Зубов Е.А. - Двигатели танков (Из истории танкостроения), страница 7

Для снижения массы штоки клапанов выполнялись пустотелыми и азотнрою "ись, а фаски клапанов наплавлялись жаростойким сплавом. Был внедрен и ряд других оригинальных конструкторских решений. При дальнейшей отработке конструкции дизеля предполагалось значительно улучшить его технико-экономические параметры. Так же, как и в опытном дизеле ДТН-10 Челябинского тракторного завода, предполагалось применить турбонаддув, при котором мощность двигателя 2ДГ-8М могла быть доведена до 882 кВт (1200 л.с.) в основном за счет исключения приводного нагнетателя, затраты мощности на привод которого составляли более 147 кВт (200 л.с.).

При использовании турбонаддува должна была улучшиться экономичность по топливу и маслу. За время работы над дизелем 2ДГ-8М (1955 — 1960 гг.) на Уральском турбомоторном заводе было спроектировано, изготовлено и испытано несколько вариантов различных сложных узлов и агрегатов двигателя. Одновременно с отработкой конструкции дизеля 2ДГ-8М на стендах завода проводились и его пробеговые испытания на опытном тяжелом танке, разработанном ВНИИтрансмаш. Для этих испытаний было изготовлено несколько образцов двигателя.

Пробеговые и стендовые испытания проходили успешно, и к началу 1961 г. на дизеле 2ДГ-8М были устранены практически все замечания междуведомственнои комиссии и он был готов к повторной междуведомственной проверке. Однако правительственным решением в январе 1961 г. работы по созданию нового тяжелого танка и дизеля для него были прекращены. Ленинградский завод «Звезда» Дизель М-850.

Двигателестроителями завода «Звезда» в Ленинграде в конце 50-х годов была предпринята попытка создать танковый двигатель на базе дизеля М-50 — одной из модификаций авиационного мотора АН-1, 34 разработанной под руководством В.М.Яковлева для торпедных катеров. Танковый вариант этого двигателя получил наименование М-850.

Разработчики проектировали дизель на мощность 772 кВт (1050 л.с.) при частоте вращения 1850 мин Двигатель имел довольно большой литраж — 62 л. Он представлял собою 12-цилиндровый У-образный дизель с наддувом от приводного нагнетателя. Размерность была выбрана равной 18/20. При литровой мощности 12,5 кВт/л (17 л.с./л) дизель М-850 значительно уступал по габаритной мощности дизелю В-12-7 (458 против 592 кВт/м ) и удельной массе (2,0 против 1,4 кг/кВт). Уступал М-850 и другим разрабатываемым в тот период новым мощным танковым дизелям по целому ряду параметров. Таким образом, очередная попытка использовать для танковой техники двигатель другого (авиационного) назначения оказалась неудачной.

Разработка дизеля М-850 как танкового двигателя была прекращена. Неудачный опыт конструктоуов завода «Звезда» еще раз подтвердил, что для танковои техники необходимы специально разработанные танковые двигатели. Барнаульский завод «Трансмаш» Одной из первых послевоенных работ на самом молодом из двигателестроительных заводов отрасли была работа по созданию на базе дизеля В-2 6-цилиндрового двигателя для легкого плавающего танка. Начатая в 1949 г. разработка дизеля В-6 мощностью 176 кВт (240 л.с.) была закончена в 1951 г. сдачей двигателя на междуведомственные стендовые испытания.

В результате дизель В-6 для легкого плавающего танка ПТ-76 был поставлен на серийное производство и принят на снабжение армии. Конструкторский коллектив завода продолжал поисковые работы по созданию новых танковых двигателей>основываясь при этом на следующих основных положениях: ° новые танковые дизели должны иметь более высокие технические характеристики, чем созданный еще в 30-х годах дизель В-2; ° на основе нового базового танкового дизеля должно быть создано семейство двигателей для разных типов ВГМ различных категорий по массе с максимальной степенью унификации между модификациями; 35.

° при создании танковых дизелей должна быть обеспечена возможность развития на их базе семейства «гражданских» двигателей для народнохозяйственной техники; е желательно максимально сохранить основную технологическую преемственность с существующим на заводе производством серийных двигателей типа В-2. В период 1949 †19 гг. на заводе, с целью выбора лучшего варианта танкового двигателя, были выполнены проекты двигателей Д-17, Д-19, Д-21 и другие, которые приводили к значительному отрыву от конструкции серийных двигателей семейства В-2. Это показало необходимость более подробного обоснования теоретических предпосылок для выработки оптимального решения, обеспечивающего необходимый качественныи скачок по техническим характеристикам двигателя, но с учетом параметров моторно-трансмиссионного отделения ВГМ.

С этой целью в 1952 г. на заводе была выполнена работа «Силовая установка танка», в которой был проведен объемный анализ, показавший возможность оценивать и целенаправленно разрабатывать двигатель, взаимно увязывая его характеристики со всеми системами силовой установки.

Это позволяло получить наиболее оптимальные размеры моторно-трансмиссионного отделения ВГМ. Конструкторским отделом завода в 1956 г. в инициативном порядке было разработано техническое предложение по новому семейсгву танковых дизелей с азмерностью 15/15 в 6- и 12-цилиндровом исполнении. этих двигателях расстояние между осями цилиндров и диаметры цилиндров были сохранены такими же, как и в дизелях типа В-2, исходя из стремления к технологической преемственности с этими дизелями. Уже в 1957 г. были изготовлены два одноцилиндровых отсека, на которых проводилась отработка рабочего процесса и деталей поршневой группы. Были изготовлены также образцы новои топливнои аппаратуры, автоматической муфты изменения угла подачи топлива, шатунов и ряда других узлов.

На стендах проводились исследования характеристик и проверка работоспособности этих узлов. В конце 1957 г. был изготовлен первый экспериментальный образец 12-цилиндрового дизеля, проведено тензометрироваяие его силовых элементов, сняты мощностные и экономические характеристики. Образец дизеля отработал на стенде 57 ч. Вышел он из строя из-за обрыва шатуна. 36 На основе проведенных экспериментальных работ Постановлением правительства в июне 1958 г.

заводу было поручено создать семейство унифицированных танковых двигателей (УТД) для легких, средних и тяжелых танков. Двигателям было присвоено наименование: УТД-20 — для легкого танка; УТД-30 — для среднего танка; УТД-40 — для тяжелого танка. В ноябре 1958 г. на заводе «Трансмаш» было создано Особое конструкторское бюро (ОКБ). Главным конструктором его был назначен Б.Г,Ягоров.

Разрабатываемые в этом ОКБ двигатели типа УТД представляли интерес тем, что они должны были составлять мощностной ряд унифицированных танковых дизелей с широкой возможностью использования их в народном хозяистве. Учитывая, что разработка опытного дизеля УТД проводилась в период, когда велись работы в других конструкторских бюро двигателестроительных заводов отрасли по созданию двигателей для тяжелых танков (В-12-7, ДТН-10, 2ДГ-8М, М-850), а также дизелей В-12-5, В-12-6 и 5ТД для средних танков, работы над УТД были направлены, в первую очередь, на создание модификаций танкового дизеля мощностью 426...460 кВт (580...625 л.с.) и 735 кВт (1000 л.с.).

Разработанный двигатель мощностью 426 кВт (580 л.с.) получил наименование УТД-ЗО, а проект варианта дизеля мощностью 460 кВт (625 л.с.) — УТД-10. Для достижения мощности 515 кВт (700 л.с.) и 735 кВт (1000 л.с.) предполагалось использовать ту боваддув. Дизель УТД-30. В 1958 г. были выпущены рабочие чертежи УТД-30 — первого дизеля этого семейства. Массогабаритные показатели этого дизеля были лучшими по сравнению с серийными двигателями тина В-2 (удельная масса 1,4...1,5 против 1,8 кг/л.с.); топливная экономичность была примерна такой же, как у опытного, в то время 2-тактного дизеля 5ТД. Суммарная теилоотдача в воду и масло была меньше, чем у серийного послевоенного массового дизеля В-55 при одинаковой мощности 426 кВт (580 л.с,).

По теплоотдаче УТД-30 уступал лишь 2-тактному дизелю 5ТД. Средняя скорость поршня у УТД-30 составляла 13,5 м/с, что было выше, чем у всех серийных и опытнык танковьу~ дизелей. Высокая габаритная мощность (618 кВт/м ) была получена при уменьшении 37 коэффициента избытка воздуха, т.е. путем перехода на более высокие температуры цикла. Отказавшись от применения наддува на УТД-30 и форсируя двигатель при уменьшении коэффициента избытка воздуха, разработчики существенно упростили, конструкцию, но при этом возникли трудности в обеспечении работоспособности деталей поршневой группы из-за более высоких температур рабочего процесса. В условиях работы в танке при наличии разрежения на всасывании и против одавления на выпуске коэффициент избытка воздуха на режиме максимального крутящего момента снижался до весьма малой величины (1,25...1,3).

Температура отработавших газов доходила при этом до 700'С и даже вьппе. С данным обстоятельством и столкнулись разработчики при доводке дизеля УТД-ЗО. В безнаддувной модификации двигатель УТД-30 практически не имел возможности для форсирования по мощности. Для этого дизелю нужен был воздух, который мог дать только наддув. Конструктивные особенности дизеля УТД в процессе доводки потребовали решения многих проблемных вопросов: отработки тоннельного блок-картера, коленчатого вала, устанавливаемого на больших роликовых подшипниках, шатунов с вильчатым сочленением при высоких частотах вращения коленчатого вала, передачи к мехаиизму газораспределения и ряда других узлов.

Наибольшие трудности были вызваны высокими темпе- Г турами цикла и поэтому потребовалось трудоемкое и осоо тщательное изготовление деталей поршневой группы. Рассматривая конструкцию дизеля УТД-ЗО, следует отметить ряд наиболее интересных компоновочных особенностей этого двигателя. Так, для обеспечения поперечной установки двигателя в танке коленчатый вал был выполнен с 2-сторонним отбором мощности. Устанавливался он на роликовых подшипниках качения. Привод к элементам газораспределения и обслуживающим агрегатам осущесгвлялся цилиндрическими шестернями, установленными на подшипниках качения. Стартер и генератор (7,5 кВт) соединялись с коленчатым валом шестеренчатым приводом.