Меньше дюжины: рядные потомки танкового дизеля В-2
В-4 или «половинка» В-2
До 12 и младше
Семейство быстроходных танковых дизелей с числом цилиндров меньше дюжины родилось не случайно. Его появление было заложено самой философией, которая возникла на Харьковском паровозостроительном заводе (ХПЗ) имени Коминтерна в начале 1930-х годов. Заводским отделом «400» руководил выдающийся организатор дизельного дела Константин Фёдорович Челпан. Вместе с ним работали ведущие конструкторы — Яков Ефремович Вихман, Иван Яковлевич Трашутин, а также начальник экспериментальной мастерской Н. П. Богданов. Они придумали модульную систему. В её основе лежал единый базовый цилиндр. Его диаметр составлял 150 мм, а ход поршня — 180 мм.
Сначала этот цилиндр прошёл стендовые испытания в виде одноцилиндрового отсека. Потом его проверили на двухцилиндровом отсеке. И только после того, как эксперименты подтвердили, что схема работает, конструкторы начали собирать настоящие многоцилиндровые моторы. Замысел Челпана и его коллег оказался провидческим. Имея отработанный цилиндр с поршнем, единую головку блока с четырьмя клапанами на цилиндр, одинаковые шатуны с плавающими поршневыми пальцами, общий клапанный механизм и одинаковые вспомогательные агрегаты, можно было строить целую линейку двигателей. Рядные и V-образные, шести-, восьми-, десяти- и двенадцатицилиндровые — все они перекрывали бы потребности самой разной техники: танков, артиллерийских тягачей, инженерных машин.
Первым живым воплощением этой идеи стал опытный дизель В-3. Его создали на рубеже 1935–1936 годов. Это был рядный шестицилиндровый двигатель мощностью 300 л.с. От позднейших серийных собратьев его отличали шестиплунжерный топливный насос и укороченный коленчатый вал. Но поршневая группа и гильзы цилиндров были полностью такими же, как у В-2. Двигатель поставили на опытный танк БТ-5 с дизельным мотором (БТ-5М) и на артиллерийский тягач «Ворошиловец».
«Ворошиловец» первоначально рассчитывали на шестицилиндровый В-3.
Полигонные испытания 1935–1936 годов выявили целый букет детских болезней — обычное дело для первых в своём роде конструкций. Чугунный блок оказался недостаточно жёстким. При неравномерном нагреве задних и передних цилиндров он деформировался. Причиной была плохая циркуляция охлаждающей жидкости. На наружной поверхности гильз цилиндров появлялась кавитационная эрозия. Она сосредотачивалась в плоскости качания шатуна. Топливная аппаратура инженера Кугеля с плунжерными парами работала с перебоями — подача была неравномерной. На тяжёлом топливе распылители форсунок закоксовывались. Прокладки головок блока пробивало. Это случалось из-за того, что силовые шпильки были затянуты слабо и неравномерно, деформировались от перепадов температур. Комиссия Главного автобронетанкового управления РККА сделала вывод: В-3 в принципе жизнеспособен, но требует коренной доработки. Прежде всего это касалось картера и системы охлаждения.
Тем временем в Харькове полным ходом шла работа над улучшенным вариантом — дизелем В-4. Его проектировали специально для лёгкого танка Т-50. К 1940–1941 годам двигатель довели до ума. В переписке его иногда называли шестицилиндровой «половинкой В-2». Это был четырёхтактный бескомпрессорный дизель мощностью 300 л.с. и рабочим объёмом 19,1 литра. От предшественника он отличался серьёзно усиленным картером. Боковые стенки верхней половины получили коробчатое сечение. Продольные рёбра нижней половины стали толще в поперечнике. Носок с восьмой опорой исчез — картер стал короче на 77 мм. Впускной коллектор был устроен так, что воздух равномерно распределялся по всем шести цилиндрам. Воздушный фильтр «Кимаф» поставили крышкой в сторону маховика, что облегчало обслуживание в моторном отделении танка.
Двигатель запускался двумя способами: электростартером и дублирующей системой сжатого воздуха через воздухораспределитель. Шестицилиндровый мотор давал Т-50 такую же удельную мощность, как у средних танков, и позволял разгоняться до 60 км/ч. Накопленный конструкторский опыт помог довести гарантийный моторесурс примерно до 200–250 часов — для предвоенного времени это был впечатляющий показатель. Но началась Великая Отечественная война. Завод-изготовитель пришлось эвакуировать. Производство Т-50 свернули, выпустив всего 75 машин. Поэтому В-4 так и остался малотиражной серией.
Не вышли за эскизно-макетную стадию и проекты восьми- и десятицилиндровых вариантов — В-8 и гипотетический V-образный В-10. В предвоенных планах Наркомата среднего машиностроения они значились как перспективные силовые установки для лёгких артиллерийских тягачей, быстроходных колёсно-гусеничных транспортёров снабжения и аэросанных буксиров. Война заставила сосредоточить все силы на выпуске В-2 для Т-34, КВ и ИСов. Но идея модульной гаммы не умерла. Вместе с оборудованием в Челябинск, а затем в Барнаул эвакуировали и конструкторский штаб. Специалисты сохранили и чертежи, и саму концепцию универсального шестицилиндрового дизеля. Этому мотору предстояло стать настоящей «рабочей лошадкой» советской лёгкой бронетехники на полвека вперёд.
Семейство В6
Возрождение концепции началось в 1949–1951 годах на Барнаульском заводе транспортного машиностроения («Барнаултрансмаш», БЗТМ). Под руководством главного конструктора Евгения Артемьева там создали дизель В-6 (заводской индекс 8Д6). Это был первый послевоенный серийный шестицилиндровый танковый двигатель. По сути, он представлял собой рядную «половину» В-2. Унификация с семейством В-2 была почти полной. Взаимозаменяемыми оставались гильзы цилиндров, поршни из алюминиевого сплава, поршневые пальцы плавающего типа, клапаны с пружинами, шатунные вкладыши из свинцовистой бронзы, форсунки закрытого типа (с четырёхдырочным распылителем и гидравлическим подъёмом иглы), а также водяной и масляный насосы. Различия были связаны только с компоновкой. Двигатель получил оригинальный необогреваемый семиопорный картер.
Рядный дизель В-4
Коленчатый вал сделали короче, с фланцем под маховик. На маховик напрессовывался зубчатый венец для запуска электростартером. Главные шатуны обходились без проушин для прицепных шатунов — у V-образного В-2 те были нужны. Топливный насос стоял шестиплунжерный.
Базовый В-6 с первых же дней стал сердцем лёгкого плавающего танка ПТ-76. Его приняли на вооружение Советской Армии в 1951 году. Для бронетранспортёра БТР-50П создали модификацию В-6В (8Д6-В) с коробкой отбора мощности — она приводила лебёдку. Этот вариант не был взаимозаменяем с танковым. Масло к коленчатому валу здесь подавалось через корпус коробки отбора мощности, которая крепилась к торцу картера вместо крышки центрального подвода. В июне 1954 года масляный фильтр «Кимаф» заменили на «Кимаф-СТЗ». Новый фильтр имел обратный клапан. Перед пуском после долгой стоянки он обеспечивал прокачку маслом — мелочь, но для ресурса критически важная.
С июня 1957 года на двигатели стали ставить систему термодымовой аппаратуры (ТДА). Она позволяла танку ставить маскирующую дымовую завесу — для этого топливо впрыскивали прямо в выпускной тракт. В 1960 году появились варианты В-6ПГ и В-6ПВ. Их картер впервые стал обогреваемым: в стенки залили электрические нагревательные элементы. Они питались от внешнего источника и подогревали масло до текучего состояния при морозах до минус сорока градусов. К 1962–1964 годам усилиями КБ БЗТМ и моторного бюро Сталинградского тракторного завода (СТЗ, начальник бюро Альгин) провели коренную модернизацию. Дизель В-6Б, помимо прочего, получил поршневую группу от танкового В-55 со стальными терморегулируемыми вставками в головки поршней. А В-55 — это глубоко модернизированный В-2 для танка Т-55.
Дизель В-6
Параллельно барнаульские инженеры разрабатывали форсированные версии. Они раздвинули границы возможностей рядной «половинки». Для зенитной самоходной установки ЗСУ-23-4 «Шилка» создали дизель В-6Р. На нём стоял топливный насос НК-6 с плунжерными парами увеличенного диаметра — до двенадцати миллиметров. Генератор на двигателе отсутствовал: его ставили отдельно, с приводом от раздаточной коробки трансмиссии. Мотор развивал 280 л.с. при 2000 оборотах в минуту — на 40 сил больше базового. Он устойчиво снабжал электроэнергией радиолокационно-приборный комплекс счетверённой зенитной установки. В 1969 году в серию пошла поздняя модификация В-6Р-1. Она получила улучшенные форсунки и модернизированную систему охлаждения. Это решило хроническую проблему перегрева пятого и шестого цилиндров. Ещё более мощный вариант — В-6М (заводской индекс 8Д6-280) — разработали в 1959–1960 годах. Он выдавал 300 л.с.
Этот мотор пошёл на шасси зенитно-ракетного комплекса 2К12 «Куб» и на опытную пусковую установку «Объект 910» комплекса «Луна-М». Одновременно изготовили опытные образцы с газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением воздуха наддува. Они показали мощность свыше 350 л.с. без снижения гарантийного ресурса. Но решение о серийном внедрении наддува на В-6 так и не приняли. Помешал консерватизм военной приёмки: там опасались, что эксплуатация станет слишком сложной.
В начале 1960-х годов советские конструкторы задумались: а что, если танковый дизель сможет работать не только на солярке, но и на бензине или авиационном керосине? В мае 1964 года Волгоградский тракторный завод выпустил пробную партию — девять танков ПТ-76БМ и один БТР-50П с экспериментальным мотором В-6М. Он мог переваривать дизельное топливо, автомобильные бензины А-66 и А-72, авиационный керосин ТС-1 и авиационный бензин Т-2. Для этого конструкцию серьёзно доработали.
Механик-водитель получил переключатель-упор, подстраивавший топливный насос под конкретный сорт горючего. Всё, что просачивалось в насосе и форсунках, стали аккуратно отводить обратно в каналы, а не терять. Толкатели и вал насоса начали смазывать моторным маслом вместо топлива. Давление подкачки подняли до 3–3,5 кгс/см². Через систему организовали непрерывную циркуляцию — примерно 90 литров топлива в час с возвратом в бак, чтобы не образовывались паровые пробки. Специальные трубки-сапуны выровняли давление во всех баках, чтобы их не раздувало парами.
Войсковые испытания прошли в Белорусском, Туркестанском и Дальневосточном округах. Они подтвердили: дизель способен работать на лёгких топливах по 200–250 часов без катастрофических отказов. Но выявились и досадные проблемы. Пары бензина проникали в боевое отделение и моторный отсек. А запуск прогретого мотора на бензине требовал слишком долгой прокрутки стартером.
Учтя этот опыт, конструкторы создали улучшенный двигатель В-6Д. Его испытывали в 1965–1966 годах в Самарканде и под Яворовом в Алтайском крае. Угол впрыска топлива увеличили до 34±0,5°. Впускной коллектор переделали — теперь воздух подводился центрально, чтобы цилиндры наполнялись равномерно. Поршневые маслосъёмные кольца хромировали. Втулки и вкладыши шатунов покрыли свинцом для быстрой приработки при смене топлива. Распылители форсунок обработали холодом, чтобы снять остаточные напряжения. Поставили новый топливоподкачивающий насос 896-4 от авиационного КБ. В результате удельный расход топлива составил 180 граммов на лошадиную силу в час — практически одинаковый для любого вида горючего. Гарантийный ресурс довели сначала до 350, затем до 500 моточасов. Появилась перспектива увеличить его до 1000 моточасов при работе на обычном дизельном топливе.
В конце 1950-х «Барнаултрансмаш» вместе с Уральским турбомоторным заводом развернул на базе всё того же шестицилиндрового блока целую гамму народнохозяйственных дизелей. Безнаддувный 1Д6 мощностью 150 л.с. стал сердцем тысяч дизель-генераторных установок на 100 кВт — они питали удалённые метеостанции, геологические партии, нефтепромыслы, насосные станции трубопроводов, узлы тропосферной линии «Север» и резервные командные пункты РВСН, причём в высшей степени автоматизации запускались и глушились сами, без человека.
Модификация 2Д6С2 с фрикционной муфтой сцепления пошла на карьерные экскаваторы ЭКГ, шнекороторные снегоочистители и шпалоподбивочные машины, а турбированный 2Д6Н-250С2 — на буровые станки и аварийные насосы. Но подлинной легендой стал судовой 3Д6 — вездесущий двигатель речного и прибрежного флота, который с реверс-редукторной передачей и в вариантах правого-левого вращения стоял на буксирах «Костромич», катерах «Ярославец» всех мыслимых назначений, пассажирских теплоходах «Москвич» и «Москва», паромах, пожарных катерах и десантных ботах, а его турбированный собрат 3Д6Н-235С2 разгонял пограничные катера и быстроходные теплоходы. И это далеко не весь функционал потомков легендарного В-2.
В-2, как ни один другой дизельный двигатель, оставил значимый след в технической истории Советского Союза и современной России. Конструкция из 30-х годов прошлого столетия настолько опередила свое время, что и сам танковый дизель, и его модульные варианты еще долго будут встречаться под капотами боевой и гражданской техники.
Информация