«Коба Джугашвили» - непростая судьба первого отечественного автомобильного дизеля
Разработчики и испытатели «Коджу»
Амбициозный проект
Советский Союз 30-х годов прошлого столетия в чем-то напоминает современную Россию. Курс на ускоренное импортозамещение объединяет две эпохи. Впрочем, Советской России было даже попроще — американцы с удовольствием сотрудничали с Кремлем в деле индустриализации. Например, Ford построил по своим лекалам Горьковский автозавод, что сейчас кажется немыслимым. Не особо-то и надо в настоящее время, если честно.
Несмотря на помощь Запада, за которую СССР платил порой золотом, требовались собственные решения. В транспортной отрасли основные проблемы были в двигателестроении. Справедливости ради, и в XXI веке сложности с отечественными моторами никуда не исчезли — Россия как отставала от мирового прогресса в этом деле, так и отстает.
Многие считают, что первым отечественным дизелем для транспорта является танковый В-2. Строго военным его нельзя назвать, так как с самого начала разработки аппарат рассматривали в качестве тракторного. Первым по-настоящему гражданским автодизелем считается «Коджу», расшифровывающийся как «Коба Джугашвили».
Чтобы понять технический и концептуальный уровень советского дизеля «Коджу», необходимо поместить его в контекст мирового развития дизельных двигателей на рубеже 1920–1930 х годов. К этому времени дизельный двигатель, изобретённый Рудольфом Дизелем в конце XIX века как высокоэффективный тепловой двигатель с воспламенением от сжатия, уже успел получить широкое распространение в стационарной энергетике, на морском флоте и в железнодорожной тяге. Но это были тяжеленные и низкооборотистые моторы. Автомобильный дизель требовался совсем другого плана — сравнительно легкий и с высокими оборотами коленчатого вала.
К началу 1930-х годов в ведущих индустриальных странах уже существовали автодизели для грузовых автомобилей и автобусов, преимущественно с предкамерным или вихревым смесеобразованием и удельной мощностью порядка 20–30 л.с. на литр рабочего объёма.
«Коджу»
«Коджу» нельзя назвать самым первым дизельным мотором в Советском Союзе — первые экспериментальные локомотивные дизели начали применяться ещё в 1920-е годы, хотя до войны они были представлены единичными экземплярами и малосерийными сериями. Можно с определенной уверенностью говорить о некоем технологическим заделе в проектировании дизелей в Советском Союзе.
Исходя из ситуации, было решено проектировать собственный дизельный мотор для грузовика. Руководство страны осознавало значение дизелизации транспорта и сельского хозяйства. Ключевым документом стало постановление Совета Народных Комиссаров СССР от 15 мая 1931 года о проведении сравнительных испытаний отечественных и зарубежных автодизелей, предусматривавшее организацию широкого конкурса с участием множества двигателей на отечественных шасси.
В конце 1930 года руководство хозяйственных органов также обратило особое внимание на внедрение дизелей в народное хозяйство, в том числе для тракторов и грузовых автомобилей грузоподъёмностью свыше 2,5 тонны. Постановление Президиума ВСНХ СССР прямо указывало на «совершенную необходимость» в кратчайший срок наладить производство быстроходных дизелей, особенно для тяжёлых грузовиков и тракторов.
Дизель «Коджу» под капотом Я-5
В полном соответствии с духом эпохи, разрабатывать «Коджу» решено было в одной из сталинских «шарашек». В качестве базы для будущего дизеля выбрали ярославский грузовик Я-5, способный брать на борт пять тонн. По тем временам очень существенный груз. Разработка была поручена Особому конструкторскому бюро при экономическом управлении ОГПУ, где работал арестованный, но признанный авторитетом в области теплотехники и двигателей профессор Николай Романович Брилинг.
Задача ставилась амбициозная: спроектировать оригинальный, полностью отечественный дизельный двигатель рабочим объёмом около 10 литров, развивающий 80–90 л.с. при 1700 мин, пригодный для установки на пятитонные грузовики и в перспективе — на более тяжёлые машины. Это означало, что советские конструкторы намеревались встать в один ряд с ведущими иностранными фирмами, уже освоившими подобные агрегаты, но сделать это в условиях ещё только развивающейся металлургической и машиностроительной базы.
Всё для индустриализации
Немного об отце будущего дизеля — Николае Романовиче Брилинге. Ученый вошел в историю как один из основателей отечественной науки о поршневых двигателях внутреннего сгорания.
Родившийся в 1876 году, он прошёл путь от инженера и исследователя в дореволюционной России до крупного учёного в СССР, внёсшего фундаментальный вклад в теорию поршневых двигателей, теплотехнику, динамику машин, а также в разработку паровых и газовых турбин. Его работы заложили основы отечественной школы конструирования автотракторных двигателей, а педагогическая деятельность способствовала подготовке целого поколения инженеров-мотористов. После революции его, профессора МВТУ, назначают заместителем председателя Центральной автомобильной секции РСФСР, которая позже трансформируется в Научный автомобильный и моторный институт (НАМИ). До 1925 года Николай Романович возглавляет это профильное учреждение.
Николай Романович Брилинг
С 1930 до 1933 года профессор в заключении в «шарашке», где и занимается проектированием «Коджу». К счастью, Брилинга не расстреляли, и он после заключения прожил долгую и плодотворную жизнь.
Но вернемся в 1931 год, когда в Особом конструкторском бюро при экономическом управлении ОГПУ стартовали работы над быстроходным дизельным мотором. Ключевые параметры определили в 1931 году: четырёхтактный цикл, шесть цилиндров в ряд, рабочий объём около 10 литров, мощность 82–87 л.с. при 1700 об/мин. Новаторским решением стал алюминиевый блок цилиндров с мокрыми вставными стальными гильзами и общей головкой — на уровне лучших зарубежных образцов. Реализация опиралась на трёхзвенную связку: ОКБ ОГПУ (разработка), Ярославский автозавод (изготовление и установка на шасси Я-5) и НАТИ (испытания и доводка).
В эволюции «Коджу» три этапа: опытный дизель 1933 года — 90 л.с. при 1600 об/мин; вариант «НАТИ Коджу» — 105–110 л.с. при 1800 об/мин; предсерийный МД-23 для Уфимского моторного завода — 133 л.с. За несколько лет мощность выросла почти в полтора раза без изменения рабочего объёма. Рядная шестицилиндровая схема обеспечивала хорошую уравновешенность, а четырёхтактный цикл — лучшую экономичность по сравнению с двухтактными решениями.
Алюминиевый блок со стальными гильзами, оснащёнными поперечными рёбрами жёсткости, был смелым шагом для начала 1930-х, учитывая ограниченные возможности металлургии. Этим «Коджу» походил на танковый В-2. Алюминий снижал массу, улучшал теплоотвод и позволял форсировать мощность, однако требовал тщательного обеспечения жёсткости конструкции. Задачу решали комплексно: разъём картера ниже оси коленвала формировал мощный нижний пояс; поперечные перегородки в плоскостях коренных опор служили рёбрами жёсткости; оребрённые гильзы улучшали турбулентность охлаждающей жидкости. Коренные и шатунные вкладыши из биметаллической ленты сочетали прочную стальную основу с антифрикционным слоем.
«Коджу» на испытаниях в НАТИ
Подобная комбинация материалов предъявляла высочайшие требования к точности изготовления. Сопряжения алюминий–сталь и алюминий–чугун были особенно чувствительны к разнице теплового расширения. Для советской промышленности, лишь осваивавшей массовое литьё алюминиевых сплавов, это стало серьёзным вызовом. Тем не менее опытные образцы изготовили в ноябре 1933 года — свидетельство быстро растущей технологической школы.
Сложности с «Коджу»
Успех дизеля во многом определялся топливной аппаратурой. На раннем этапе использовались импортные агрегаты Bosch с высоким давлением впрыска и точной цикловой подачей. Однако зависимость от зарубежных поставок противоречила стратегическим задачам: импорт был дорог, ограничен квотами, а сервисное обслуживание по всей стране — крайне затруднено. Встал вопрос о переходе на отечественные ТНВД и форсунки, что требовало создания целой производственной культуры: высокоточной механообработки, термообработки, притирки плунжерных пар.
Топливный насос «Коджу» — классический рядный плунжерный, с индивидуальным элементом на цилиндр. Регулирование подачи осуществлялось поворотом плунжера, изменявшим момент открытия отсечного окна. Переход на отечественную аппаратуру был и научным вызовом: требовалось подобрать материалы, устойчивые к кавитации и износу на нестабильном топливе, разработать методы доводки. «Коджу» в длительных пробегах выступал своего рода передвижной лабораторией, накапливая опыт для будущих поколений автодизелей.
В 1934 году ярославские грузовики с «Коджу» отправили в пробег Москва–Тифлис–Москва — сравнительные испытания с импортными аналогами. Маршрут включал равнины, горные подъёмы и участки с плохим покрытием. Фиксировались расход топлива, скорость, отказы, пусковые качества в разных климатических зонах.
Результаты впечатляли: первое место по лёгкости пуска и второе — по расходу топлива. В общем зачёте среди 40 двигателей от 15 фирм из 8 стран «Коджу» стал шестым, по пусковым качествам — третьим. Победу одержал немецкий D-0540 фирмы MAN, за ним — французский LC-3 и венгерский OML-65.
Дизельный автопробег «Москва–Тифлис–Москва» 1934 года
Далее началась подготовка серийного производства МД-23 на Уфимском моторном заводе — удалённом от западных границ и располагавшем промышленной базой. Однако по мере продвижения работ вскрылись системные ограничения.
Алюминиевый блок — конструктивное преимущество — стал ахиллесовой пятой. Массовое литьё крупногабаритных блоков требовало развитой литейной базы, которой ещё не было. Проблемы с точностью обработки проявлялись в гильзах, головке, посадочных местах. Для опытных образцов трудности преодолевались, но перенести этот уровень в массовое производство при дефиците кадров и давлении сроков оказалось невозможно.
Особо сложной была топливная аппаратура: производство ТНВД и форсунок требовало сверхточной обработки на микроуровне. Любые отклонения приводили к падению давления впрыска, неравномерности подачи, ухудшению пусковых и экономических показателей. Для импортных агрегатов такой уровень обеспечивался десятилетиями опыта; советские заводы лишь начинали осваивать высокоточную механику.
Постановка «Коджу» в серию требовала огромных средств и времени. В условиях нарастания международной напряжённости и перераспределения ресурсов в пользу военных проектов приоритеты сместились, и перспективный автодизель был отодвинут на второй план. Впереди была большая война — моторы требовались совсем иного класса.
Информация