Експерименти и еволюция
В света на танковото строителство използването на високоскоростни дизелови двигатели за резервоари стана златен стандарт едва в края на 50-те години. Страните от НАТО осъзнаха, че е време да се отърват от бензиновите електроцентрали много по -късно от Съветския съюз, но бързо ги настигнаха. Строителството на вътрешни танкови двигатели в следвоенния период се основава на доказаната концепция V-2, която е преминала през огън, вода и медни тръби през предходното десетилетие.
По време на Великата отечествена война водещата роля в модернизацията на В-2 играе серийното конструкторско бюро № 75 в Челябинск. В "Танкоград" по време на военните години се формира огромен двигателно-строителен комплекс, настроен изключително за производството на дизелови двигатели от серията V-2. От една страна, това даде възможност сериозно да се спести от мащабното производство на двигатели, а от друга създаде трудности при препрофилирането на обекта. В книгата "Танкови двигатели (от историята на танкостроенето)" Е. А. Зубов в тази връзка дори дава изчисления за разходите за разработка на малки чуждестранни производители и индустриални гиганти. Средно малка компания получава възвръщаемост на всеки инвестиран долар 24 пъти повече от, да речем, гигантския Ford или General Motors. В Съветския съюз имаше огромно мнозинство от големи заводи за производство на двигатели, което доведе до известен консерватизъм в иновативните разработки.
Една от първите модификации на танков дизелов двигател в Челябинск беше модернизацията на V-2K, предназначен за тежки танкове. Въртящият момент на дизеловия двигател беше увеличен, мощността бе повишена до 650 литра. с., докато максималните обороти на дизеловия двигател не се докоснаха - коляновият механизъм на увеличени натоварвания не може да издържи. Това беше постигнато чрез пренастройка на горивната помпа с високо налягане и увеличаване на подаването на гориво на цикъл. След това имаше V-2IS, който успя да намали височината с 200 мм и да извърши редица незначителни подобрения. Едно от безспорните предимства на резервоара IS, оборудван с такъв дизелов двигател, е 220-километровият пробег при едно зареждане, докато T-VI Tiger може да измине само 120 километра на резервоара. Такова увеличение на мощността обаче не позволи да се увеличи ресурсът на двигателя - до края на 40 -те години той не надвишава 300 часа на мотоциклет. Още по време на войната стана ясно, че по-нататъшното увеличаване на мощността на В-2 с по-нататъшно увеличаване на ресурса на двигателя е възможно само с помощта на налягане. Един от първите беше V-12 с AM-38F задвижван центробежен компресор, който позволи на двигателя да развие 750 к.с. с. и осигурява въртящ момент от 3000 Нм. През ноември-декември 1943 г. моторът успешно премина 100-часови тестове, но само след шест месеца вече не можеше да ги повтори. В началото на 1944 г., B-2 за тежки танкове, беше решено да се промени на нов B-11 наведнъж за 700 к.с. стр., а през юли същата година заводът в Киров е трябвало да произвежда 75 мотора на месец. В резултат на това първите серийни двигатели се появиха едва в края на април 1945 г. и бяха инсталирани на IS-3, който нямаше време да се бие. През 1947 г. в ChTZ се появяват първите серийни V-12 за IS-4, които се произвеждат в различни модификации до началото на 60-те години. Двигателите от "тежката" серия бяха инсталирани на Т-10, Т-10М и няколко прототипа.
Свердловският завод № 76 (турбинен завод), който също се занимава с производство на танкови двигатели, до есента на 1944 г. успя да създаде своя собствена версия на дълбока модернизация на легендарния дизелов двигател, наречен B-14. Това беше двигател със 700 конски сили с диаметър на цилиндъра, разширен до 160 мм, което увеличи работното пространство до 44,3 литра. Бяха проведени и тестови тестове на компресор B-14M (работният обем бе увеличен до 44,3 литра), с капацитет 800 литра. с. Дългоочакваната новост се появи и при двата двигателя - ризата на блока на цилиндрите сега беше излята едновременно с главите, което премахна прословутия проблем с газовото съединение. Това беше пряката заслуга на дизайнера Тимофей Чупахин, който изкарваше подобна идея от края на 30 -те години. Също така на B -14 се появи нов, по -твърд картер, който се превърна в носеща конструкция - това повиши надеждността на лагерите на коляновия вал и буталната група.
С наддув и без нагнетяване
Забележителна е работата по разработката, която се проведе на полигона GBTU на Въоръжените сили на СССР, чиято цел беше да увеличи мощността на В-2 без натиск. След това за пореден път беше потвърдено, че разположението на въздушните пречистватели в двигателния отсек на резервоара влияе пряко върху пълненето на дизеловите цилиндри с въздух. Оказа се, че двигателите Т-34 и ИС-2 почти "поглъщат" въздуха, загряван от собствената им топлина (до 60 градуса), което заедно със запушени филтри намалява мощността с 10% наведнъж. Физиката на процеса е много проста - студен въздух е по -плътен, следователно за един работен цикъл двигателят го засмуква повече и горивото изгаря по -пълно в цилиндрите. С топъл въздух ситуацията е обратна.
Като цяло въз основа на резултатите от работата на депото на GBTU беше направено заключението, че без критично намаляване на ресурса на двигателя, неговата мощност може да бъде повишена само до 600 к.с. с. По -нататък само с турбина. В атмосферната версия, основата V -2 се ускорява с помощта на цял набор от мерки - намаляване на съпротивлението на въздуха на входа, инсталиране на пръстеновиден всмукателен колектор за равномерно пълнене на цилиндрите на двете половини на двигателя (това беше шпионирано от Германски резервоар с дизел Mercedes-Benz 507) и разработването на нова инжекционна помпа. Последното също беше планирано да бъде взето назаем от Bosch, чиито помпи бяха монтирани на дизелови двигатели Mercedes-Benz 503A. Препоръчва се също така да се намали толерансът за регулиране на серийните инжекционни помпи по отношение на количеството подадено гориво от 6% на 3%. Тази работа беше част от голям проект за модернизация на В-2 на мястото на Челябинския тракторен завод, чието ръководство изобщо не искаше да прави драстични промени в производствения цикъл.
Както знаете, възможно е да се увеличи мощността на двигателя чрез увеличаване на работния обем (добавяне на цилиндри или просто увеличаване на размерите им), а това от своя страна изисква сериозни промени в дизайна. Затова турбокомпресорът се превърна в основната следвоенна тенденция в модернизацията на В-2.
Инженерите посочиха, че въвеждането на такова решение ще увеличи литровия капацитет с 50-100% наведнъж, докато нагнетателят с центробежно задвижване изглежда е най-оптималният, като дава по-високи икономически показатели. Трябваше да се примирим с факта, че всичко това неизбежно ще доведе до повишени механични и термични натоварвания на двигателя.
Следващата задача за строителите на двигатели беше да увеличат гаранционното време на работа на двигателя до 500-600 часа. Също така, за да се осъществи движението на резервоара в подводни условия, беше необходимо да се гарантира надеждността на работата на двигателите с повишено съпротивление на входа и изхода.
Няколко производители на Съветския съюз участваха в своеобразно състезание за най-успешната модификация на В-2. В допълнение към гореспоменатия ръководител SKB # 75 от Челябинск, в тяхната програма бе ангажиран завод № 77 "Трансмаш" в Барнаул.
Дизеловият V-16, създаден от сибирски инженери, развива 600 к.с. без турбокомпресор. с. и се отличаваше с липсата на горивна помпа с високо налягане в обичайния смисъл. Винаги е бил проблемна единица V -2 и в Барнаул е решено да се замени с отделни инжектори за всеки цилиндър - в много отношения пробивно решение, което стана широко разпространено много по -късно. Инженерите от Барнаул развиха темата B-16 в цяло семейство-имаше версия с мощност 700 конски сили за тежки танкове и B-16NF с наддув от 800 конски сили. Те дори разработиха чифт два дизелови двигателя, от които на щанда бяха премахнати 1200 к.с. с. Но цялата работа по проектите беше съкратена или поради затварянето на разработването на експериментални резервоари, за които те бяха построени, или поради общото охлаждане на състоянието към темата за танковете.
В началото на 50 -те години ръководството имаше впечатлението, че всички военни проблеми могат да бъдат решени с ракети, докато останалата част от въоръжението има подчинена роля. Отрезвяването дойде някъде през 1954 г., когато страните от НАТО започнаха, ако не да изпреварят програмата за изграждане на танкови двигатели на СССР, то поне да намалят разликата. Челябинският много-горивен V-27, оборудван с турбокомпресор TKR-11F и развиващ мощност от 700 к.с., се превърна в истински символ на възраждането. с. В бъдеще дизайнът еволюира в добре познатите B-46-6 и B-84, които се превръщат в истинските корони на концепцията B-2.
Следващият производител, включен в надпреварата за следвоенно усъвършенстване на В-2, беше гореспоменатият Уралски турбомоторен завод, който разработи версия на двигателя под буквата "М". Това беше дълбоко преосмисляне на дизеловата концепция, повечето от които бяха напълно нови. V-2M получи два турбокомпресора TKR-14, които в бъдеще трябваше да бъдат оборудвани с агрегати за охлаждане на заредения въздух-революционно решение по това време. Сега такива агрегати (интеркулери) могат да бъдат намерени в двигателите на трактори от магистрални линии. В допълнение към турбокомпресора, двигателят получи нова инжекционна помпа, подобрени системи за охлаждане и смазване, както и много подсилени агрегати в сравнение с предшественика. До 1968 г. двигателят е готов, но трудностите с пускането му в производство, както и големите му размери, не допринесоха за приемането му. Но много от решенията на дизайнерите от Свердловск бяха използвани в следващите поколения танкови дизелови двигатели.
Германци, танкове и дизели
Дизелизацията на средни и тежки автомобили през 40 -те години в Съветския съюз беше уникално събитие в световната индустриална история. Никой по света, освен Япония, не е използвал толкова масово дизелови двигатели на бронирани превозни средства. За сравнение: американският "Sherman" от тринадесетте си модификации имаше само един M4A2 с двойна дизелова електроцентрала. Защо например в Германия по време на войната не излезе идеята за инсталиране на дизелов двигател в резервоар? Има много версии, като се започне с недостиг на алуминий и легирани стомани и се стигне до некомпетентността на немските инженери в областта на създаването на сухоземни тежки дизелови двигатели. Интересно в това отношение е мнението на старши техник-лейтенант С. Б. Чистозвонов, което той излага на страниците на „Бюлетин на танковата индустрия за 1944 г. (No 2-3).
В статията „Германски танкови двигатели“авторът анализира достатъчно подробно съществуващите по това време двигатели на противника и накрая анализира причините за отказа на германците от танкови дизелови двигатели. Чистозвонов правилно посочва, че в нацистка Германия още преди войната е имало самолетни дизели Junkers и Daimler-Benz, които след малка модификация биха могли да бъдат инсталирани в бронирани превозни средства. Германските инженери обаче го смятат за непрактично. Защо? Всъщност, сред предимствата на дизеловия двигател, авторът отбелязва само относително нисък разход на гориво (20-30% по-нисък от този на карбураторен аналог) и ниска цена на горивото. Лейтенант Чистозвонов предполага в статията, че германците не са се занимавали с дизелов двигател, тъй като бензиновият двигател е по -евтин, по -прост, по -компактен, по -надежден при студено време, не изисква оскъдни легирани стомани и висококвалифициран труд на монтажниците.
В същото време животът на танк на бойното поле е толкова кратък, че повече от елиминира всички предимства на дизеловия двигател (прочетете: B-2). Авторът смята, че идеите за пожарната безопасност на двигателите с компресионно запалване са пресилени - попадането на снаряд в резервоара, отделението на двигателя или обикновен коктейл Молотов гарантирано ще предизвика пожар в MTO на резервоар дизелов двигател. В този случай резервоарът за дизел нямаше предимство пред резервоара за бензин. Специфичният баланс на горивото на Германия също играе роля при избора на типа електроцентрала за резервоари. Синтетичните бензини, бензол и алкохолни смеси преобладават в германския баланс и са неподходящи като гориво за дизелови двигатели. Като цяло статията за 1944 г. се оказа много смела.
В края на статията има интересна забележка от редакционната колегия на Бюлетина на танковата индустрия:
„Аргументите, обосноваващи отказа на германците да използват дизелови двигатели на своите танкове, са предположения на самия автор.“
