СМД-14: технические характеристики

Двигатель первых ДТ-75 и СК-4

СМД-14 – это четырёхтактный четырёхцилиндровый дизельный двигатель производства харьковского завода «Серп и молот». Мотор этой модели выпускался в Харькове с начала 60-х годов и является основной моделью единого унифицированного дизеля СМД с диаметром цилиндра 120 мм и ходом поршня 140 мм. Номинальная мощность данного силового агрегата составляла 75 лошадиных сил, при 1700 об/мин коленчатого вала.

Этот дизель с рядным расположением цилиндров был создан на базе мотора СМД-7 и предназначался, в первую очередь, для комплектования сельхозтехники – тракторов и самоходных зерно- и кормоуборочных комбайнов. Также моторы СМД-14 использовали в качестве силовых агрегатов для установки на подъёмные краны и автогрейдеры, а также на передвижные и стационарные дизельные электростанции.

Первые гусеничные трактора ДТ-75, ХТЗ Т-74, а также комбайны СК-4 комплектовались двигателями СМД-14. Но прогресс то не стоял на месте, эти движки сменили СМД-17, затем пошли СМД-18 (уже турбированные) и т.д.

Блок-картер

Блок-картер СМД-14 поделен тремя поперечными перегородками на четыре секции, сообщающиеся между собой тремя. Также верхняя и нижняя его части разделяются перегородкой горизонтальной.

В концентрические расточки верхней плиты блок-картера и горизонтальной перегородки были вмонтированы 4 гильзы цилиндров. Полость между ними и стенками блок-картера образовывала водную рубашку, в которую вода поступала из канала с левой стороны блок-картера, через 4 отверстия напротив каждого цилиндра.

С правой стороны блок-картера располагалась коробка распределения, с двумя крышками, через которую проходили штанги толкателей. В дне коробки было выточено 8 отверстий 11, в которых перемещались толкатели распределительного механизма. Под распределительной коробкой в приливах средней поперечной перегородки, передней и задней стенок блок-картера расположили З опоры распредвала. Передняя опора имела бронзовую втулку с упорным буртом, которая воспринимала осевые нагрузки распредвала.

В нижней части блок-картера было выполнено 5 постелей под вкладыши коренных подшипников коленвала. Крышки коренных подшипников устанавливались в пазы блок-картера с натягом 0,08-0,16 мм и крепились при помощи шпилек и гаек с замковыми шайбами.

1 — водяной насос: 2—головка цилиндров; 3—водоотводящая труба; 4 — форсунка; 5 — впускной коллектор; фильтр тонкой очистки топлива; 7 — предпусковой подогреватель; 8 — пусковой двигатель; 9 — картер маховика; 10 — блок-картер: 11 — поддон блока картера; 12 — маслозаливная горловина: 13 — маслоизмерительный стержень; 14 – топливный насос; 15 — фильтр грубой очистки топлива; 16 — картер распределительных шестерен; 17 — счетчик мото-часов; 18 — вентилятор.

В перегородках и стенках блок-картера были высверлены масляные каналы системы смазки мотора. Вдоль левой стороны блока был проложен сквозной высверленный канал – главная масляная магистраль. В четвертой вертикальной перегородке были размещены каналы, соединяющие главную магистраль с масляным фильтром и фильтр с трубопроводом маслонасоса.

На верхней плоскости блок-картера 17-ю шпильками была прикреплена головка цилиндров. Слева на блок-картере разместили маслозаливную горловину с сеткой и трубку, предназначенную для слива воды из рубашки блока.

Гильзу цилиндра изготавливали из специального чугуна, закаляя её внутреннюю рабочую поверхность электротоками высокой частоты. Гильзу устанавливали по 2-м центрирующим пояскам в расточках блок-картера и крепили при помощи верхнего упорного бурта, зажимаемого головкой цилиндров.

Головка цилиндров

Головку выполняли общей для всех цилиндров, она была отлитой из чугуна и прикреплённой к блок-картеру 17-ю шпильками.

Стык между головкой и блок-картером уплотнялся асбостальной прокладкой с металлической окантовкой. Для лучшего уплотнения камеры сгорания вставка должна была выступать относительно нижней плоскости головки цилиндров на 0,03 – 0,10 мм.

В наклонные отверстия головки цилиндров, сообщающиеся с камерой сгорания, устанавливали форсунки. Также, со стороны нижней плоскости головки цилиндров, расточены 8 гнёзд для выпускных и впускных клапанов. Фаски расточек гнёзд, которые служили сёдлами клапанов, выполнялись под углом в 45 градусов. В отверстия, расположенные в верхней части головки концентрично гнёздам, запрессовывали направляющие втулки клапанов.

Картер распределительных шестерён

Картер распределительных шестерён прикреплялся болтами к передней плоскости блок-картера и закрывался крышкой. Как сам картер, так и его крышка изготавливались из чугуна.

В картере шестерён размещали трубку для подвода масла к подшипнику шестерни привода топливного насоса. Трубка одним концом соединена при помощи штуцера 4 с масляным каналом блок-картера, а другим – с отверстием в картере шестерён, сообщаемым с отверстием в установочном фланце топливного насоса.

Кривошипно-шатунный механизм

Коленчатый вал у двигателя данной модели – штампованный из стали либо отлитый из высокопрочного чугуна, установленный на 5-ти опорах. Кривошипы коленвала располагались в одной плоскости.

Шатунные шейки у коленвала полые. В их полостях, закрываемых резьбовыми заглушками, происходила центробежная очистка масла, поступающего от коренных подшипников через наклонные сверления в коленвале.

На заднем конце коленчатого вала имелись фланец для крепления маховика, маслоотра-жательный бурт и маслосгонная резьба.

Полукольца из сталеалюминиевой ленты, расположенные по обе стороны среднего коренного подшипника, ограничивали осевое перемещение коленвала. Их фиксировали от проворачивания штифтами, запрессованными в отверстия крышки подшипника. Зазор между упорными полукольцами и щеками вала на новом двигателе находился в пределах от 0,110 до 0,385 мм.

Вкладыши коренных подшипников у коленвала были взаимозаменяемыми, изготовленными из сталеалюминиевой ленты. Рабочая поверхность вкладышей была спрофилирована соответственно их толщине – чтобы обеспечит нормальный зазор в зоне, близкой к стыку вкладышей, и лучшие условия смазки.

Маховик, отлитый из чугуна, прикреплялся к фланцу коленчатого вала 6-ю болтами и фиксировался в определённом положении 2-мя установочными штифтами. На маховик напрессовывался стальной зубчатый венец, в зацепление с которым при пуске основного мотора вводили шестерню механизма выключения пускового двигателя.

Поршень изготавливался из алюминиевого сплава АЛ-25. В днище данного поршня, под диффузором вихревой камеры головки цилиндров, располагали сферическую выемку, улучшающую смесеобразование и способствующую более полному сгоранию дизтоплива.

На уплотняющей части поршня протачивались 3 канавки под компрессионные кольца и одна – под верхнее маслосъёмное кольцо. Канавку под нижнее маслосъёмное кольцо располагали на юбке поршня. В канавках для маслосъемных колец и под ними были выполнены отверстия для сброса масла, снимаемого кольцами со стенок цилиндра.

В бобышках поршня растачивались отверстия под поршневой палец и канавки под его стопорные кольца. Снизу в бобышках имелось по 2 отверстия для смазки поршневого пальца.

Поршневые кольца изготавливались из специального чугуна. Верхнее компрессионное кольцо, как наиболее нагруженное, было хромированным. Для лучшей приработки к гильзам, наружную цилиндрическую поверхность колец покрывали оловом.

Поршневой палец был плавающего типа, изготовленным из стали 12ХН3А, цементированным, пустотелым. Осевое перемещение пальца ограничивали стопорными кольцами.

Шатун был двутаврового сечения, выштампованным из стали 40Х. В верхнюю головку шатуна запрессовали бронзовую втулку. Для смазки поршневого пальца в верхней головке выполнялись З отверстия. Нижняя головка шатуна была разъёмной.

В нижней головке шатуна устанавливались с натягом взаимозаменяемые сталеалюминиевые вкладыши.

Механизм распределения

Механизм распределения состоял из распредвала, впускных и выпускных клапанов, пружин клапанов, передаточного механизма и распределительных шестерён.

Распределительный вал приводился во вращение от коленвала, через распределительные шестерни. Клапаны перемещались распределительным валом при помощи передаточного механизма.

Для того, чтобы облегчить запуск двигателя, в механизме распределения предусматривался декомпрессионный механизм, расположенный на головке цилиндров.

Распредвал установлен в трёх опорах блок-картера. 8 кулачков этого вала соответствовали расположению клапанов и порядку работы цилиндров двигателя. Впускные и выпускные кулачки имели одинаковый профиль.

Осевое перемещение распределительного вала ограничивалось с одной стороны буртом передней шейки вала, упираемым в бурт втулки передней опоры вала, а с другой стороны – подпятником, запрессованным в торец вал.

Передаточный механизм состоял из толкателей, штанг, коромысел, их осей и стоек. Толкатель имел форму стакана, в сферическую выточку донышка которого упирался шаровой конец штанги. Оси толкателей были смещены относительно кулачков, из-за чего толкатели во время работы проворачивались, что способствовало более равномерному износу их рабочих поверхностей.

Коромысло клапана было стальным, штампованным. Плечо коромысла, которое нажимало на клапан, имело закаленную цилиндрическую головку. Коромысла качались на двух пустотелых осях, установленных на 4-х стойках, и прижимались к ним пружинами. Два крайних коромысла удерживались от перемещения по осям стопорными кольцами.

Через внутренние отверстия осей, соединённых между собою втулкой, подводилась смазка к опорам коромысел. Масло к осям коромысел подавалось по каналу в головке цилиндров через соединительную трубку.

Стойки осей коромысел крепились к головке цилиндров шпильками и гайками. Шпильки использовались также для крепления крышки колпака клапанного механизма.

Клапаны перемещались в чугунных направляющих втулках, запрессованных в головку цилиндров. Диаметр тарелки впускного клапана составлял 52 мм, а выпускного – 45 мм.

Рабочие фаски клапанов выполнялись под углом 45 градусов. Распределительные шестерни у двигателя СМД-14 были стальными и размещались в специальном картере.

Декомпрессионный механизм

Декомпрессионный механизм предназначался для облегчения запуска двигателя и для прокручивания коленвала вручную при регулировках. Он состоял из 2-х валиков, которые вращались в отверстиях стоек коромысел; рычага управления декомпрессионным механизмом с валиком, расположенным в отверстии корпуса декомпрессионного механизма; из корпуса, прикреплённого к крышке колпака головки цилиндров; рукоятки, сидящей на оси, и соединительной тяги.

Когда механизм выключен, положение рукоятки таково, что валики своими срезами обращены в сторону коромысел клапанов и не препятствуют их полному закрытию. При повороте рукоятки во включенное положение валики поворачиваются и цилиндрической поверхностью упираются в коромысла, открывая все клапаны. Поворот рукоятки от одного положения до другого ограничен упорами на рычаге и корпусе. Рукоятка удерживается в крайних положениях с помощью фиксатора.

Система смазки

Система смазки непрерывно подаёт масло в процессе работы мотора ко всем трущимся поверхностям его деталей. Система смазки у силового агрегата комбинированная. К подшипникам коленчатого и распределительного валов, к промежуточной шестерне распределительного механизма, шестерне привода топливного насоса, к коромыслам клапанов масло подаётся под давлением. А прочие детали смазываются разбрызгиванием.

Масло заливается в поддон блок-картера через заливную горловину с фильтрующей сеткой, а сливается – через отверстие в поддоне, в котором имеется для этого пробка. Контролируется уровень масла маслоизмерительным стержнем.

Насосом масло засасывается из поддона и подаётся через нагнетательный трубопровод и каналы в блок-картере к фильтру – центрифуге полнопоточной. Там часть масла используется для реактивного привода центрифуги, сливаясь затем в поддон, а остальное – подвергается центробежной очистке.

Очищенное масло после охлаждения в радиаторе идёт в главную магистраль, которая проложена вдоль блок-картера. По поперечным каналам в блок-картере масло подается в коренные подшипники коленчатого вала. К шатунным шейкам масло подводится от коренных подшипников через наклонные отверстия в коленчатом валу. Масло, идущее к шатунным подшипникам, проходит дополнительную центробежную очистку в полостях шатунных шеек. От коренных подшипников часть масла также отводится по сверлениям в блоке к подшипникам распределительного вала.

Клапанный механизм смазывался маслом, идущим от задней опоры распредвала по вертикальным каналам в блок-картере и головке цилиндров. Масло подавалось пульсирующим потоком, когда совпадали наклонное отверстие в шейке распредвала с отверстием, подводящим масло к опоре, и вертикальным отверстием в блок-картере.

От вертикального отверстия в головке цилиндров масло по трубке подавалось во внутреннюю полость валиков коромысел и через отверстия в валиках – ко втулкам коромысел. Трущиеся поверхности клапанного механизма смазывались маслом, которое вытекало из подшипников коромысел. Масло из клапанной коробки сливалось в блок-картер через отверстия под штанги толкателей в головке цилиндров и в блок-картере. Масло при сливе попадало во внутреннюю полость толкателей и через отверстия в донышках толкателей смазывало кулачки распредвала.

Из магистрального канала по трубке, что закреплена в картере шестерён, сверлениям в этом картере и установочном фланце топливного насоса масло поступало к подшипнику шестерни топливного насоса.

К подшипнику промежуточной шестерни смазка подводилась от поперечного канала блок-картера, соединяющего главную масломагистраль с передним коренным подшипником коленвала, через кольцевую канавку и отверстия в оси промежуточной шестерни.

Зубья распределительных шестерён смазывались маслом, поступающим из З-х радиальных отверстий оси через сверление в промежуточной шестерне, а также маслом, вытекающим из переднего подшипника распредвала, подшипников промежуточной шестерни и шестерни привода топливного насоса. Кроме того, на зубья попадало масло, которое разбрызгивала шестерня привода маслонасоса.

Масляный радиатор

Масляный радиатор предназначался для предотвращения чрезмерного повышения температуры масла при работе мотора под серьёзной нагрузкой, а также при высокой температуре окружающей атмосферы.

Состоял он из верхнего и нижнего бачков, а также сердцевины с одним рядом трубок, в количестве 20-ти штук. Трубки стальные, овального сечения, впаянные в бачки радиатора.

Для увеличения охлаждающей поверхности на трубках навита спираль из тонкой стальной ленты, припаянная при помощи горячего цинкования. Охлаждающая поверхность радиатора составляла 3,52 квадратных метра.

Стоял масляный радиатор впереди водяного, прикреплённый к его стойкам 4-мя болтами, через промежуточные втулки.

Система охлаждения

Система охлаждения данного мотора – жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.

Циркуляцию охлаждающей жидкости в системе осуществлял водяной насос, берущий её из нижнего бака радиатора и подающий в водораспределительный канал блок-картера. Через боковые отверстия в водораспределительном канале вода шла одновременно ко всем цилиндрам.

Повышает отдачу тепла радиатором вентилятор системы охлаждения. Интенсивность охлаждения воздухом водяного и масляного радиаторов регулируется шторкой, которая расположена перед масляным радиатором. Температура в системе охлаждения контролируется дистанционным термометром, датчик которого установлен в водоотводящей трубе. Водяной насос с вентилятором были объединены в один агрегат и установлены на передней стенке блок-картера.

Вентилятор установлен 6-ти лопастной. Его лопасти прикреплены к штампованной крестовине. Насос и вентилятор задействуются клиноременной передачей от шкива коленвала (тем же ремнём во вращение приводится и генератор). Натяжение ремня регулируется изменением положения шкива генератора.

Водяной радиатор на двигателе СМД-14 – трубчато-пластинчатый. Его сердцевина образована 200 плоскоовальными латунными трубками, размещёнными вертикально в 4 ряда. На трубки надето 175 охлаждающих пластин, которые сделаны из листовой латуни толщиной в 0,1 мм.

Система питания

Система питания подаёт в цилиндры мотора очищенный воздух и горючее. Нужное количество дизтоплива поступает в цилиндры в определённое время под давлением, создающим его мелкое распыление.

В головку топливного насоса топливо подавался подкачивающей помпой. Горючее качал секционный 4-х плунжерный топливный насос высокого давления. Форсунки – 4-х сопловые, закрытого типа.

ХТЗ Т-74

Очистка дизтоплива производилась в 2-х фильтрах – грубой и тонкой очистки. Удельный расход горючего составлял 200 гр. / л. с. в час.

Для облегчения запуска дизеля СМД-14 на мотор устанавливали одноцилиндровый пусковой карбюраторный двухтактный двигатель ПД-10М2 или П-10УД мощностью 10 лошадиных сил, со стартером и одноступенчатым редуктором.

Технические характеристики в цифрах

• Рабочий объём – 6,3 л.
• Мощность номинальная – 75 л.с. (58,8 кВт) при 1700 об/мин.
• Диаметр цилиндра – 120 мм, ход поршня – 140 мм.
• Степень сжатия – 17.
• Удельный расход дизтоплива при номинальной мощности – 218г/кВт.ч;
• Максимальная частота вращения холостого хода – 1900 об/мин.
• Порядок работы цилиндров – 1-3-4-2.

Первые гусеничные трактора ДТ-75, ХТЗ Т-74 (и АТЗ Т-74), а также комбайны СК-4 комплектовались двигателями СМД-14. Но прогресс то не стоял на месте, эти движки сменили СМД-17, затем пошли СМД-18 (уже турбированные) и т.д.