S301D – jednocylindrowy, czterosuwowy silnik wysokoprężny produkowany przez Wytwórnię Silników Wysokoprężnych w Andrychowie, będący zmodernizowaną wersją silnika S301 i przeznaczony do napędu niewielkich maszyn rolniczych, budowlanych i przemysłowych.
Silnik występował w kilku odmianach, z których podstawowe to S301D oraz S301D/1, różniące się głównie sposobem odbioru mocy i rozruchu, przy zachowaniu tych samych podstawowych parametrów roboczych.
Historia Mały, stacjonarny silnik wysokoprężny S301 o pojemności skokowej 503 cm³ i mocy 5 KM przy 1800 obr./min został opracowany i wprowadzony do produkcji w 1962 roku w Wytwórni Silników Wysokoprężnych w Andrychowie (późniejszej Wytwórni Silników Wysokoprężnych „Andoria”). Jednostka ta, chłodzona powietrzem, była przeznaczona do napędu niewielkich urządzeń, takich jak betoniarki, przenośniki, pompy czy małe maszyny rolnicze (sieczkarnie, młynki, młocarnia MS-1).
W 1969 roku wdrożono do produkcji zmodernizowany wariant S301D, w którym powiększono średnicę cylindra z 80 do 85 mm, zwiększając pojemność do 567 cm³ oraz moc maksymalną do ok. 7 KM przy 2000 obr./min. Modernizacja była odpowiedzią na zapotrzebowanie na mocniejszy napęd dla małych maszyn stacjonarnych.
Równolegle opracowano odmianę S301D/1, przystosowaną do odbioru mocy wyłącznie od strony wału rozrządu i rozruchu za pomocą taśmy na kole pasowym, co ułatwiało zabudowę silnika w niektórych urządzeniach.
Porównanie z silnikiem S301 Zasadnicze różnice konstrukcyjne i eksploatacyjne między silnikiem S301 a S301D:
Parametr S301 S301D Rok wprowadzenia 1962 1969 Pojemność skokowa 503 cm³ 567 cm³ Średnica cylindra 80 mm 85 mm Moc maksymalna ok. 5 KM przy 1800 obr./min do ok. 7 KM przy 2000 obr./min Odbiór mocy zasadniczo od strony koła zamachowego od wału korbowego i wałka rozrządu (S301D) lub tylko od wałka rozrządu (S301D/1)Wtryskiwaczwkręcanymocowany na kołkach (flanszowo)
Według relacji użytkowników na forach internetowych S301 różni się od S301D szczegółami wykonania głowicy i sposobem mocowania wtryskiwacza, jednak informacje te nie wynikają bezpośrednio z dokumentacji fabrycznej.
Konstrukcja i dane techniczne Ogólna charakterystyka S301D jest czterosuwowym, jednocylindrowym silnikiem wysokoprężnym o pionowym układzie cylindra i bezpośrednim wtrysku paliwa do komory spalania w tłoku. Silnik ma żeliwny kadłub, górnozaworowy rozrząd sterowany wałkiem rozrządu w kadłubie, smarowanie mieszane (ciśnieniowe i rozbryzgowe) oraz wymuszone chłodzenie powietrzem za pomocą wentylatora odśrodkowego połączonego z kołem zamachowym.
Podstawowe dane techniczne silnika S301D: typ: S301D, silnik wysokoprężny, czterosuwowy, jednocylindrowy; średnica cylindra: 85 mm; skok tłoka: 100 mm; pojemność skokowa: 567 cm³; stopień sprężania: 17,5; moc znamionowa nieprzeciążalna: 3–5,1 kW (4,1–7 KM) przy 1200–2000 obr./min; moc znamionowa trwała przeciążalna: ok. 2,7–4,7 kW (3,7–6,4 KM) przy 1200–2000 obr./min; maksymalny moment obrotowy przy mocy 5,1 kW: ok. 49 N·m (5,0 kGm) na wale rozrządu oraz ok. 24,5 N·m (2,5 kGm) na wale korbowym; kierunek obrotów (patrząc od strony koła zamachowego): prawy; masa suchego silnika: ok. 105 kg (113 kg z kołem pasowym).
Układ wtryskowy tworzą: pompa wtryskowa, odśrodkowy regulator obrotów wielozakresowy oraz wtryskiwacz z rozpylaczem czopikowym. Początek tłoczenia paliwa dla prędkości regulacji 2000 obr./min ustawiono na ok. 39° przed GMP, a dla 1500 obr./min na ok. 37° przed GMP, przy ciśnieniu wtrysku 10,8±0,49 MPa.
Zawory ssący i wylotowy są umieszczone w głowicy (rozrząd górnozaworowy), a zalecany luz zaworowy przy zimnym silniku wynosi 0,2 mm zarówno dla zaworu ssącego, jak i wydechowego.
Warianty konstrukcyjne S301D – podstawowa wersja silnika, umożliwiająca odbiór mocy zarówno z wału korbowego, jak i z wałka rozrządu za pośrednictwem kół pasowych oraz bezpośrednio z koła zamachowego poprzez sprzęgło elastyczne. Rozruch odbywa się ręcznie, za pomocą korby rozruchowej zakładanej na zębnik umieszczony na wale rozrządu, przy jednoczesnym użyciu odprężnika i urządzenia rozruchowego na pompie wtryskowej. S301D/1 – odmiana S301D o identycznych podstawowych parametrach technicznych, w której odbiór mocy odbywa się wyłącznie od strony wału rozrządu, a rozruch realizowany jest ręcznie za pomocą taśmy zakładanej na koło pasowe na kole zamachowym. Silnik ten nie posiada gniazda (zębnika) na korbę rozruchową.
Układ smarowania Silnik posiada mieszany układ smarowania: olej tłoczony jest pod ciśnieniem przez pompę tłoczkową do głównych punktów smarnych oraz rozbryzgowo do pozostałych elementów. rodzaj smarowania: obiegowe pod ciśnieniem i rozbryzgowe; ciśnienie oleju w rozgrzanym silniku: 98–245 kPa; ilość oleju w silniku: ok. 2,3 l (stan maksymalny) i ok. 1,25 l (stan minimalny); filtr oleju: filtr szczelinowy umieszczony w obudowie na boku silnika; zużycie oleju po dotarciu: ok. 4,1 g/kWh.
Układ paliwowy Silnik wyposażony jest w zbiornik paliwa o pojemności około 8 l, grawitacyjny układ zasilania oraz rurowy filtr paliwa z wkładem filcowym lub papierowym. Paliwo doprowadzane jest grawitacyjnie do pompy wtryskowej, a następnie pod ciśnieniem do wtryskiwacza. Powietrze do cylindra doprowadzane jest przez filtr siatkowy półsuchy.
Eksploatacja Zalecane paliwo Instrukcja przewiduje stosowanie następujących gatunków oleju napędowego zgodnych z normą PN-67/C-96048. w okresie letnim – olej napędowy I LS o zawartości siarki do 0,6%, dopuszczalny był olej napędowy I LW o zawartości siarki do 1% pod warunkiem stosowania odpowiedniego oleju silnikowego (Superol CB SAE 30), w okresie zimowym – oleje napędowe typu IZ-20, IZ-35 i IZ-50, dobierane w zależności od temperatury otoczenia (temperatura krzepnięcia odpowiednio nie wyższa niż −20, −35 i −50 °C).
Olej napędowy nie powinien zawierać wody ani zanieczyszczeń mechanicznych; stosowanie paliw niespełniających norm prowadzi do przyspieszonego zużycia elementów układu wtryskowego i pogorszenia spalania.
Silnik S301D, a współczesne paliwo Historyczne klasy I LS, I LW oraz IZ-20/IZ-35/IZ-50 wynikały z podziału olejów napędowych w normie PN-67/C-96048, która definiowała m.in. zakresy temperatur krzepnięcia oraz dopuszczalną zawartość siarki w paliwie; w opracowaniach przeglądowych jest ona wymieniana jako jedna z kolejnych polskich norm poprzedzających wprowadzenie normy PN-EN 590.
We współczesnym obrocie handlowym w Polsce olej napędowy do silników o zapłonie samoczynnym musi spełniać wymagania normy PN-EN 590 oraz odpowiednich rozporządzeń określających m.in. maksymalną zawartość siarki 10 mg/kg (0,001%) i minimalną liczbę cetanową 51, a także parametry takie jak gęstość, temperatura zapłonu, skład frakcyjny i smarność. Oznacza to, że dopuszczalna zawartość siarki w dzisiejszym oleju napędowym jest rzędu kilku rzędów wielkości niższa niż w paliwach, dla których opracowywano instrukcję silnika S301D.
Norma PN-EN 590 wprowadza także wymaganie dotyczące minimalnej smarności paliwa, ocenianej metodą HFRR; jako wartość graniczną przyjmuje się średnicę śladu zużycia nie większą niż 460 µm, co ma zapewnić odpowiednie smarowanie elementów układu wtryskowego mimo obniżenia zawartości siarki. Przykładowe handlowe paliwa, takie jak olej napędowy Ekodiesel ULTRA, deklarują zgodność z PN-EN 590 oraz zawartość siarki poniżej 10 mg/kg.
Zalecane oleje silnikowe Do smarowania silnika producent zaleca oleje z rodziny Superol zgodne z PN-75/C-96088. okres letni – olej silnikowy Superol CB SAE 30 (dopuszczalnie Superol CA SAE 30 przy stosowaniu paliwa I LS o zawartości siarki do 0,6%), okres zimowy – olej silnikowy Superol CA SAE 20W, przy pracy w ciężkich warunkach (duże obciążenia) – olej Superol CB SAE 20W, który poniżej temp. około −15 °C wymaga podgrzania przed rozruchem silnika.
Silnik S301D, a współczesne oleje silnikowe Współczesne oleje handlowe o nazwie „Superol CB 30” i „Superol CC 30” zachowują charakter jednosezonowych, mineralnych olejów silnikowych klasy lepkości SAE 30, przeznaczonych do silników wysokoprężnych bez doładowania lub lekko doładowanych, pracujących w warunkach umiarkowanych obciążeń cieplnych i mechanicznych; produkty te spełniają wymagania PN-75/C-96088/03 oraz klasy jakości API CB lub API CC. W kartach produktów z rodziny Superol/AGRON CB podkreśla się, że są one zalecane do starszych typów silników wysokoprężnych, dla których producent przewidywał stosowanie olejów w klasie API CB.
Współczesne oleje Superol CB/CC 30 deklarują zgodność z tą samą normą PN-75/C-96088, którą przywołuje instrukcja przez co są one traktowane jako bezpośrednie kontynuacje linii olejów zalecanych pierwotnie do silnika S301D.
Uruchamianie i zatrzymywanie Producent w instrukcji zaleca, aby przed każdym uruchomieniem silnika sprawdzić zewnętrzny stan jednostki i napędzanego urządzenia, skontrolować poziom oleju w skrzyni korbowej oraz stan paliwa, a także oczyścić szczelinowy filtr oleju przez kilkukrotne obrócenie jego pokrętła.
Rozruch S301D odbywa się ręcznie za pomocą korby rozruchowej na wale rozrządu przy jednoczesnym użyciu odprężnika i urządzenia rozruchowego na pompie wtryskowej; po osiągnięciu odpowiedniej prędkości obrotowej odprężnik należy wyłączyć, a po zapłonie ustawić dźwignię regulatora na żądaną liczbę obrotów. W przypadku silnika S301D/1 do rozruchu służy taśma na kole pasowym koła zamachowego.
Zatrzymanie silnika powinno następować poprzez pozostawienie go na biegu jałowym pod niewielkim obciążeniem przez 3–5 minut, a następnie przesunięcie dźwigni regulatora w położenie STOP; nie zaleca się gaszenia silnika przez zamknięcie dopływu paliwa (z powodu potencjalnego zapowietrzenia układu paliwowego) ani przez użycie odprężnika (z powodu podawanego i niespalonego paliwa, które może przedostać się do skrzyni korbowej i rozrzedzić olej silnikowy). Po zatrzymaniu należy zakręcić kranik paliwa i zabezpieczyć silnik przed przypadkowym uruchomieniem.
Czynności obsługowe Instrukcja obsługi przewiduje szereg okresowych czynności serwisowych, m.in.: co 8 godzin pracy – sprawdzenie i ewentualne uzupełnienie poziomu oleju w skrzyni korbowej; po pierwszych 10, a następnie po 50 godzinach pracy – wymianę oleju silnikowego, oczyszczenie filtra oleju oraz sprawdzenie i wyregulowanie luzów zaworowych; co 50 godzin pracy – oczyszczenie filtra powietrza oraz odstojnika kranika paliwowego; co 100 godzin pracy – wymianę oleju, oczyszczenie filtra oleju i zbiornika paliwa, regulację luzów zaworowych oraz smarowanie dźwigni regulatora; co 150 godzin pracy – sprawdzenie działania wtryskiwacza i oczyszczenie żeber cylindra oraz głowicy; co 500 godzin pracy – oczyszczenie kosza ssącego pompy oleju i tłumika wydechu.
Podczas eksploatacji zaleca się utrzymywanie silnika w należytej czystości, co ułatwia chłodzenie i kontrolę ewentualnych wycieków.
Zastosowanie Silnik S301D był stosowany jako napęd małych maszyn stacjonarnych, przede wszystkim w rolnictwie i budownictwie. Wykorzystywano go m.in. do napędu: betoniarek, wyciągów budowlanych i przenośników taśmowych; pomp wodnych i agregatów prądotwórczych; małych maszyn rolniczych (sieczkarnie, młynki, kosiarki, śrutowniki); specjalistycznych urządzeń warsztatowych i pomocniczych.
Dzięki niewielkiej masie, chłodzeniu powietrzem i możliwości odbioru mocy z dwóch stron silnik był dogodny do adaptacji w konstrukcjach amatorskich i samodzielnie budowanych urządzeniach.
Przypisy
Bibliografia
Kategoria:Polskie silniki spalinowe tłokowe