Зубов Е.А. - Двигатели танков (Из истории танкостроения), страница 9

вновь был подвергнут стендовым испытаниям. Двигатель отработал 454 ч по внешней характеристике. При этом он десять раз снимался с испытаний для частичных разработок с целью устранения выявлявшихся дефектов (в том числе и производственных). Дефектов по переделанному блок- картеру, поршневой группе, втулкам цилиндров, газовому стыку, коленчатому валу и передаче не было выявлено. Не выдержали испытаний только топливный насос и уплотнения коленчатого вала. Были подвергнуты испытаниям и другие опытные образцы двигателей в том же исполнении и в той же комплектации.

На шести опытных образцах было наработано на стенде около 3000 ч. Параллельно с доводкой дизеля велась доработка систем силовой установки танка. С этой целью танковому заводу было передано три двигателя для стендовой 43 отработки систем и два — для пробеговых испытаний в танке. В процессе пробеговых испытаний (август 1961 г.) обнаружилась сильная вибрация двигателя и произошло разрушение подмоторного постамента, выполненного из легкого сплава. Следует отметить, что при установке дизеля в легкий танк не была использована возможность жесткого соединения двигателя с трансмиссией в единый силовой блок.

Повышенные вибрации двигателя вызывались неуравновешиванием инерционных сил возвратно-поступательного движения масс кривошипно-шатунного механизма дизеля УТД-20, выполненного по У-образной схеме с азвалом двух 3-цилиндровых блоков под углом 120'. астичное уравновешивание двигателя было выполнено путем установки противовесов на коленчатом валу. Однако частично неуравновешенным оставался момент от сил инерции второго порядка, для уравновешивания которого требовалась установка соответствующих противовесов, вращающихся в противоположную сторону со скоростью вращения коленчатого вала. Решение проблемы уравновешивания затруднялось тем, что двигатель был уже в значительной степени доработан и закомпонован в танк.

В принципе можно было решить такую задачу, увеличив длину дизеля на 200...250 мм (т.е. на 30'/), и установить по его торцам два корпуса с дополнительными противовесами и приводными шестернями. Но это потребовало бы перекомпоновки всей силовой установки танка. Решение проблемы было найдено путем установки валоууавновешивающего механизма с противовесами в нижнеи части блок-картера под коленчатым валом без увеличения длины дизеля. Общая масса двигателя увеличилась лишь за счет массы самого вала, противовесов и подшипников. Естественно, что для установки уравновешивающего механизма была частично изменена конструкция блок-картера, в котором пришлось изменить каналы системы охлаждения.

Работа нового механизма проверялась на дополнительно изготовленном образце дизеля. При этом величины неуравновешенных моментов не выходили за пределы неуравновешенности в серийных двигателях. В мае — июне 19б2 г. дизель УТД-20 с уравновешивающим механизмом подвергся длительным стендовым испытаниям в объеме заданной наработки. Испытания прошли успешно. Про беговые испытания этого двигателя в танке с новым усиленным подмоторным 44 постаментом показали, что максимальные амплитуды вибраций в различных точках машины уменьшились от до 5,0 раз.

Максимальные значения амплитуд перешли из зоны рабочих частот вращения в зону максимальных частот вращения холостого хода. В конце 1962 г, дизель УТД-20 подвергся 400-часовым междуведомственным стендовым испытаниям. Комиссия отметила, что технические характеристики б вигателя по мощности, топливной экономичности, гааритным показателям и массе соответствуют заданным требованиям. Двигатель был рекомендован для всестоонних испытаний в образцах БТТ и машинах на их базе. омиссией была отмечена также целесообразность начала подготовки серийного производства дизеля УТД-20.

В декабре 1962 г. завод «Трансмаш» вышел с ходатайством об организации на заводе отдельного производства дизеля УТД-20 и реконструкции некоторых цехов, изготавливающих детали двигателей типа В-2, используемые в новом дизеле. Таких деталей в составе двигателя УТД-20 насчитывалось около 25/. Однако новый легкий танк на серийное производство не был принят, и ходатайство завода «Трансмаш» положительного решения тогда не получило. Предварительное рассмотрение возможности установки дизеля УТД-20 в разрабатываемую в то время боевую машину пехоты (БМП) состоялось еще в 1960 г., а в мае 1961 г. между главным конструктором БМП П.П.Исаковым и главным конструктором дизеля УТД-20 Б.Г.Егоровым были согласованы технические требования и габаритные чертежи на двигатель для поставки опытных образцов.

В 1962 г. создание БМП с двигателем УТД-20 было включено в правительственный план ОКР. В том же году азработчику БМП вЂ” Челябинскому тракторному заводу ыли переданы четыре двигателя УТД-20 для стендовои отработки систем силовой установки и заводских пробеговых испытаний машины. Следует отметить, что БМП проектировалась в нескольких вариантах разными конструкторскими бюро и на все эти варианты была согласована установка дизеля УТД-20, опытные образцы которого были поставлены заводом «Трансмаш» различным разработчикам машин. В сентябре 1963 г. первый образец БМП конструкции П.П.Исакова с дизелем УТД-20 закончил испытания, в процессе которых было отмечено прогорание выпускных коллекторов, разработанных и изготовленных заводом- 45 разработчиком БМП. Отработку этих коллекторов после этого поручили конструкторам ОКБ завода «Трансмаш».

В 1964 г. БМП успешно прошла полигонно-войсковые испытания. На двигателе были отмечены такие неисправности, как поломка подшипника уравновешивающего механизма, течь масла по уплотнению коленчатого вала, дефекты зубьев маховика и некоторые другие. В выводах комиссии по этим испытаниям указывалось, что дизель УТД-20 по своим мощностным, массогабаритным и эксплуатационным показателям является современным танковым двигателем и обеспечивает боевой машине пехоты заданные тактико-техническими требованиями динамические, тяговые, маневренные качества и достаточный запас мощности для преодоления препятствий.

Отмечалось также, что потери охлаждающей жидкости из системы охлаждения в ходе испытаний и отсутствие в машине устройства, предохраняющего двигатель от перегрева при внезапных остановках его под нагрузкой на высокотемпературном режиме, приводили к преждевременному выходу двигателя из строя и не позволили выявить его надежную работу на полный срок службы.

Рекомендовалось улучшить систему воздухопитания двигателя.для обеспечения более равномерного снабжения воздухом всех цилиндров обоих блоков дизеля на всех скоростных режимах работы. В период 19б4 — 19б5 гг. на ЧТЗ и заводе «Трансмаш» проводилась доработка и машины, и двигателя, с целью устранения выявленных дефектов и замечаний, снижения массы и повышения технологичности деталей дизеля. Для подтверждения эффективности внедряемых в конструкцию мероприятии были изготовлены три двигателя, в программу испытаний которых также были внесены решения, ужесточающие условия работы дизеля на стенде и приближающие их к условиям работы в машине.

Найболее крупными мероприятиями, проведенными в ходе доводки дизеля перед постановкои его на серийное производство, были технические решения по улучшению работы поршневой группы, выпускных коллекторов, воздухопитания двигателя, безопасности внезапной остановки дизеля под нагрузкой и др. Для улучшения условий работы деталей поршневой группы было проведено уточнение гидравлического тракта охлаждения, внедрен контроль овальности гильз цилиндров в горячем состоянии, применена дифференцированная затяжка стяжных и сшивных пшилек блока для исключения появления овальности гильз цилиндров при затяжке. Был установлен минусовый допуск ( — 5% ) на регулировку мощности дизеля.

Доводка выпускных коллекторов, подвергавшихся при работе дизеля короблению и прогоранию, вылилась в серьезную проблему. К тому же сказался и длительный «неинженерный» спор о том, куда отнести коллекторы — к двигателю или к БМП? Разрабатывались многие варианты коллекторов: штампованные сварные, иолуохлаждаемые литые из алюминиевых сплавов (с внутренней теплоизолированной т убой), чугунные литые и др. В итоге на двигатели для МП были установлены чугунные литые выпускные коллекторы. Однако на всех других модификациях УТД-20 в дальнейшем устанавливались только полуохлаждаемые коллекторы. В ходе доработки систем силовой установки БМП конструкторы столкнулись с явлением пульсации воздуха в системе воздухопитания дизеля, что приводило к уменьшению наполнения цилиндров воздухом на 13 — 17;,', при частоте вращения 1800...2000 мин .

Был переделан воздушный тракт, и явление пульсации устранилось. С помощью специалистов НИИД и ВНИИтрансмаш была достигнута возможность безопасной внезапной остановки дизеля УТД-20 под нагрузкой на высокотемпературном режиме работы, обусловленной характером выполнения БМП некоторых тактических задач. В таком доработанном исполнении дизель УТД-20 и был поставлен на серийное производство завода чТрансыаш». При создании нового двигателя, таким образом, решался целый ряд весыла сложных проблем, обусловленных необходимостью получения высокой мощности и топливной экономичности, повышенных надежности и ресурса при одновременном уменьшении габаритных размеров и массы, а также достижению высоких тяговых, динамических характеристик ВГМ и минимального объема моторно-трансмиссионного отделения с учетом тенденций максимально возможного уменьшения ее силуэта.