Когда говорят о передовом вооружении, то в первую очередь подразумевают мощь оружия, способного нанести противнику сокрушительное поражение. Легендарный танк Т-34 стал олицетворением победы Советского Союза во Второй мировой войне. Но есть менее значимые составляющие, например, танковый двигатель В-2, без которого легенда не могла бы существовать.
Военная техника работает в самых тяжелых условиях. Моторы конструируются с учетом использования некачественного топлива, минимального обслуживания, но при этом они должны сохранять изначальные характеристики на протяжении долгих лет. Именно такой подход был воплощен в создании дизельного двигателя танка Т-34.
Прообраз двигателя
В 1931 году Советское правительство взяло курс на совершенствование военной техники. Тогда же Харьковский паровозостроительный завод им. Коминтерна получил задание на разработку нового дизельного двигателя для танков и самолетов.
Новизна разработки должна была заключаться в принципиально новых характеристиках мотора. Номинальная частота вращения коленвала дизелей того времени составляла 260 об/мин. Тогда, как в задании было оговорено, что новый двигатель должен выдавать 300 л.с, при частоте вращения 1600 об/мин. А это уже предъявляло абсолютно иные требования к методам разработки узлов и агрегатов. Технологий, которые бы позволяли создать подобный двигатель в Советском Союзе, не существовало.
Конструкторское бюро переименовали в Дизельное, и началась работа. После обсуждения возможных вариантов конструкции, остановились на V-образном 12-ти цилиндровом двигателе, по 6 цилиндров в каждом ряду. Он должен был запускаться от электрического стартера. На тот момент не было топливной аппаратуры, которая могла бы обеспечивать топливом подобный двигатель. Поэтому в качестве топливного насоса высокого давления, было решено установить ТНВД фирмы Bosch, который впоследствии планировалось заменить на насос собственного производства.
До создания первого испытательного образца прошло два года. Поскольку двигатель планировалось использовать не только в советском танкостроении, но и в самолетостроении на тяжелых бомбардировщиках, то специально оговаривался малый вес мотора.
Доработка мотора
Двигатель пытались создать из материалов, которые ранее не применялись для постройки дизелей. Например, блок цилиндров делали из алюминия, и он, не выдерживая испытаний на стенде, постоянно трескался. Большая мощность заставляла легкий несбалансированный мотор сильно вибрировать.
Танк БТ-5, на котором проводились испытания дизеля, так и не дошел своим ходом до полигона. Дефектовка мотора показала, что был разрушен блок картера, подшипники коленчатого вала. Для того чтобы конструкция, воплощенная в бумаге, перекочевала в жизнь, нужны были новые материалы. Оборудование, на котором делались детали, также не годилось. Не хватало класса точности изготовления.
В 1935 году Харьковский паровозостроительный завод пополнился опытными цехами по производству дизелей. Устранив какое-то количество недоработок, мотор БД-2А был установлен на самолете Р-5. Бомбардировщик поднимался в воздух, но низкая надежность двигателя не позволяла его использовать по назначению. Тем более что к тому времени подоспели более приемлемые варианты авиационных двигателей.
Подготовка дизеля к установке на танк шла с трудом. Приемную комиссию не устраивала высокая дымность, которая была сильным демаскирующим фактором. Кроме того, большой расход топлива и масла был неприемлем для военной техники, которая должна отличаться большим запасом хода без дозаправки.
Основные трудности позади
В 1937 году коллектив конструкторов доукомплектовали военными инженерами. Тогда же дизелю было присвоено название В-2, под которым он вошел в историю. Однако работы по усовершенствованию не были закончены. Часть технических задач были делегированы Украинскому институту авиадвигателестроения. Команду конструкторов дополнили сотрудниками Центрального института авиационных моторов.
В 1938 году проводились государственные испытания второго поколения дизелей В-2. Было представлено три мотора. Ни один не прошел тестов. У первого заклинил поршень, у второго растрескался блок цилиндров, а у третьего потек картер. Кроме того, плунжерный насос высокого давления не создавал достаточной производительности. Ему не хватало точности изготовления.
В 1939 году мотор был доработан и прошел испытания.
Впоследствии на танк Т-34 двигатель В-2 был установлен в этом виде. Дизельный отдел был реформирован в завод по производству танковых моторов, целью которого, был выпуск 10 000 единиц в год.
Окончательный вариант
В начале Второй мировой войны завод был срочно эвакуирован в Челябинск. ЧТЗ уже имел производственную базу для выпуска танковых моторов.
За некоторое время до эвакуации, дизель был опробован на тяжелом танке КВ.
Еще долгое время В-2 подвергался модернизациям и усовершенствованиям. Уменьшались и недостатки. Достоинства двигателя танка Т-34, позволяли судить о нем, как о непревзойденном образце конструкторской мысли. Даже военные эксперты считали, что замена в 60-70 годах В-2 новыми дизелями, была вызвана тем, что мотор устарел лишь с моральной точки зрения. По многим техническим параметрам он превосходил новинки.
Можно сравнить некоторые характеристики В-2 с современными двигателями, чтобы понять насколько он был прогрессивен для того времени. Запуск обеспечивался двумя способами: от ресивера со сжатым воздухом и электростартера, что обеспечивало повышенную “живучесть” двигателю танка Т-34. Четыре клапана на цилиндр повышали эффективность работы газораспределительного механизма. Блок цилиндров и картер были выполнены из алюминиевого сплава.
Сверхлегкий мотор выпускался в трех модификациях, отличавшихся мощностью: 375, 500, 600 л.с, для техники различного веса. Изменение мощности достигалось за счет форсирования - уменьшения камеры сгорания и повышения степени сжатия топливной смеси. Даже был выпущен мотор мощностью 850 л. с. На нем был применен турбонаддув от авиадвигателя АМ-38, после чего дизель был испытан на тяжелом танке КВ-3.
Уже в то время наметилась тенденция к разработке военных моторов, работающих на любом углеводородном топливе, что в условиях войны упрощает снабжение техники. Двигатель танка Т-34 мог работать как на солярке, так и на керосине.
Ненадежный дизель
Несмотря на требование наркома В. А. Малышева, дизель так и не стал надежным. Скорее всего, дело было не в недостатках конструкции, а в том, что производство, эвакуированное на ЧТЗ в Челябинске, нужно было разворачивать в огромной спешке. Материалы, которые требовались в соответствии со спецификациями, отсутствовали.
Два танка с двигателями В-2 были отправлены в Соединенные Штаты для изучения причин, приводящих к преждевременному выходу из строя. После проведения годовых испытаний Т-34 и КВ-1, было дано заключение, что воздушные фильтры совершенно не задерживают частицы пыли, и они проникают в двигатель, приводя к износу поршневой группы. Из-за недоработки технологии, масло, содержащееся в фильтре, вытекало через контактную сварку в корпусе. Пыль, вместо того, чтобы оседать в масле, беспрепятственно проникала в камеру сгорания.
На протяжении войны работа над надежностью двигателя танка Т-34 велась постоянно. В 1941 году моторы 4-го поколения едва могли отработать 150 моточасов, тогда как требовалось 300. К 1945 году срок службы двигателя смогли увеличить в 4 раза, а количество неисправностей сократилось с 26 до 9 на каждую тысячу километров.
Производственных мощностей ЧТЗ “Уралтрак” было недостаточно для военной промышленности. Поэтому было принято решение о строительстве заводов по выпуску двигателей в Барнауле и Свердловске. Они производили тот же самый В-2 и его модификации для установки не только на танки, но и на самоходные машины.
ЧТЗ “Уралтрак” также выпускал моторы для разнообразной техники: тяжелых танков серии КВ, легких танков БТ-7, тягачей тяжелой артиллерии “Ворошиловец”.
Танковый двигатель в мирной жизни
Карьера двигателя танка Т-34 не завершилась с окончанием войны. Доработка конструкции продолжалась. Она легла в основу для множества модификаций танковых V-образных дизельных двигателей. В-45, В-46, В-54, В-55 и др. - все они стали прямыми потомками В-2. У них была такая же V-образная, 12-цилиндровая концепция. Различные углеводородные смеси могли служить им топливом. Корпус выполнялся из алюминиевых сплавов и отличался легкостью.
Кроме этого, В-2 послужил прототипом для множества других моторов, которые не имели отношения к военной технике.
Гражданские суда “Москва” и “Москвич” получили такой же двигатель, какой стоял на танке Т-34, с небольшими изменениями. Эта модификация называлась Д12. Кроме этого, для речного транспорта выпускались дизели, которые представляли собой 6-ти цилиндровые половинки В-2.
Дизелем 1Д6 оснащались маневровые локомотивы ТГК-2, ТГМ-1, ТГМ-23. Всего этих агрегатов было выпущено свыше 10 тыс. единиц.
Карьерные самосвалы МАЗ получили дизель 1Д12. Мощность мотора составляла 400 л. с. при частоте вращения 1600 об/мин.
Интересно, что после доработок значительно вырос потенциал двигателя. Теперь назначенный моторесурс до капитального ремонта составлял 22 тыс. моточасов.
Характеристики и конструкция двигателя танка Т-34
Быстроходный, бескомпрессорный дизель В-2 имел водяное охлаждение. Блоки цилиндров располагались по отношению друг к другу под углом 60 градусов.
Работа мотора осуществлялась следующим образом:
- Во время такта всасывания через открытые впускные клапаны подается атмосферный воздух.
- Клапаны закрываются, и происходит такт сжатия. Давление воздуха увеличивается до 35 атм, а температура поднимается до 600 °C.
- В конце такта сжатия через форсунку топливный насос подает топливо под давлением 200 атм, которое воспламеняется от высокой температуры.
- Газы начинают резко расширяться, увеличивая давление до 90 атм. Происходит рабочий такт двигателя.
- Выпускные клапаны открываются, и отработанные газы выбрасываются в выхлопную систему. Давление внутри камеры сгорания понижается до 3-4 атм.
Затем цикл повторяется.
Пусковой механизм
Способ запуска танкового двигателя отличался от гражданского. Помимо электрического стартера мощностью 15 л. с, была пневматическая система, состоящая из баллонов со сжатым воздухом. Во время работы танка, дизель нагнетал давление 150 атм. Затем, когда было нужно завестись, воздух через распределитель поступал прямо в камеры сгорания, заставляя вращаться коленчатый вал. Такая система обеспечивала запуск даже с отсутствующим аккумулятором.
Система смазки
Смазывался мотор авиационным маслом МК. Смазочная система имела 2 масляных бака. Дизель имел сухой картер. Это было сделано для того, чтобы в момент сильного крена танка на пересеченной местности, двигатель не переходил на масляное голодание. Рабочее давление в системе было 6 - 9 атм.
Система охлаждения
Силовой агрегат танка охлаждался при помощи двух радиаторов, температура которых достигала 105-107 °C. Вентилятор работал при помощи центробежного насоса, работающего от маховика двигателя.
Особенности топливной системы
Топливный насос высокого давления НК-1 изначально имел 2-режимный регулятор, который впоследствии был заменен на всережимный. ТНВД создавал давление топлива 200 атм. Фильтры грубой и тонкой очистки обеспечивали удаление механических примесей, содержащихся в топливе. Форсунки были закрытого типа.
