Двигатели зерноуборочных комбайнов: устройство двигателей СМД-17К И СМД-18К

Эти двигатели используют на новых высокопроизводительных комбайнах «Нива» и «Сибиряк». Отличаются они друг от друга лишь способом пуска. Двигатель СМД-17К с электрическим пуском устанавливается на комбайне «Нива», а СМД-18К с пусковым двигателем ПД-10У применяют как на комбайнах «Нива», так и на комбайнах «Сибиряк».

Новые двигатели созданы на базе двигателей СМД-15К и СМД-14К. Мощность их увеличена до 100—105 л. с. за счет повышения числа оборотов с 1700—до 1900 об/мин.

Поскольку с повышением оборотов ухудшается наполнение цилиндров воздухом, то во избежание неполного сгорания топлива применен турбонаддув, т. е. принудительное нагнетание воздуха при помощи специального устройства, называемого турбокомпрессором. Принципиальная схема турбонаддува и устройство турбокомпрессора марки СМД-ТКР-11Н, применяемого на двигателях, показаны на рисунке.

Схема турбонаддува двигателя (а) и турбокомпрессор СМД-ТКР-ПН (б):

1 — выпускная труба; 2 — турбина; 3 — вал; 4 — компрессор; 5 — воздухоочиститель; 6 — впускная труба; 7 — двигатель; 8 — корпус компрессора; 9 — рабочее колесо компрессора; 10 — вставка; 11 — уплотнительные кольца; 12 — лопаточный диффузор; 13 — втулка уплотнения с маслоотражателем; 14 — маслоподводящий канал; 15 — вал; 16 — стопорная планка; 17 — сопловый венец; 18 — вставка; 19 — диск уплотнения; 20 — диск лабиринта; 21 — рабочее колесо турбины; 22 — втулка уплотнения; 23 — уплотнительные кольца; 24 — корпус турбины; 25 — фланец корпуса турбины; 26 — средний корпус; 21 — качающаяся втулка; 28 — диск уплотнения

Рабочие колеса турбины 2 и компрессора 4 закреплены на общем валу 3. Турбина приводится в действие энергией отработавших газов, для чего она соединяется с выпускной трубой 1 двигателя. Всасывающая полость компрессора соединяется с воздухоочистителем 5, а нагнетательная — с впускной трубой.

При работе двигателя газы из выпускной трубы поступают в турбину, проходят с большой скоростью между лопатками рабочего колеса и вращают его. Колесо компрессора, вращаясь вместе с колесом турбины, засасывает воздух из воздухоочистителя и нагнетает его через впускную трубу в цилиндры двигателя.

Корпуса 8 и 24 компрессора и турбины через уплотнительные прокладки притянуты к среднему корпусу 25, отлитому из алюминиевого сплава. В корпусе турбины закреплена вставка 18, которая вместе с сопловым венцом 17 образует профилированную полость для рабочего колеса 21 турбины. Рабочее колесо отлито вместе с лопатками и приварено к валу. Сопловый венец 17 (направляющий аппарат) образован неподвижным диском с лопатками. Поскольку все детали турбины омываются горячими газами, то их изготовляют из жаростойких материалов.

Отработавшие газы из двигателя через отверстие в присоединительном фланце 25 нагнетаются в полость корпуса турбины. При дальнейшем движении через суживающиеся промежутки между лопатками соплового венца скорость газов увеличивается, газовые струи с силой ударяются в лопатки рабочего колеса, приводят его во вращение, после чего через горловину вставки 18 газы уходят в выпускную трубу.

Прорыв газов из турбины в полость среднего корпуса предотвращается торцовым лабиринтным уплотнением, которое образовано кольцевыми выступами и канавками на рабочем колесе и на диске 20, привинченном вместе с диском 19 к среднему корпусу. Кроме того, на валу установлена втулка 22 с уплотнительными металлическими кольцами, которые силой упругости прижимаются к внутренней поверхности ступицы диска 19.

Компрессор по устройству похож на турбину. Его рабочее колесо 9, отлитое из алюминиевого сплава, закреплено на шлицевом конце вала 15 и располагается в профилированной полости, образованной вставкой 10. Вместо соплового венца в компрессоре есть лопаточный диффузор 12. Расширяющиеся от центра межлопаточные промежутки диффузора сообщаются со спиральной полостью (улиткой) корпуса компрессора.

При вращении рабочего колеса компрессора воздух, находящийся в полости вставки 10, захватывается лопастями, нагнетается в межлопаточные промежутки диффузора и далее поступает в спиральную полость. Так как в направлении движения воздуха межлопаточные промежутки и спиральная полость корпуса расширяются, то скорость воздуха здесь уменьшается давление увеличивается и на выходе из компрессора достигает 1,3 кгс/см2.

Поскольку скорость вращения вала очень высока (30—50 тыс. об/мин), то даже незначительная несбалансированность рабочих колес компрессора и турбины может вызвать сильную вибрацию. Поэтому опорой вала служит бронзовая втулка 27 своеобразной конструкции, называемая качающейся. Втулка установлена в расточке среднего корпуса свободно и лишь стопорной планкой 16 удерживается от продольного перемещения.

Из системы смазки двигателя комбайна по трубке, через дополнительный щелевой ленточный фильтр, в канал 14 нагнетается масло. Оно по сверлению во втулке поступает в ее внутреннюю полость на смазку трущейся поверхности вала. Кроме того, масло по наружной проточке втулки нагнетается в зазор между втулкой и корпусом, образуя масляную подушку, которая и гасит вибрацию, возникающую при вращении вала.

Масло, вытекающее из зазоров, попадает во внутреннюю полость корпуса, откуда по трубке стекает в картер двигателя. Уплотни-тельные кольца 11 и 23 предотвращают проникновение масла к рабочим колесам компрессора и турбины.

При сборке турбокомпрессора между лопатками колес 9 и 21 и поверхностями вставок 10 и 18 устанавливают зазоры 0,6—0,8 мм, предварительно сдвинув в противоположную сторону соответствующее колесо. Зазоры регулируют прокладками в стыках корпусов 8,26 и 24 (картонными со стороны компрессора и медными со стороны турбины).

Турбокомпрессор не требует специального ухода. Необходимо лишь следить за давлением в системе смазки (не ниже 2 кгс/см2) и через каждые 120 ч работы промывать дополнительный масляный фильтр. Признаки нарушения нормальной работы турбокомпрессора такие же, как и при загрязнении воздухоочистителя: работая под нагрузкой, двигатель не развивает мощности, наблюдается черный дым выхлопа. Исправный турбокомпрессор продолжает работать не менее 5 сек (слышен характерный шум) после быстрой остановки двигателя, работавшего до этого на максимальных оборотах.

В связи с увеличением количества воздуха, поступающего в двигатель, увеличены размеры воздухозаборника, впускной трубы и эжектора, применяют новый воздухоочиститель с тринадцатью циклонами вместо девяти. Подвергся изменению нагнетательный клапан топливного насоса и распылитель форсунки, изменены регулировочные данные топливной аппаратуры. Угол опережения начала подачи топлива увеличен до 25—28°.