Двигатель СМД 18: характеристики, зазор клапанов, установка зажигания

Дизельный двигатель СМД 18, а если быть точнее — силовой агрегат СМД-18Н, является одной модификацией мотора из широкой линейки четырёхцилиндровых дизелей марки СМД, Харьковского предприятия «Серп и Молот». Выпуск ряда модификаций силовых агрегатов данной марки на одной и той же цилиндропоршневой и кривошипно-шатунной конструктивной базе обусловлено эволюционным усовершенствованием с учётом целевого их применения. В список моторов марки СМД данного типа входят до 20-ти модификаций четырёхцилиндровых дизелей, выпускаемых в период с 1953 по 2000 годы, и применяемых на самых разных видах техники включая: самоходные комбайны, стационарные силовые специальные установки, тракторы различных типов, грузовые автомобили и автобусы.

Двигатель СМД 18Н на трактора ДТ-75

Технические характеристики

Конкретно турбированная модификация дизеля СМД 18Н была разработана для оснащения гусеничных тракторов ДТ-75 производства «Волгоградского тракторного завода ВгТЗ» и лесных трелёвочников ТДТ-55 и ЛХТ 55 «Онежского Тракторного Завода ОТЗ» в Петрозаводске, а также зернового самоходного комбайна СК-5 Нива Ростовского производителя «Россельмаш».

Двигатель –дизельный, четырёхтактный, четырёхцилиндровый, рядный, жидкостного охлаждения, с непосредственным впрыском топлива в цилиндры, оборудованный турбокомпрессором для нагнетания воздуха в цилиндры.

Цилиндро-поршневая группа

Поршни двигателя традиционно выполнены из алюминиевого сплава. Верхняя цилиндрическая поверхность поршня имеет канавки под два компрессионных кольца, одну компенсационную канавку и нижнюю широкую канавку под маслосъёмные кольца с радиальными отверстиями для отвода масла.

Схема установки поршневых колец двигателя

В днище поршня размещена камера сгорания открытого типа. Юбка поршня овально-конусная с большим диаметром к низу юбки. Осуществляя комплектацию, поршни подбираются по весу, по размеру отверстия под палец и размеру юбки.

Места клеймения деталей поршневой группы дизеля СМД 18

Размерные группы гильз и поршней дизеля

Поршневые пальцы полые, выполнены из износостойкой хромоникелевой стали, с полированной и цементированной поверхностью. По обеим своим торцам, в бобышках поршня, от осевого перемещения, палец фиксируется стопорными кольцами. По наружному диаметру пальцы производятся двух размерных групп и маркируются краской на внутренней поверхности детали.

Размерные группы и маркировка поршневых пальцев и отверстий в поршне под палец

Гильзы цилиндров дизеля также должны соответствовать размерной группе устанавливаемых поршней.

Стальные шатуны двигателя изготовлены методом штамповки с двутавровым поперечным сечением стержня. В верхнюю головку шатуна впрессована биметаллическая втулка. Смазка поршневого пальца осуществляется через три сверления в головке шатуна.
Нижняя головка шатуна разъёмная. Расточка под постель вкладыша в нижней головке осуществляется в сборе с крышкой, поэтому крышки с шатунами не взаимозаменяемы и нумеруются клеймами. Поворачивать крышку шатуна на 180° при сборке кривошипного механизма также запрещается. Кроме этого при комплектации двигателя шатуны подбираются по весу согласно 8-ми весовым группам маркируемых цифрами от 1 до 8-ми.

Коленчатый вал

Деталь своими коренными шейками опирается на пять подшипников скольжения. Дополнительно на задний край коленчатого вала установлен сальник в сборном отдельном корпусе. Для соблюдения соосности опор коленчатого вала крышки коренных подшипников не взаимозаменяемые.

Маркировка и размерные типы коленвалов дизеля СМД 18

Размерные группы шатунных шеек коленвала и вкладышей к ним

Коренные вкладыши первой комплектности производятся двух номинальных размеров Н1 и Н2. Также для комплектации ремонтируемого дизеля предусмотрены четыре размера ремонтных коренных вкладышей. Комплект вкладышей по каталогу обозначают номером А23.01-98-20/22 сб.

Размерные группы коренных подшипников (вкладышей)

Осевое смещение коленчатого вала ограничивается четырьмя полукольцами установленными в расточках блока и крышки третей коренной опоры.

Для дополнительной центробежной очистки масла шатунные шейки коленчатого вала имеют полости. С торцов полости шеек закрыты резьбовыми зашплинтованными заглушками.

Картера маховика и распределительных шестерен СМД 18

Спереди к литому блоку дизеля присоединяется картер распределительных шестерён, к задней части блока присоединяется корпус маховика дизеля. Маховик прикреплён шестью болтами к заднему краю коленчатого вала. Обе детали подвергаются тщательной балансировке.

Головка цилиндров

ГБЦ выполнена в виде отлитой чугунной детали весом 43.5 кг. Головка имеет семнадцать сквозных отверстий под крепёжные шпильки блока цилиндров.

Порядок затяжки головки цилиндров двигателя

Затяжку гаек крепления ГБЦ производят с усилием 200-220 Н.м. Протяжку осуществляют в несколько приёмов по указанной схеме, где одному приёму соответствует поворот гайки на 1-2 грани.

Детали по каталогу впускных коллекторов

Распределительный  вал

Деталь выполнена из стали имеет три опоры разного диаметра в блоке двигателя. Передняя опора кулачкового вала имеет больший диаметр. В задней опоре вала имеется сверление для подвода смазки к клапанному механизму. Привод вал получает через распределительные шестерни от коленчатого вала двигателя.

Упорный винт распредвала

Осевой люфт кулачкового вала ограничивается торцевым, упорным винтом. Для правильной регулировки болт закручивают до упора в торец вала, а затем отворачивают на пол оборота и фиксируют контргайкой.

Клапанный механизм

Толкатели цилиндрической формы выполнены из стали. Для равномерного износа донышек толкатели по отношению к кулачкам распределительного вала смещены в сторону. Таким образом обеспечивается вращение толкателя вокруг своей оси при взаимодействии с кулачком вала. На своей цилиндрической поверхности толкатель имеет два отверстия для отвода отработанных газов из картера через сапун и отвода масла.

Фазы газораспределения двигателя СМД 18Н

Метки установки распределительных шестерён двигателя СМД 18

Коромысла клапанного механизма выполнены из высокоуглеродистой стали в виде двуплечих рычагов. В составе клапанного механизма двигателя коромысла размещены на двух осях, установленных в головке цилиндров на четырёх чугунных стойках. Каждая стойка крепится отдельной шпилькой к головке. Перемещение коромысел по оси ограничивается пружинами.

Газораспределительный механизм СМД 18

Клапана выполнены из жаропрочной стали. Направляющие втулки чугунные. Закрытие каждого клапана осуществляется усилием двух пружин, вставленных одна в другую, размещённых на стержне клапана и закреплённых тарелкой с сухарями.
Штанги выполнены в виде стальных прутков с закалёнными краями, контактирующими с толкателями и регулировочными упорными штифтами коромысел.

Система смазки

Особенностью дизеля СМД 18Н оборудованного турбиной есть дополнительная подача масла во внутреннюю полость поршня. Таким образом осуществляется эффективная смазка поршневого пальца и охлаждение днища поршня, работающего, с учетом работы турбонаддува, в жёстких температурных условиях.

Система подачи масла в поршень дизеля СМД 18

Шестерёнчатый масляный насос двигателя

Давление в системе обеспечивает шестерёнчатый насос, получающий привод от коленчатого вала установленный в поддоне дизеля.

• Производительность насоса на номинальных оборотах 60 л/с.
• Давление срабатывания предохранительного клапана насоса 9.5-10.5 кгс/см².
• Объём заправки системы смазки двигателя -21 литр.
• Давление масла в системе при рабочей температуре дизеля 80-95°С
• На номинальной частоте вращения дизеля давление  в системе 2.5-4.5 кгс/см².
• На частоте холостого хода, давление не менее —  1.0 кгс/см².

Система охлаждения

Дизель имеет закрытую жидкостную систему охлаждения с принудительной циркуляцией, обеспечиваемой центробежным водяным насосом.

Помпа водяного охлаждения дизеля

• Нормальная рабочая температура температуры охлаждающей жидкости должна быть в пределах 80-95°С.
• Температура срабатывания клапана термостата + 80°С.
• Объём заправки системы охлаждения дизеля без подогревателя — 26 литров, с подогревателем ПЖБ-200В – 29 литров.
• Степень натяжения приводного ремня водяной помпы должен соответствовать его прогибу 7-9 мм при нажатии на ремень с усилием 39.2Н

Регулировка натяжения приводного ремня водяной помпы и генератора

Турбонадув

Дурбокомпрессор выполнен в виде газо-инерционной установки, получающей привод от давления выхлопных газов.

Турбина ТРК 8.5Н-1

• Турбина марки ТРК 8.5Н-1
• Частота вращения вала 56000 об/мин
• Диаметр колеса турбины 76 мм
• Диаметр компрессора 85 мм
• Максимальная степень повышения давления 1.8
• Производительность 0.13±0.002 кг/с
• Давление наддува 0.6 бар
• Максимально допустимая рабочая температура 650 °С
• Эффективный КПД турбины 0.68
• Габариты 215х187х194
• Масса 10 кг
• Номер узла по каталогу 851.30001.00

Аналог узла ТРК 7.5 ТВ-02.
Узел также устанавливается в состав дизелей СМД-17Н, СМД-17Н.05.

ТНВД

Двигатель комплектуется четырёхплунжерным рядным топливным насосом высокого давления марок ЛСТН 410010, ЛСТН 49010 с механическим всережимным регулятором и подкачиваюей ручной помпой поршневого действия.

Топливный насос ЛСТН 410010

• Объем заправки маслом корпуса ТНВД и регулятора -0.6 литра
• Давление впрыска распылителя форсунки 175 +5 кгс/см²

Форсунки и распылители

Топливная система дизеля оснащена форсунками ФД 22М с номером по каталогу — 111.1112010-02 с распылителем 111.112110-А. Такие форсунки маркируются на своём корпусе клеймом — «111». Распылители маркируются обозначением «4х30».

Форсунка ФД-22М

Если брать современные аналоги форсунок для СМД 18Н и СМД-17Н производителя АЗПИ к данному двигателю, то они маркируются каталожным номером Т171.1112010-70.02 с соответствующим распылителем 6А1-20с2-70.02. Давление начала впрыска 180 кгс/см², диаметр иглы распылителя 6 мм, с 4-мя сопловыми отверстиями диаметра 0.34 мм.

Регулировка теплового зазора клапанов

Тепловой зазор клапанов двигателя СМД-18Н должен соответствовать 0.4 мм. Регулировку осуществляют на полностью холодном дизиле. Конкретно зазоры настраиваются между бойками коромысел и торцами стержней клапанов при условии, что клапана находятся в полностью закрытом положении. Закрытое положение обеих клапанов цилиндра соответствует положению поршня в верхней мертвой точке при такте сжатия.

Настройка теплового зазора клапанов

Для осуществления регулировки зазоров снимают клапанную крышку с головки цилиндров. Проворачивая медленно коленчатый вал и пользуясь установочной шпилькой в картере маховика достигают положения, при котором шпилька попадёт в сигнальное углубление, а клапана первого цилиндра полностью закроются. Обеспечив положение поршня в такте сжатия приступают к настройке зазоров клапанов первого цилиндра.

Щуп определения верхней мертвой точки первого цилиндра в такте сжатия в корпусе маховика

Для установки зазора отпускают контргайку на упорном штифте коромысла контактируемого со штангой. Выворачивая штифт с помощью установленной отвертки в прорезь его торца увеличивают зазор в клапане. Вставляют плоскость щупа в зазор между бойком коромысла и торцом стержня клапана и поджимают отверткой упорный штифт до положения, позволяющего плотно проходить щупу (0.4 мм) в установленном зазоре. Удерживая положение штифта отверткой фиксируют зазор затягивая контргайку на штифте коромысла.
В таком же порядке устанавливают зазор во втором клапане цилиндра.

Далее, беря во внимание порядок очерёдности работы цилиндров (1-3-4-2), убирают сигнальную шпильку из маховика, проворачивают коленчатый вал ровно на пол оборота (180°) и регулируют зазоры клапанов 3-го цилиндра, затем также проворачивая вал ещё на 180° — регулируют клапана 4-го цилиндра, и после очередного последнего поворота на 180° настраивают зазор клапанов 2-го цилиндра.

В заключении устанавливают клапанную крышку с соблюдением плотности прокладки между головкой и крышкой.

Установка зажигания

Для обеспечения нормального развития мощности двигателем угол опережение впрыска топлива до подхода поршня к верхней мёртвой точке в такте сжатия должен соответствовать 31°-33°.

Проверку момента впрыска осуществляют с помощью установленного моментоскопа в виде стеклянной трубки с накидной гайкой на штуцер первой секции топливного насоса, проволочной стрелки установленной на шкиве двигателя и щупа определяющего положение поршня в В.М.Т.  первого цилиндра, устанавливаемого в специальное отверстие в картер маховика.

С помощью стрелки отмечают метки на шкиве определяя фактический угол опережения впрыска, где длина дуги на цилиндрической части шкива двигателя от момента впрыска до подхода поршня в в.м.т. такта сжатия должна соответствовать 47-50 мм. Момент подачи топлива определяется началом фазы поднятия уровня топлива в трубке моментоскопа при проворачивании вала. Установив метку на шкиве начала впрыска и метку, когда щуп войдёт в отверстие маховика двигателя, совпадающей с положением поршня первого цилиндра в в.м.т. между метками измеряют длину дуги.

Корректировку угла опережения осуществляют изменением положения шлицевого фланца относительно шестерни привода ТНВД. Для этого демонтируют счетчик маточасов, отгибают концы замковых шайб и выворачивают два крепёжных болта. Если требуется уменьшить угол опережения, то есть получить более поздний впрыск, фланец поворачивают против часовой стрелки. Соответственно —  поворотом фланца по часовой стрелке момент впрыска происходит раньше с увеличением угла опережения.

Смещением фланца на одно крепёжное отверстие относительно ступицы приводной шестерни ТНВД в одну или другую сторону соответствует изменению угла впрыска равным 3°. Понимая шаг в градусах смещения фланца на одно отверстие — производят корректировку в нужную сторону на нужное количество отверстий. В заключении устанавливают два болта с фиксирующей шайбой в соединении фланца и шестерни привода ТНВД, присоединяют счетчик моточасов.