Двигатель Д-243-654: новый минский дизель с чешскими корнями
Дизель Д-243 Минского моторного завода — один из наиболее распространенных и популярных двигателей в России. Хотя ничего удивительного здесь нет — этот мотор ставился и ставится на самые массовые тракторы МТЗ-80/82. Сегодня двигатель выпускается в нескольких модификациях, об одной из которых — Д-243-654 — рассказано в этой статье.
Характеристики и особенности двигателя
В 1974 году началась история легендарных тракторов МТЗ-80/82, которые успешно выпускаются в Минске и по сей день. Новый на то время трактор оснащался и новым силовым агрегатом производства Минского моторного завода (ММЗ) — 80-сильным дизелем Д-240. В дальнейшем на МТЗ-80/82 стали устанавливаться двигатели Д-243, которые все еще остаются основным силовым агрегатом минских тракторов.
Сегодня ММЗ предлагает целое семейство двигателей Д-243, которые отличаются от базовой модели комплектацией, используемыми агрегатами и, как следствие, имеют различные технические и эксплуатационные характеристики. Одной из последних модификаций стала Д-243-654, о которой нужно рассказать более подробно.
Двигатель Д-243-654 создан на основе модификации Д-243-91, по основным характеристикам обе модификации аналогичны (отличие заключаются только в марке топливного насоса). Это рядный четырехцилиндровый двигатель классической конструкции (вертикальное расположение цилиндров, верхнее расположение распредвала и т.д.), он развивает мощность 81 л.с. и крутящий момент до 258 Н·м. Мотор соответствует нормам экологического класса «Евро-2».
Заявленный производителем моторесурс двигателя до капитального ремонта — 10 000 часов.
Комплектация двигателя Д-243-654 и его отличия от базовой модели
Дизельный двигатель Д-243-654 имеет ряд отличительных черт:
• Без турбокомпрессора;
• Комплектуется ТНВД Motorpal (Чехия).
На большинстве дизелей линейки Д-243 применяется ТНВД серии 4УТНИ производства НЗТА (Ногинского завода топливной аппаратуры), однако на модификации Д-243-654 используется более совершенный насос Motorpal (Чешская Республика), собранный на заводе РААЗ (Рославльский автоагрегатный завод АМО ЗИЛ, Рославль, Смоленская область). Для монтажа нового насоса базовая модификация силового агрегата подверглась ряду изменений — модернизации привода ТНВД, топливной системы и т.д. В остальном же дизель Д-243-654 аналогичен модели Д-243-91.
Двигатель поставляется в максимальной комплектации, которая содержит:
• ТНВД Motorpal;
• Насос ГУР 10Ж-3-04Л (шестереночный);
• Электрический стартер 24.3708 (БАТЭ) на 12 В, также возможна установка стартера СТ142Н (БАТЭ) на 24 В;
• Генератор Г964.3701-1 или Г964.3701-1-2 («Радиоволна», Гродно) на 14 В, также возможна установка генератора Г994.3701-1 на 28 В;
• Пневматический компрессор А29.05.000-Б3А или А29.05.000-Б (БЗА, Борисовский завод агрегатов);
• Муфта сцепления 240-1005009.
Такая комплектация сводит к минимуму затраты на установку нового двигателя — при монтаже агрегата Д-243-654 на трактор или иную технику нужно устанавливать радиаторы (жидкостной системы охлаждения и охлаждения масла) и необходимое электрооборудование. Обычно все это на тракторе или иной технике уже есть, поэтому замена двигателя не требует приобретения дорогостоящих компонентов.
Применимость дизельного двигателя Д-243-654
Данный мотор отличается неприхотливостью в работе и обслуживании, при этом он достаточно универсален, поэтому находят самое широкое применение. На сегодняшний день мотор устанавливается на несколько типов различной техники:
• Тракторы МТЗ-80 и МТЗ-82 (и новые модификации Беларус-80/82);
• Тракторы ТТЗ-80.10 (аналог МТЗ-80 от Ташкентского тракторного завода);
• Экскаватор ЭО-3323А (ЗАО «Тверской экскаватор», ТВЭКС);
• Погрузчик ТО-18Б АО (ОАО «Амкодор», Минск);
• Дизельные электростанции АД-12, АД-16, АД-20 и АД-30.
То есть, данная модификация находит то же применение, что базовая и другие модификации двигателя Д-243.
Особенности конструкции мотора Д-243-654
Двигатель Д-243-654 имеет классическую для тракторных дизелей конструкцию. Его основу составляет чугунный блок цилиндров, он закрывается сверху чугунной же головкой блока цилиндров, несущей в себе детали газораспределительного механизма (кроме распредвала), а снизу — масляным поддоном. Газораспределительный механизм мотора — нижневальной конструкции (вал установлен рядом с коленвалом).
О некоторых конструктивных особенностях нужно рассказать подробнее.
Блок цилиндров. Цельнолитой, чугунный, комплектуется четырьмя съемными гильзами, также отлитыми из чугуна специальных марок. В блоке предусмотрено три поперечных ребра жесткости, на которых выполнены приливы, также приливы имеются на торцевых стенках блока — они образуют пять опор коленчатого вала. Каждая опора имеет подогнанную только под нее крышку, в которой крепится вкладыш и коренная шейка коленвала.
Несколько выше и правее (если смотреть на блок двигатель со стороны вентилятора) коленвала расположено три опоры для монтажа вала ГРМ. Также в блоке высверлено восемь вертикальных каналов для штанг коромысел.
В блоке (внутри стенок) предусмотрены полости для охлаждающей жидкости, в определенных местах высверлены масляные каналы. На внешней поверхности блока имеются ровные отполированные привалочные поверхности для монтажа ГБЦ, поддона, насоса ГУР, помпы, всех фильтров и маслозаливной горловины.
Головка блока цилиндров. ГБЦ также чугунная, цельнолитая, в ней предусмотрено восемь каналов (по два на каждый цилиндр), которые закрыты вертикально установленными клапанами. С левой стороны головки (если смотреть на двигатель со стороны вентилятора) устанавливается выпускной коллектор, с другой — четыре топливных форсунки. Сверху на ГБЦ установлена крышка, к которой подведен впускной коллектор, на крышке также предусмотрен колпак, позволяющий легко добраться до клапанного механизма без съема всей крышки.
Коленчатый вал. Изготавливается из стали, имеет пять коренных и четыре шатунных шейки. Для балансировки коленвала на его четырех щеках (двух крайних и двух центральных) предусмотрены противовесы, они изготавливаются отдельно от коленвала. Внутри вала выполнены масляные каналы, а в полостях, предусмотренных в шатунных шейках, масло под действием центробежных сил дополнительно очищается от посторонних примесей. Коленвал комплектуется двумя шестернями разного размера, шкивом и чугунным маховиком.
Поршневая группа. Поршни имеют традиционную конструкцию, они отливаются из легкого алюминиевого сплава, имеют простое по геометрии днище, в котором выполнена камера сгорания (поэтому нижняя поверхность ГБЦ плоская). На каждый поршень устанавливается по три компрессионных и по одному маслосъемному кольцу, все кольца — чугунные, маслосъемное кольцо дополнительно имеет спиральный расширитель из стали. Поршень устанавливается на стальной шатун с помощью стального (из хромоникелевой стали) полого пальца, смазка пальца производится через канал в шатуне.
Газораспределительный механизм — с нижним расположением распредвала. Привод распредвала — от отдельной шестерни малого диаметра, установленной на коленвале. Вал удерживается в блоке с помощью трех втулок. Связь вала с коромыслами — посредством штанг, опирающихся на толкатели. Все клапаны изготавливаются из жаропрочной стали, прижим клапанов обеспечивается двумя пружинами. Клапаны монтируются в ГБЦ через уплотнительные манжеты.
Топливная система стандартная, включает в себя бак, ТНВД с подкачивающим насосом, фильтры грубой и тонкой очистки, форсунки и металлические топливопроводы.
ТНВД. Как уже было сказано, в моторе используется ТНВД Motorpal модели PP4M10P1f-3478. Насос непосредственного действия, имеет классическую плунжерную конструкцию, всего в насосе четыре насосные секции — по одной на каждый цилиндр. Данный насос является аналогом насоса серии 4УТНИ, в нем также предусмотрен всережимный регулятор давления и подкачивающий насос. Привод насоса — от шестерни коленчатого вала, насос монтируется непосредственно на двигатель, насос имеет общую с двигателем систему смазки.
Топливные форсунки. Двигатель комплектуется стандартными для линейки Д-243 форсунками производства АЗПИ» (Алтайского завода прецизионных изделий) модели 171.1112010-02. Форсунки механические, имеют пятидырчатый распылитель закрытого типа, подача топлива от ТНВД осуществляется с помощью металлических трубок.
Топливные фильтры. ФГОТ (фильтр грубой очистки) — стандартной конструкции, с сеткой, рассеивателем и стаканом с успокоителем. В днище стакана предусмотрена пробка, с помощью которой производится удаление отстоя. ФТОТ (фильтр тонкой очистки) — на основе сменного бумажного фильтрующего элемента, оснащается сливной пробкой. Также в ФТОТ предусмотрена трубка для отвода воздуха.
Впускной тракт содержит воздухоочиститель, переходящий во впускной коллектор, который, в свою очередь, соединен с крышкой ГБЦ. Воздухоочиститель стандартный для двигателей ММЗ, он содержит «сухую» и «мокрую» ступени, в первой отделение загрязнений от воздуха происходит под действием центробежных сил, во второй — с помощью орошаемых маслом трех фильтрующих элементов из капроновой щетины. В спускном коллекторе установлен электрофакельный подогреватель воздуха, облегчающий пуск двигателя при отрицательных температурах.
Выхлопная система. Выпуск отработанных газов устроен крайне просто, он содержит выпускной коллектор и простейший глушитель, вертикально установленный непосредственно на двигателе.
Система охлаждения мотора жидкостная, построена по стандартной двухконтурной схеме. Состоит из водяной рубашки в блоке и в ГБЦ, помпы, радиатора, установленного перед радиатором вентилятора и разделяющего контуры термостата. Также в систему входит датчик температуры, установленный в ГБЦ. Привод помпы и вентилятора — с помощью клиноременной передачи от шкива коленчатого вала, данный ремень также вращает и генератор.
Система смазки — стандартная, построена на основе шестереночного масляного насоса. Часть деталей смазывается маслом под давлением (вкладыши коленвала и втулки распредвала, компоненты ГРМ в головке, привод ТНВД и др.), часть (поршни и гильзы, детали ГРМ в блоке и др.) — орошаются маслом из предусмотренных для этого отверстий. Масло охлаждается с помощью радиатора, который включается в работу только при достижении температуры 50°C и более. Системы смазки отдельных компонентов (ТНВД, компрессора и других) объединены с системой смазки двигателя.
Система пуска и электрическая система. Запуск двигателя обеспечивается электрическим стартером (стандартно — на 12 В, но возможна установка и 24-вольтового). Для питания электросистемы предназначен генератор на 14 (опционально — на 28) вольт. Генератор — синхронный, переменного тока, трехфазный, со встроенным выпрямителем и регулятором напряжения, привод генератора — с помощью клиноременной передачи.
Пневматический компрессор. В двигателе используется простой одноцилиндровый компрессор с воздушным охлаждением, привод компрессора — шестереночный, от шестерни привода ТНВД.
В целом, конструкция двигателя проста, в нем нет дорогостоящих материалов и компонентов, чем достигается его надежность, долговечность и низкая стоимость. Также мотор прост в эксплуатации, обслуживании и ремонте.
Особенности эксплуатации двигателя
Эксплуатация двигателя Д-243-654 типична эксплуатации других тракторных дизелей, поэтому здесь отметим только некоторые особенности:
• Перед каждым пуском двигателя необходимо проводить прокачку топливной системы ручном насосом;
• Перед пуском двигателя в холодное время года следует включать электрофакельный подогреватель, производить пуск через 30-40 секунд;
• При эксплуатации зимой электрофакельный подогреватель используется всегда, а при температурах ниже -20°C следует применять предпусковой подогреватель;
• Давать нагрузку двигателю можно только после прогрева до 50°C, при прогреве следует плавно повышать обороты;
• Не рекомендуется оставлять двигатель работать на холостом ходу на протяжении более 15 минут;
• Не рекомендуется эксплуатировать двигатель при продольных или поперечных кренах более 20° (это может привести к «масляному голоданию» со всеми вытекающими последствиями);
• Остановка двигателя производится перекрыванием подачи топлива в ТНВД;
• После остановки двигателя обязательно необходимо отключать «массу».
Новый двигатель обязательно должен пройти обкатку, причем сначала проводится краткая обкатка на холостом ходу (всего 5 минут), а затем следует 30-часовая обкатка под все возрастающей нагрузкой. Во время обкатки и при последующей эксплуатации следует избегать перегрузки двигателя. В дальнейшем двигатель обслуживается согласно установленному регламенту.
Вопросы технического обслуживания дизеля Д-243-654
ТО двигателя Д-243-654 проводится со следующей периодичностью (в мотор-часах):
• Ежесменное ТО (ЕТО) — каждые 8-10 часов работы;
• Первое ТО (ТО-1) — каждые 125 часов работы;
• Второе ТО (ТО-2) — каждые 500 часов работы;
• Третье ТО (ТО-3) — каждые 1000 часов работы;
• Сезонное ТО — при ТО-1, ТО-2 или ТО-3, которое выпадает на время подготовки двигателя к переходу на летнюю или зимнюю эксплуатацию.
Перед началом каждой смены следует проверять уровень масла и охлаждающей жидкости, при необходимости производить долив. Также необходимо проверить надежность креплений, отсутствие видимых повреждений и общее состояние двигателя.
При ТО-1 к проверке масла и антифриза добавляется проверка масла в поддоне воздухоочистителя, слив отстоя из фильтра грубой очистки топлива и проверка степени натяжения (а при необходимости и регулировка) ремня привода вентилятора, генератора и помпы.
При ТО-2 объем работ более серьезный. К указанным выше действиям добавляется замена масла и прочистка центробежного масляного фильтра, слив отстоя из фильтра тонкой очистки топлива и проверка различных соединений на герметичность. Также при ТО-2 нужно измерить и при необходимости отрегулировать зазор между клапанами и коромыслами.
При ТО-3 проводится полная проверка систем и агрегатов мотора, заменяется фильтрующий элемент ФТОТ, промываются фильтрующие элементы воздухоочистителя, промывается сапун, заменяются отдельные детали, технические жидкости и смазка и т.д. Также при ТО-3 проверяется и регулируется угол опережения впрыска топлива, производится подтяжка болтов крепления ГБЦ и т.д. Полный перечень работ прописан в инструкции по эксплуатации двигателя.
Во время сезонного ТО дополнительно проводится заливка соответствующего наступающему сезону моторного масла (летнего или зимнего) и установка винта посезонной регулировка напряжения генератора в соответствующее положение (осенью — в положение «З», весной — в положение «Л»).
Производитель запрещает дальнейшую эксплуатацию двигателя без проведения регламентного технического обслуживания.
Также нужно несколько слов сказать о ремонте КШМ. Здесь есть одна особенность — детали двигателя выпускаются в нескольких размерных группах, что обязательно необходимо учитывать при покупке и ремонте. Так, гильзы и поршни выпускаются трех групп — «Б», «С» и «М», устанавливать гильзы и поршни можно только из одной группы. Маркировка размерной группы указана на днище поршня и на заходном конусе гильзы.
Коленчатые валы и вкладыши (коренные и шатунные) выпускаются двух номинальных размеров — 1Н и 2Н (первый номинал и второй номинал). Соответственно, эти детали также нужно подбирать по размерам. Коленвалы группы 1Н не имеют специальной маркировки, коленвалы группы 2Н имеют специальную маркировку на первой щеке: «2КШ» — все шейки выполнены по номиналу; «2К» — по второму номиналу выполнены только коренные шейки (шатунные — по первому); «2Ш» — по второму номиналу выполнены только шатунные шейки (коренные — по первому).
При грамотной эксплуатации и при соблюдении рекомендаций по обслуживанию двигатель Д-243-654 без каких-либо проблем отработает установленный ресурс в 10 тысяч мотор-часов, обеспечивая заявленные характеристики.