拆下摇臂室。参考第 3 节中的步骤 003-013。
  • 拆下缸盖。参考第 2 节中的步骤 002-004。
  • 拆卸连杆和活塞总成。参考第 1 节中的步骤 001-054。
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拆卸

使用缸套拉拔器( 零件号 3163745)和拉拔器板(零件号 3163751)拆卸缸套。

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使用液体金属标记笔标记每个缸套所在气缸号和气缸排。在缸套侧的凸轮轴侧标记缸套。

如果使用了密封圈:

  • 使用标签标出气缸号。
  • 在不同的位置进行测量,记录每个气缸所用密封圈的厚度。

密封圈的厚度是决定缸套突出量的要素之一。将缸套安装到发动机上时,必须了解此信息。

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拆下两个 D 形圈 (2) 和 (3)。

拆卸并废弃环槽密封圈 (1)。

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清洁

WARNING 

戴上护目镜。如果钢丝刷是马达驱动的,应确保钢丝当前转速是额定转速。飞扬的碎屑和脏物会造成人身伤害。


CAUTION 

不要使用磨石、氧化铝布、砂纸、抛光或预刷洗方式来清洁缸套。研磨剂会损坏加工面和纹理并污染缸套。


使用优质钢丝刷清洁缸套法兰座合区域以及缸套法兰下的第二压配合区域。

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WARNING 

使用蒸汽清洗器时,必须穿上防护服,戴上安全眼镜或面罩。否则,热蒸汽会造成严重的人身伤害。


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。


CAUTION 

不要让喷丸材料污染洗涤箱溶剂。使用煤油乳液基溶剂。不要使用含有甲酚、苯酚或甲酚成分的氯烃溶剂。否则会损坏发动机。


使用非金属软毛刷、清洁肥皂和温水清洗缸套内部。

用蒸汽或溶剂清洁缸套。

用压缩空气吹干。

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检查缸套的内侧和外侧表面有无裂纹。

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检查法兰下有无裂纹。

使用其他磁性检查法或染料检查法同样可以检测到裂纹。

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检查外径有无过度腐蚀或穴蚀。穴蚀深度绝不能超过 1.6 mm [0.063 in]。

如果穴蚀太深或使用细砂布无法去除腐蚀,则更换缸套。

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检查内径的纵向划痕深度是否可用手指感觉到。

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。

中度磨光在磨损区产生明亮的镜面,并带有原来的磨痕或蚀刻图形的痕迹。

重度磨光在磨损区产生明亮的镜面,但没有原来的磨痕或蚀刻图形的痕迹。

参考《零件继续使用指南》(公告号 3810303),了解有关缸套孔磨光的更多信息。

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如出现以下情况,应更换缸套:

  • 重度磨光部分超过活塞环行程区域的 20%。
  • 30% 的活塞环行程区域有中度和重度磨光,且其中一半(15%)为重度磨光。
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使用内径千分表测量顶部和底部,以及活塞环行程区域中间部位的缸套内径。每个位置测量两次。测量点必须相隔 90 度。

缸套内径
mm in
170.040 最小 6.694
170.240 最大 6.702

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测量缸套法兰外径。

上压配合缸套法兰直径
mm in
205.965 最小 8.109
206.015 最大 8.111

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缸套的设计在上部缸套孔和缸套法兰的正下方区域之间采用了压配合。这就是下压配合设计。

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测量下压配合法兰直径。

下部压配合区域外径
mm in
标准规格 194.565 最小 7.66
  194.615 最大 7.662
0.25 mm [0.0098 in] 加大尺寸 194.815 最小 7.6699
  194.865 最大 7.6719
0.50 mm [0.0197 in] 加大尺寸 195.065 最小 7.6797
  195.115 最大 7.6817

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测量缸套法兰厚度。

缸套法兰厚度
mm in
14.12 最小 0.556
14.15 最大 0.557

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CAUTION 

不要将缸套放在会被脏气流污染的区域。否则会损坏发动机。


在缸套孔中涂一厚层干净的 15W-40 发动机机油作为最后清洁。让机油留在表面 5 至 10 分钟。

使用清洁的不起毛的纸巾擦净孔中机油,直到除去黑色和灰色的沉积物。

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安装

WARNING 

当用溶剂、酸性或碱性清洗液清洗时,应遵循清洗液生产厂的使用说明。戴上护目镜并穿上防护服,以避免人身伤害。


用安全的溶剂清洁缸套凸缘的下部和缸体上下缸套孔区域。

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注 : QSK23 在工厂没有安装缸套密封圈。它们在机加工工艺后的大修时使用以调整缸套的突出量。

密封圈在内径中有三个定位舌片。安装缸套时,锁片与缸套下压配合直径间采用干涉配合以固定密封圈。

安装密封圈。

安装时密封圈必须径直放在缸套上。安装时,用手指将密封圈压到锁片附近,将密封圈向下按到下压配合直径处。

安装密封圈时这样操作能够防止因变形而导致密封圈不能恰好安装在缸套法兰底部。

缸套密封圈
厚度 缺口数
0.457 mm [0.0180 in]
0.521 mm [0.0205 in]
0.559 mm [0.0220 in]
0.610 mm [0.0240 in]
0.787 mm [0.0310 in]
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安装环槽密封圈。环槽密封圈 (2) 的斜边必须按照图示放置。

一些 O 形圈具有“D”形截面。安装这种类型的 O 形圈时,必须将其平面侧贴着缸套。

将 O 形圈安装到所示位置。使用 O 形圈上的模缝线检查 O 形圈是否扭曲。

  1. 缸套,沉孔密封圈
  2. 环槽密封圈
  3. 黑色 O 形圈
  4. 红色 O 形圈。
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CAUTION 

如果在缸体沉孔表面上使用的垫圈密封胶圈大于 2 到 3 mm [0.078 to 0.118 in],会发生发动机损坏。


在缸体沉孔表面上涂敷 2.0 到 3.0 mm [0.078 到 0.118 in] 宽的垫圈密封胶圈(零件号 3165150)或等同物。密封胶圈必须是连续的一圈,从头到尾不得有任何破裂或中断。

缸套的组装必须在涂抹垫圈密封胶后 30 分钟以内完成。

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CAUTION 

不得使用石油基机油。否则会导致密封圈膨胀。


使用植物油润滑密封圈孔内径。

注 : 有两种尺寸的缸套,采用不同的零件号,用于生产和维修。小缸套带有"S"的标志,而大缸套带有"L"的标志。"S"缸套与气缸 1、2 和 3 一致。"L"缸套与气缸 4、5 和 6 一致。

用手将缸套压入缸体中。

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使用缸套安装工具(零件号 3164207 或等同物)安装缸套。安装桥总成和 2 个缸盖螺栓。拧紧螺钉。

扭矩值:  68  n•m    [ 50 ft-lb ]

将推杆板安装到缸套内。确保它与缸套正确对准。转动推杆螺钉直到其接触到推板。转动推杆螺钉直到缸套法兰接触到沉孔台阶。

拧紧推杆螺钉。

扭矩值:  90  n•m    [ 67 ft-lb ]
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使用内径千分表测量缸套顶部、底部和中部的内径。

每个位置测量两次。测量点必须相隔 90 度。

新缸套内径
mm in
170.000 最小 6.693
170.040 最大 6.694

在顶部两个测量点处,内径的失圆度不能大于 0.076 mm [0.003 in]。

如果底部测量位置处的内径失圆度大于 0.04 mm [0.002 in],必须拆卸缸套。检查 O 形圈有无扭曲。

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测量

使用缸套安装工具(零件号 3164207 或等同物)和两根缸盖螺栓。

拧紧螺钉。

扭矩值:  68  n•m    [ 50 ft-lb ]

将推杆板安装到缸套内。确保它与缸套正确对准。转动推杆螺钉直到其接触到推板。转动推杆螺钉直到缸套法兰接触到沉孔台阶。

拧紧推杆螺钉。

扭矩值:  90  n•m    [ 66 ft-lb ]
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使用深度规块。放置深度规块,使指针能够接触到密封圈外侧上的缸套法兰,如图所示。

轻轻的向下推指针,直至其接触到缸套。转动仪表,直至零点对准刻度盘顶点。重复这一步骤几次,确保仪表置于零点。

抬起指针并移动深度规块直至指针接触到缸体表面。轻轻的向下推指针,直至其接触到缸体。读取读数。

缸套突出量
mm in
0.07 最小 0.003
0.15 最大 0.006

在缸套外径上四个间距相等的位置读取缸套突出量。各缸套测量值的变化不得大于 0.05 mm [0.002 in]。

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如果缸套突出量正确,必须拆下缸套。使用密封圈和/或加工沉孔台阶可以调节突出量。如果需要加工,联系康明斯特约维修站。

注 : 使用密封圈增加突出量。加工沉孔台阶以减少突出量。

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最后步骤

WARNING 

蓄电池可能有易爆性气体逸出。为降低人身伤害的可能性,在维护蓄电池前,必须保持发动机舱通风良好。为了降低产生电弧的可能性,应首先拆下负极 (-) 蓄电池电缆,并最后连接负极 (-) 蓄电池电缆。


  • 安装连杆和活塞总成。参考第 1 节中的步骤 001-054。
  • 安装缸盖。参考第 2 节中的步骤 002-004。
  • 安装摇臂室。参考第 3 节中的步骤 003-013。
  • 安装推杆。参考第 4 节中的步骤 004-014。
  • 安装跨接压板。
  • 安装摇臂。参考第 3 节中的步骤 003-009。
  • 调整顶置机构。参考第 3 节中的步骤 003-006。
  • 安装摇臂室盖。参考第 3 节中的步骤 003-011。
  • 安装进气歧管。参考第 10 节中的步骤 010-023。
  • 安装排气歧管。参考第 11 节中的步骤 011-007。
  • 安装机油吸油管和缸体加强板。参考第 1 节中的步骤 001-089。
  • 加注冷却系统。参考第 8 节中的步骤 008-018。
  • 用清洁的机油注满发动机。参考第 7 节中的步骤 007-037。
  • 蓄电池连接或空气供应管连接到起动马达。
  • 运转发动机。检查有无泄漏。
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缸体加强板

准备步骤

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。


  • 排空机油,拆下油底壳。参考步骤 007-025。
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拆卸

WARNING 

该部件的重量达到或超过 23 kg [50 lb]。为减小造成人身伤害的可能性,请使用提升设备或在他人的帮助下提升此部件。


WARNING 

缸体加强板由吸油管螺钉固定。在固定加强板之前拆下这些螺钉会导致加强板掉落,造成人身伤害。


在加强板的图示位置上安装四个油底壳螺钉。

拆下吸油管支架和吸油管。有关机油吸油管的清洁和检查,参考步骤 007-035。

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拆卸加强板螺钉并拆卸加强板。

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清洁

清洁缸体加强板、油底壳和缸体的密封垫密封胶。

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安装

在加强板上涂上一层 2-3 mm [0.08- 0.12 in] 的密封垫密封胶。

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WARNING 

该部件的重量达到或超过 23 kg [50 lb]。为减小造成人身伤害的可能性,请使用提升设备或在他人的帮助下提升此部件。


CAUTION 

必须在给密封垫涂上密封胶后的 30 分钟内安装油底壳。密封不正确可能损坏发动机。


将加强板放置到缸体上,然后安装四个螺钉。

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在吸油管上放置一个 O 形圈。

安装吸油管。

拧紧螺钉。

扭矩值:  66  n•m    [ 48 ft-lb ]

拆卸临时安装螺钉。

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在油底壳上涂上一层 2-3 mm [0.08- 0.12 in] 宽的密封垫密封胶。

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安装油底壳。参考步骤 007-025 了解螺钉拧紧顺序。

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最后步骤

  • 向油底壳加注清洁的 15W-40 机油。参考步骤 007-037。
  • 运转发动机直到冷却液温度到达 70°C [160°F],并检查有无泄漏。

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