发动机维修手册编写思考与研究

2020-11-06梅秀峰

柴油机设计与制造 2020年3期

梅秀峰

（上海柴油机股份有限公司，上海200438）

0 引言

作为一本对维修服务人员进行维修操作的指导资料，发动机维修手册主要介绍在发动机维修过程中的注意事项、整机定位图、性能技术参数、零部件磨损极限、故障排除指南、维修工具使用方法、零部件拆装方法、拧紧力矩参数等，且图文结合。一本发动机维修手册所包含的内容非常繁复，涉及到发动机的各个系统，编制周期长，在编制过程中需与设计师和发动机零部件供应商持续沟通获得相关信息，同时与售后服务人员沟通了解他们的需求。本文主要从发动机维修手册的文本结构，编制方法等角度进行阐述如何编写才能方便维修人员快速获得所需信息，并提出维修手册后续的及时更新、实时传递性的思考。

1 文本结构

发动机维修手册的内容可以大致分为五大块，如图1所示。通过这些内容可以指导维修人员进行操作，每一个模块又可以分为不同章节和小节。

2 编制启动和依据

按照上海柴油机股份有限公司动力总成开发流程，一款发动机维修手册编制工作启动于发动机样机试验完成、开始制作OTS零部件和启动整机OTS试验之际。此阶段主要零部件已经基本定型。

发动机维修手册编制依据和资料为：（1）发动机装配调整技术条件；（2）整机Pro⁃E模型；（3）发动机零部件物料明细表（bill of material，BOM）。这些都来源于发动机设计部门。如何将这些信息转化成售后维修人员维修发动机时能快速方便地获取的有效信息，需要从维修人员的角度来思考。

3 编制前的准备工作

一本好的发动机维修手册可以向售后人员及时准确地传递发动机维修的必要信息，并方便他们查阅和快速有效地完成维修工作。为此，编制者在编制工作开展前，到本款发动机的试制基地，对照发动机BOM表和发动机装配调整技术条件，充分了解该发动机试制装配和拆机过程，以及过程中所出现的问题、注意事项及所需使用的专用工具。通过对照发动机实物和发动机三维Pro⁃E模型，对整机外形尺寸，零部件大小、重量、材料等有较为主观的认识。同时，走访售后服务部门，了解维修人员在其他类似发动机维修中所遇到的共性和个性问题，结合本款发动机的具体情况，将这些内容有效地体现在维修手册中。

4 编制方法

根据编制依据和编制前期工作中得到的信息，站在维修人员的角度进行思考和编制，使发动机维修手册简洁明了，方便维修人员查阅参考。

编制过程中，与设计师、工艺师和装配操作人员保持沟通，对每个装配要点、拧紧力矩、配合间隙进行确认，确保信息详细和准确。

编制完成后，提供给售后服务部门相关维修人员，请他们提出意见和建议，然后进行修改和完善。下面通过介绍发动机维修手册中主要内容来体现编制中的思考和研究。

4.1 注意事项

注意事项在发动机拆装过程中非常重要。很多涉及产品维修的事故是因为不遵守基本的安全规则和注意事项造成的。在事故发生之前若能认识到安全隐患的存在，可极大地避免事故的发生。本章节原则是要让维修人员学习和重视在维修过程中的安全注意事项。包括防火、防触电、防气体中毒、防烫伤、防摔伤等。此外，还将粘贴在发动机上的“警示标记”用图片方式展示，以提醒维修人员在维修相关零部件时需要仔细阅读。

4.2 发动机介绍

发动机介绍包含对本款发动机产品特点的概述、发动机铭牌位置、发动机机号位置、发动机整机定位图等。

4．2．1 产品概述

重点描述发动机的特色、优势、技术路线等。让维修人员对发动机的特点有整体性的认识，这对维修很重要。不同特点的发动机，其维修策略也不同。

4．2．2 发动机铭牌

发动机铭牌上有发动机的一些基本信息，包括功率、转速、型号、订货号等。铭牌上的这些信息对于发动机维修时配件购买等非常重要，所以需要着重体现出铭牌的位置，以便引起维修人员的重视，同时提醒维修人员在修理过程中需保护好铭牌不受损坏，使后续维修人员能继续使用。

4．2．3 发动机机号

发动机的分类从大到小分别为型号、订货号和机号。每台发动机的机号具有唯一性，若铭牌丢失或通过其他的途径无法准确地判断发动机的技术信息时，就需要通过机号来查询。机号一般直接打刻在机体上，不会损坏或丢失。所以在发动机维修手册中给出了发动机机号位置，以便维修服务人员在需要时进行查找。

4．2．4 整机定位图

发动机外围零部件布置形式因机型不同而各异，认识发动机首先从其外围零部件开始。在发动机维修前，维修人员通常需要清楚地知道发动机外围零部件及水、气、油进出口的位置。所以通过整机定位图的方式将这些信息清楚地传递给维修人员。整机定位图以4个方向的视图来展现，即发动机的进气侧、排气侧、前端和输出端；并通过引线、序号及列表，给出各零部件和水、气、油进出口的名称和位置。

4.3 技术参数

维修技术参数所包含范围很广，包括发动机整机参数、系统参数、零部件参数、重要的拧紧力矩、磨损极限等。

4．3．1 整机、系统和零部件参数

因为在发动机维修过程中维修人员需要知道发动机整机参数，一方面可以对发动机性能有整体的认识，另一方面可以通过标准的技术参数判断发动机的状态，所以在发动机维修手册中给出发动机整机参数十分必要。整机参数包括发动机的型号、气缸数、缸径、活塞行程、排量、功率、转速、曲轴旋转方向、发火次序、压缩比、燃油消耗率、外形尺寸等技术参数。

发动机各个系统有更加详细的技术参数，与整机参数不同，其代表各个系统的独立特征。如润滑系统参数，其包括机油压力、油底壳机油油位高低刻线对应的机油量、油底壳最高机油温度。冷却系统参数包括冷却液容量、冷却液正常温度范围、调温器开启和关闭温度。进排气系统参数包括涡轮前排气温度、排气背压等。

维修人员在维修一些零部件时，还需要知道这些零部件更详细的技术信息，如喷油器的喷油开启压力等，以判断零部件状态。所以将这些参数也体现在发动机维修手册中。

4．3．2 重要的拧紧力矩

重要零部件、螺栓、螺母的拧紧力矩在发动机维修过程中非常重要。因为区别于标准件固定的拧紧力矩，这些零部件、螺栓、螺母有其独特的拧紧力矩和拧紧方法，若按照常规的方法去操作则会对相关零部件造成损坏，严重时可能因为拧紧方法不当带来安全隐患。故在发动机维修手册中着重列出重要零部件的螺纹规格、拧紧力矩和拧紧方法。部分螺栓拧紧方式示意见表1。

表1 部分螺栓拧紧方式

4．3．3 磨损极限

发动机部分零部件与其相配合的零部件之间存在过盈配合或间隙配合。对于一些间隙配合的摩擦副零部件，其具有最大允许磨损量，即磨损极限。发动机在维修过程中，维修人员需要知道这一数值，并以此作为相关零部件是否可以继续使用的重要指标，若配合间隙超过此磨损极限则必须考虑更换相关零部件。如，通过测量气门杆和气门导管之间的配合间隙，并与磨损极限（见表2）进行对比，可以判断气门导管或气门杆是否需要维修。其他如活塞销与连杆小头衬套孔、活塞销与活塞销孔等具有磨损极限的零部件，同样需要将相关信息表现在发动机维修手册中，以便售后维修人员进行查阅。

4.4 故障排除

在发动机修理过程中，一个很重要的过程是对所出现的故障进行分析，以找出问题所在，并找到针对问题的解决方法，所以在发动机维修手册中给出发动机典型故障模式及排除方法。按照故障原因由常见到不常见、由外而内、由简单到复杂的顺序来体现故障排除的步骤，以便更好指导维修服务人员排除故障，如 “机油压力过低”故障原因和排除步骤如图2所示。

表2 气门杆与气门导管配合间隙

4.5 各系统维修

一款发动机的系统可以分为9个部分：进排气系统、附件系统、冷却系统、润滑系统、燃油系统、传动系统、输出系统、本体系统和控制系统。每个系统内容包括6个方面：系统简介、系统定位图、维修工具、拆卸、检测修理和安装。

为方便维修人员看清系统维修要点，本章节采用图片和文字相结合方式。其中 “定位图”“维修工具”小节主要以图片方式展现； “系统简介”“检测修理”小节主要通过文字描述展现；而在“拆卸”“安装”小节中则以图片为主，文字为辅，一个操作步骤配置一幅图，方便维修人员查看。

4．5．1 系统简介

系统简介主要起到提纲挈领的作用。主要介绍本系统的运行原理、特点，其在整机中的作用，包含哪些零部件和各零部件的介绍。发动机维修手册中，某一系统应该包含哪些零部件需要同时考虑零部件的共性特征和拆装维修的相关性。以燃油系统为例，系统包含喷油泵、喷油器、燃油滤清器、高压油管、低压油管等与燃油相关的主要零部件，还包含与这些零件相关的支架、垫块、螺栓、螺母等非主要零部件。零部件介绍以主要零部件为重点。其中的系统介绍、原理、作用等相关信息通过与系统工程师和整机工程师沟通获取，同时配上系统原理图，便于维修人员看清各零部件位置和相互之间的关系。系统简介安排在本系统维修的最前面，以让维修人员开展维修工作前先对本系统有初步认识和了解。

4．5．2 维修工具

在发动机维修过程中需要使用到各种专用工具，以确保修理的顺利进行和保证维修的质量。为此，在发动机试制阶段，了解每个专用工具的设计、使用及改进情况，并听取售后服务维修人员对专用工具使用的反馈意见，使专用工具能发挥应有的作用且使用方便。发动机维修手册上将最终定型的专用工具以轴测图的方式表达，便于维修人员直观认识，同时，给出这些工具的件号、名称，便于需要时购买。

4．5．3 检测修理

检测修理主要为本系统零部件拆卸后的清洗、检测和修理的要求和方法，方便维修人员在发动机维修过程中，对拆卸后的相关零部件进行分析，以判断其是否仍可继续使用。如此环节做得不足，可能会将已经损坏的零部件重新安装至发动机上，会对后续的使用和维修带来隐患。以气门为例，要求维修人员在拆卸后需检查气门杆部和端面是否出现磨损、气门杆是否弯曲、气门密封锥面是否有磨损或积碳等，如出现相关情况需要予以更换，而不得重复使用。又以推杆为例，需检查推杆油路是否通畅、推杆是否弯曲、推杆球头和凹头是否磨损等，如出现相关情况需要予以更换，而不得重复使用。对于易损件或不可重复使用的零部件则必须更换。检测过程中需与磨损极限的数值相联系进行判断。将本章节放在拆卸章节后、安装章节前。这样可避免维修人员在维修中因不仔细而忽略这些检查和更换，导致维修后发动机再次故障。

4．5．4 拆卸和安装

拆卸和安装为各系统维修中重要的部分，主要体现出零部件的拆装顺序、步骤、注意事项、工具、拧紧力矩、配合间隙等。在某些情况下，相关零部件拆装会有先后顺序，为串联关系。如，必须先拆卸油底壳才可以拆卸机油泵，在顺序上体现出递进关系（见图3）。为方便维修人员看清零件之间的关系，以爆炸图的形式展现。制作爆炸图时，考虑如何使爆炸图能清晰显示相关零部件的拆装顺序。对于无严格串联关系的零部件，则遵循由外到内、由小到大的顺序进行拆卸，反之进行装配。

在零部件拆装过程中，有很大的概率会出现犯错的操作。如，在组装发动机的活塞连杆部件时，活塞上的活塞冷却腔出油口必须与连杆大头的开口方向一致，如装反会导致活塞连杆部件装入机体时与活塞冷却喷嘴碰撞而造成相关零部件的损坏。这些内容则以注意事项和文本加粗的方式着重体现出来，以便提醒售后维修人员。在拆装过程中需要使用的维修工具，均在每一个步骤里面列出其件号，以提醒维修人员需要使用相应的工装进行维修。

5 实时传递性

在发动机整个生产过程中，由于市场因素或产品设计优化改善，不可避免需要对一些零件进行改动。这个过程可能会对发动机维修手册产生影响。若未及时对维修手册进行相应更改，那么维修服务人员仍按照手头上的旧版本技术信息去维修新的发动机，则会出现问题。公司目前维修手册都为电子版，这便于更新；但是，如何保持维修手册的鲜活性，需要对电子版维修手册的及时传递性进行分析和优化。首先对更改来源进行分析，更改来源主要有3类情况：装配调整技术条件更改、工程更改和新开发机型。

5.1 装配调整技术条件

装配调整技术文件一般只有在有重大零部件更改或有新的机型研发时会做相应改动。此类更改的信息在审签流程中时就会传递至售后工程，只要获取相关更改信息后，对发动机维修手册的更改是可以快速完成。

5.2 工程更改

工程更改涉及的面较广，可能会影响发动机的结构、零部件材料、拧紧力矩等各个方面。由于工程更改信息同样会传递至售后工程，所以需对更改的内容进行分析，判断其是否会对发动机维修手册产生影响，若结构更改，则相应的拆装示意图需做改动；若零部件更改导致拧紧力矩有变化，则需修改维修手册中的相关参数。

5.3 新开发机型

一本发动机维修手册编制时，是基于发动机的基本型，后续在基本型基础上开发的新机型，可能需要一些专用零部件或有特殊要求，这些可能会导致新发动机有不同的维修方法、技术参数等，因此需要在发动机维修手册中体现出来。

新开发机型分为2种情况：若项目较大，售后工程作为项目组成员参与，并清楚项目的进展情况，那么在项目进行中即可根据项目开发的变型产品更新相应的原基本型发动机维修手册；若项目较小，售后工程并未参与，则在审核相应的新零件时，多了解采用此新零件的某个新款发动机的情况，了解该新机型的用途、结构、参数等，以便可以及时对售后文件进行修改完善。

针对发动机维修手册的更改，制作更改记录单。由于维修手册版本不宜过多，所以更改记录单中更改日期以月份为单位，每月对相应的信息进行汇总分析，并判断维修手册是否需相应升版改动。改动后，同时保留新版本与旧版本，填写更改记录单（见表3），并作为新版本维修手册的一部分，通过邮件等方式将电子版维修手册及时传递至售后服务。这样可以保证维修手册的信息一直在更新和传递，保证维修手册信息的及时性。同时对于旧发动机依然可以使用旧版本的维修手册。