Дизельный двигатель СМД-60 трактора Т-150 является быстроходным. Главная особенность его КШМ (кривошипно-шатунного механизма) заключается в том, что отношение хода поршня к диаметру цилиндра составляет менее единицы (0,89). Данное конструктивное решение позволило при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя СМД-60 до 2000 об/мин получить скорость вращения поршня, не превышающую 8 м/с и обеспечить жёсткую конструкцию коленчатого вала за счёт большего перекрытия шеек.
Коленчатый вал двигателя СМД-60 выполнен из стали и имеет три шатунных и четыре коренных шейки. Противовесы откованы вместе со щеками (кроме первого, который монтируется на переднем конце коленчатого вала на шпонке вместе с шестернёй привода маслонасоса и маслоотражателем и фиксируется круглой гайкой). Шестерня, установленная на заднем конце коленчатого вала, находится в зацеплении с шестернёй распределительного вала. Фланец, крепящийся посредством семи болтов в торец заднего конца вала, снабжён отверстием (в центре) со шлицами для привода ВОМ. Производится динамическая балансировка коленчатого вала двигателя СМД-60 в сборе с шестернями, передним противовесом, а также технологическим грузом (заменяет массу маховика). Допускается несбалансированность, которая не превышает 50 гсм. Установка коленчатого вала на двигатель осуществляется с зазором в коренных подшипниках порядка 0,100-0,156 мм.
Четвёртый коренной подшипник является упорным. Четыре полукольца воспринимают осевое усилие. Нижние полукольца удерживаются в крышке на паре штифтов, а верхние – между торцами коренной шейки коленчатого вала и постели. Упорные полукольца входят в комплект коренных подшипников и являются взаимозаменяемыми для двигателя СМД-14. Коленчатый вал двигателя СМД-60 трактора Т-150 имеет осевой зазор порядка 0,125-0,345 мм.
Коленчатые валы изготавливаются двух производственных размеров (разница диаметров шеек – 0,25 мм). Маркировка коленчатого вала двигателя СМД-60 наносится на площадку первой щеки. Маркировки и размеры коренных шеек приведены в [табл. 1]. Резиновая манжета (120х150х12 мм), устанавливаемая в картер маховика, служит для уплотнения заднего конца коленчатого вала.
Таблица 1. Размер и маркировка коленчатого вала, вкладышей коренных и шатунных подшипников двигателя СМД-60.
| Марки-ровка вала | Коренные подшипники | Шатунные подшипники | ||||
| Диаметр шейки вала (мм) | Размер Д подшипника (мм) | Марки-ровка ком-плекта вкла-дышей | Диаметр шейки вала (мм) | Размер Д подшипника (мм) | Марки-ровка ком-плекта вкла-дышей | |
| Производственные | ||||||
| 1НКШ | 92,25-0,015 | 92,25+0,141+0,100 | 1Н-СМД-60 | 82,25-0,015 | 85,25+0,1310,090 | 1Н-СМД-60 |
| - | 92-0,015 | 92+0,141+0,100 | 2Н-СМД-60 | 85-0,015 | 85+0,1310,090 | 2Н-СМД-60 |
| 1НШ | 92-0,015 | 92+0,141+0,100 | 2Н-СМД-60 | 85,25-0,015 | 85,25+0,1310,090 | 1Н-СМД-60 |
| 1НК | 92,25-0,015 | 92,25+0,141+0,100 | 1Н-СМД-60 | 82,25-0,015 | 85+0,1310,090 | 2Н-СМД-60 |
| Ремонтные | ||||||
| Р1 | 91,5-0,015 | 91,5+0,141+0,100 | Р1-СМД-60 | 84,5-0,015 | 84,5+0,1310,090 | Р1-СМД-60 |
| Р2 | 91-0,015 | 91+0,141+0,100 | Р2-СМД-60 | 84-0,015 | 84+0,1310,090 | Р1-СМД-60 |
| Р3 | 90,5-0,015 | 90,5+0,141+0,100 | Р3-СМД-60 | 83,5-0,015 | 83,5+0,1310,090 | Р1-СМД-60 |
| Р4 | 90-0,015 | 90+0,141+0,100 | Р4-СМД-60 | 83-0,015 | 83+0,1310,090 | Р1-СМД-60 |
К коленчатому валу фланец крепится при установленном картере маховика. Установка фланца должна производиться так, чтобы не повредить манжету. Болты крепления фланца следует затягивать с моментом 20-22 кгс.м. К фланцу маховик крепится посредством восьми болтов (момент затяжки – 20-22 кгс.м). В процессе установки маховика необходимо совместить его отверстие со штифтом на фланце (по меткам в виде риски).
Чтобы обеспечить нормальный зазор в подшипниках нужно использовать вкладыши коренных подшипников в соответствии с маркировкой коленчатого вала двигателя СМД-60. Вкладыши коренных подшипников (6) и (7) [рис. 1] взаимозаменяемые по коренным опорам. Верхний вкладыш снабжён канавкой и отверстием для подвода смазки и монтируется в постель блок-картера; нижний – гладкий, монтируется в крышку (3). От поворота вкладыши фиксируются «усом» (9), который входит в паз постели либо крышки. Оба вкладыша подобраны по высоте. Допускается спаривание верхнего и нижнего вкладышей по маркировке на внутренней стороне «уса». Вкладыш с маркировкой «+» спаривается с маркировкой «-». Вместо данных знаков, вкладыши могут быть промаркированы краской (зелёной и красной соответственно). Комплект коренных подшипников (с полукольцами) обозначается 60-04041.00 с указанием номинала [табл. 1].
Рис. 1. Коренной подшипник двигателя СМД-60 трактора Т-150.
1) – Шпилька крепления крышки коренного подшипника;
2) – Гайка;
3) – Крышка коренного подшипника;
4) – Болт стяжной;
5) – Блок-картер;
6) – Нижний вкладыш подшипника;
7) – Верхний вкладыш подшипника;
8) – Метка затяжки гайки;
9) – Ус-фиксатор;
10) – Шайба специальная;
11) – Шайба замковая.
В шатуне [рис. 2] нижняя головка имеет косой разъём (под углом 35 град). Нижняя головка не симметрична по ширине: размер (А) больше размера (Б). Крышка нижней головки шатуна расточена вместе с шатуном. Спаренность шатуна и крышки обозначается одинаковым номером, который набивается на торцовой площадке (от 1 до 999).
Рис. 2. Шатун двигателя СМД-60 трактора Т-150.
1) – Втулка верхней головки;
2) – Шатун;
3) – Канал подвода смазки;
4) – Штифт;
5) – Крышка нижней головки;
6) – Болт шатунный;
7) – Шайба замковая;
8) – Цифры спаренности шатуна и крышки.
Крышка (5) крепится к шатуну (2) посредством пары болтов (6), ввёрнутых в тело шатуна. Она фиксируется относительно шатуна трёхгранными шлицами по стыку и одним штифтом (4), который запрессован в тело шатуна и входит в паз крышки. Бронзовая втулка (1), запрессованная в верхнюю головку шатуна, снабжена канавками по наружному диаметру и четырьмя отверстиями для подвода смазки. В стержне шатуна двигателя СМД-60 просверлен канал (3), предназначенный для подачи масла в верхнюю головку.
Комплектование шатунов по массе производится с разновесом до 14 г для одного двигателя. Массу шатуна обозначают трёхзначным числом (выбито на торце нижней головки шатуна), указывающим сотни, десятки и единицы граммов. Установка шатунов противолежащих цилиндров на шатунную шейку осуществляется попарно (1 и 4; 2 и 5; 3 и 6). С целью исключения перекосов затяжка шатунных болтов производится постепенно и поочерёдно (окончательное усилие – 20-22 кгс.м). Перед сборкой резьбу болтов следует смазать дизельным маслом. Шатунные болты после затяжки контрятся посредством замковых шайб (7) путём отгибания усика на грань головки болта. В случае правильного подбора шатунных вкладышей, в соответствии с маркировкой коленчатого вала, а также нормальной затяжки шатунных болтов, нижняя головка шатуна должна свободно перемещаться по шейке коленчатого вала (продольный люфт – 0,35-0,66 мм). Зазор измеряется по торцам шатуна ввиду того, что ширина крышки на 1 мм меньше.
В состав шатунного подшипника входит пара вкладышей, выполненных из биметаллической ленты со сплавом AS-11. Нижний и верхний вкладыши являются взаимозаменяемыми. Комплект шатунных подшипников на двигатель СМД-60 обозначается 60.0305.00 (с указанием номинала либо ремонтного размера) [табл. 1].
Поршень отлит алюминиевого сплава (АЛ-25). В центре головки поршня размещена камера сгорания открытого типа, а также четыре канавки под три компрессионных и одно маслосъёмное кольцо. Отверстия под поршневой палец расточены в двух бобышках. Ось поршневого пальца смещена на 3 мм относительно оси поршня.
Поршень по наружной поверхности имеет овальную форму (меньший диаметр по оси расположения поршневого пальца). По бокам юбка поршня укорочена. С целью обеспечения требуемого зазора (между гильзой цилиндра и юбкой поршня) поршни сортируют на две группы, маркируемые буквами (М) и (Б) [табл. 2].
Таблица 2. Маркировка групп поршней двигателя СМД-60 трактора Т-150.
| Обозначение группы | Диаметр юбки поршня (мм) |
| М | 129,76-129,78 |
| Б | более 129,78 до 129,80 |
Нанесение маркировки на донышко поршня осуществляется путём ударного клеймения. Наружный диаметр замеряется на расстоянии 41 мм от нижнего торца в плоскости, которая перпендикулярна оси поршневого пальца.
Подбор поршней также производится по массе. Разность массы поршней в одном комплекте не должна превышать 7 г. Значение массы поршня набито на его донышке тремя (сотни, десятки и единицы граммов) цифрами путём ударного клеймения. Также на донышко поршня нанесена стрелка. Ввиду смещения оси поршневого пальца, поршни с шатунами для правого и левого рядов цилиндров собираются согласно схеме [рис. 3].
Рис. 3. Сборка поршня с шатуном двигателя СМД-60.
Для левого ряда цилиндров в процессе сборки шатун устанавливается относительно поршня широкой стороной нижней головки, а для правого ряда – узкой стороной в направлении стрелки, нанесённой на донышке поршня. Вторым признаком может являться величина фаски в расточке нижней головки шатуна под подшипник. На широкой стороне размер фаски 3-3,5 мм, а на узкой - 1-1,5 мм. При установке поршней в сборе с шатунами в цилиндры, стрелки (на всех поршнях) должны быть направлены вперёд, то есть в сторону вентилятора. В случае несоблюдения данных требований возможен задир поршней.
Перед тем как производить установку шатуна следует протереть чистой салфеткой, а затем смазать дизельным маслом шейку коленчатого вала, а также шатунные вкладыши. Вкладыши должны плотно прилегать к постелям в крышке и шатуне и фиксироваться посредством «усика». Крышка шатуна ставится так, чтобы совпадали номера спаренности. Контровка шатунных болтов осуществляется с применением замковых шайб.
Поршневой палец двигателя СМД-60 выполнен из стали 12ХН3А, плавающего типа, полый. С целью обеспечения требуемого сопряжения с поршнем, поршни и пальцы сортируются на две группы, а также маркируются двумя цветами - белым и жёлтым [табл. 3].
Таблица 3. Маркировка поршней и поршневых пальцев двигателя СМД-60 трактора Т-150 по диаметру.
| Маркировка | Диаметр поршневого пальца (мм) | Диаметр отверстия в бобышках поршня (мм) |
| Белая | 45-0,005-0,010 | 45-0,005-0,011 |
| Жёлтая | 45-0,005-0,015 | 45-0,011-0,017 |
Поршневые пальцы от осевого перемещения в бобышках поршня фиксируются с помощью пружинных колец. Перед запрессовкой поршневого пальца поршень необходимо нагреть до 50-60 град. Цельсия. Установка поршневого пальца в верхней головке шатуна происходит плотно (без ощутимого зазора). Смазанный дизельным маслом поршневой палец должен перемещаться от усилия руки.
Компрессионные поршневые кольца двигателя СМД-60 выполнены из чугуна и имеют трапециевидное сечение [рис. 4], то есть верхний торец кольца скошен под 10-ти градусным углом. Наружный диаметр первого компрессионного кольца покрыт хромом. Компрессионные кольца двигателя СМД-60 являются взаимозаменяемыми с кольцами двигателей А-01М и ЯМЗ-236. Маслосъёмное кольцо коробчатой формы монтируется с радиальным расширителем, выполненным из стальной ленты. Для всех колец зазор в замке составляет порядка 0,45-0,75 мм. Комплект поршневых колец на двигатель обозначается 60-03006.00. В процессе сборки компрессионные кольца должны устанавливаться вверх торцом, который обработан на конус, а также свободно перемещаться в поршневых канавках. С целью исключения деформации и поломки колец их установка и съём производятся с помощью разжимных щипцов. Перед установкой в цилиндр необходимо развести замки в противоположные стороны, но они не должны находиться напротив отверстий под палец. При выполнении монтажа поршня в цилиндр нужно использовать специальную обжимку, которая устанавливается на бурт гильзы.
Рис. 4. Установка колец на поршень двигателя СМД-60 трактора Т-150.
1) – Верхнее компрессионное кольцо (хромированное);
2) – Второе и третье компрессионные кольца;
3) – Маслосъёмное кольцо (хромированное);
4) – Радиальный расширитель.
Особенности эксплуатации кривошипно-шатунного механизма двигателя СМД-60 трактора Т-150К. Правильная эксплуатация способствует надёжной работе деталей кривошипно-шатунного механизма, которые не нуждаются в периодическом техническом обслуживании. Их износ умеренный. Износ, влекущий за собой капитальный ремонт двигателя, наступает после 6000 мото/ч. Однако вследствие небрежной сборки либо нарушения правил эксплуатации возможны неполадки в работе кривошипно-шатунного механизма либо преждевременный износ деталей.
Основное и самое распространённое нарушение при эксплуатации трактора Т-150 – продолжительная работа с перегрузом. Контроль величины загрузки двигателя ведётся по тахоспидометру. Если скорость менее 1950 об/мин (трактор Т-150) и 2050 об/мин (трактор Т-150К), это является свидетельством перегрузки двигателя, а значит, нужно перейти на более низкую передачу. Также отрицательно влияет на двигатель продолжительная работа с малой нагрузкой либо на холостом ходу, что ведёт к переохлаждению двигателя (особенно зимой).
Несвоевременное техническое обслуживание воздухоочистителя влечёт за собой пропуск в цилиндры запылённого воздуха, что приводит к интенсивному износу гильз цилиндров и поршневых колец. Использование дизельного масла, которое не соответствует рекомендованному, увеличивает нагарообразование на деталях кривошипно-шатунного механизма, ускоряет износ коренных и шатунных подшипников, а также служит причиной преждевременного засорения продуктами износа и смолистыми отложениями масляного фильтра.
Долговечность работы кривошипно-шатунного механизма двигателя СМД-60 главным образом зависит от соблюдения правил пуска (в зимнее время особенно). С целью исключения сухого трения в подшипниках в процессе пуска, на двигателе имеется предпусковая прокачка масла в системе смазки. Чтобы облегчить пуск двигателя на тракторе Т-150, смонтирован предпусковой подогреватель. Данные устройства призваны обеспечить надёжный пуск дизеля при низких температурах, исключить задиры подшипников, а также обеспечить продолжительную работу деталей кривошипно-шатунного механизма. Рекомендуемый температурный режим работы двигателя СМД-60, который следует поддерживать, составляет 80-97 град. Цельсия (вода и масло).
Контроль давления смазки в системе осуществляется по установленному на щитке приборов манометру (показывает давление масла в системе). Также имеется лампочка аварийного состояния, загорающаяся в случае резкого снижения давления масла. Если лампочка аварийного состояния загорелась, то нужно немедленно остановить двигатель и выявить причину снижения давления в смазочной системе. В первую очередь следует проверить уровень масла в картере двигателя, затем исправность датчика, а потом наличие утечки в местах уплотнений и соединений.
Также причиной снижения давления может быть полное засорение масляного фильтра турбокомпрессора либо центрифуги, зависание либо разрегулировка сливного клапана, неисправность маслонасоса, а также износ шатунных и коренных подшипников. Износ подшипников выявляется по стуку, который прослушивается в нижней части блок-картера.
Возможно перегорание лампочки аварийного состояния. Поэтому перед началом работы необходимо контролировать её исправность. Исправная лампочка при включении «массы» загорается, а после пуска двигателя СМД-60, когда давление в системе повышается - гаснет.