В-2

В-2 — советский V-образный 12-цилиндровый четырёхтактный быстроходный дизельный танковый двигатель водяного охлаждения с непосредственным впрыском (12Ч15/18).

В-2
изображение
В Музее истории танка Т-34
Тип:дизельный[1]
Объём:38880 см3
Максимальная мощность:500 л.с., при 1800 об/мин
Максимальный крутящий момент:2160[2] Н·м, при 1200 об/мин
Конфигурация:V-образный
Цилиндров:12
Клапанов:48
Ход поршня:180 мм (в левой группе) и 186,7 (в правой группе) мм
Диаметр цилиндра:150 мм
Степень сжатия:14 и 15
Система питания:топливоподкачивающий насос низкого и топливный насос высокого давления
Охлаждение:жидкостное
Клапанной механизм:DOHC
Материал блока цилиндров:алюминий
Материал ГБЦ:алюминий
Тактность (число тактов):четырёхтактный
Порядок работы цилиндров:1л—6п—5л—2п —Зл—4п—6л—1п—2л—5п—4л—Зп[3]
Рекомендованное топливо:дизельное топливо ДТ или газойль марки «Э» по ОСТ 8842

Содержание

Обозначение

Буквенные индексы для машиностроительных производств, введённые правительством СССР в 1930-х годах, стали использоваться в наименовании изделий, разработанных на этих производствах. Индекс «В» был присвоен дизельному цеху Харьковского паровозостроительного завода. Поэтому дизельному двигателю, разработанному и освоенному в этом цехе, было присвоено в 1937 году наименование «В-2». «2» — номер образца, принятого в производство[4].

История создания и производства

Разработан в 19311939 годах конструкторским коллективом дизельного отдела Харьковского паровозостроительного завода сначала под руководством К. Ф. Челпана, а затем, с 1938 года — под руководством Т. П. Чупахина, его заместителя по проектной работе — Я. Е. Вихмана, заместителя по опытно-производственной работе — И. Я. Трашутина. В конце 20 века большой вклад в создание современных модификаций танкового дизеля В-2 внёс главный конструктор (с 1981 года) головного КБ по двигателям ЧТЗ — В. И. Бутов.

Одновременно с В-2 в 1930 годах создавался авиадизель АН-1 конструктора А. Чаромского рабочим объёмом 61 литр (12Ч 18/20). Оба дизеля были близки по характеру протекания рабочего процесса, по общей компоновке и ряду конструктивных элементов.

Серийное производство В-2 началось 1 сентября 1939 года. Принят на вооружение РККА в том же году в трёх модификациях: В-2 (500 л. с.), В-2К (600 л. с.) для тяжёлых танков КВ и В-2В (375 л. с.).[5]

Модификации

К началу Великой Отечественной войны Моторостроительный завод № 75 освоил пять модификаций дизеля: В-2 (для лёгкого танка БТ-7М и первых серий среднего Т-34), В-2-34 (после модернизации в 1941 г. для Т-34), В-2К (для тяжелых танков КВ-1 и КВ-2), В-2В (для тягача «Ворошиловец») и шестицилиндровый рядный В-4 (для лёгкого танка Т-50).[5]. Также есть сведения о довоенном опытном В-5 мощностью до 700 л. с.[6].

Во время войны конструкторами Вихманом и Федотовым для танка ИС был разработан двигатель В-2ИС (520 л. с., опытные варианты были форсированы до 650 л. с.). Одним из его достоинств был электроинерционный стартёр, работавший как от электропривода, так и от рукоятки. Был оставлен и дополнительный воздушный пуск.

Осенью 1943 года в Челябинске началась разработка новых, более совершенных модификаций для тяжёлых танков. Итогом этих работ стал двигатель В-11, послуживший прототипом для всех следующих безнаддувных дизелей В-44, В-54 и других[7].

Помимо вышеупомянутых серийных были разработаны также несколько опытных модификаций для тяжёлых танков, например, форсированный по оборотам до 700 л. с. В-2СФ и В-2СН с центробежным нагнетателемruen от авиамотора АМ-38. В-2СН развивал мощность до 850 л. с. и испытывался на танке ИС-3. Впоследствии был доведён и прошёл испытания 750-сильный В-12 с нагнетателем от АМ-38Ф, первый серийный с наддувом.

Производители

До Великой Отечественной войны производился только на моторостроительном заводе № 75 (филиале Харьковского паровозостроительного завода), подрядчиками выступали ХТЗ, Челябинский и Кировский (г. Ленинград) заводы.

После начала войны выпускался на Сталинградском тракторном заводе и в Свердловске на заводе № 76. В октябре 1941 года завод № 75 был эвакуирован в Челябинск на площадку ЧТЗ. Туда же переехал Кировский завод. Все они были объединены в огромный Танкоград. Этот завод стал главным производителем В-2 во время войны (около 50 тысяч двигателей, включая двигатели произведённые в Харькове). Позднее, в 1942 году, выпуск В-2 был освоен и на заводе № 77 в Барнауле.

По состоянию на 2012 год производство модификаций двигателя В-2 продолжается на Челябинском тракторном заводе , Барнаултрансмаше и Уральском дизель-моторном заводе.[8][9][10] .

Конструкция

 
Двигатель В-2-34 в музее в Пароле
 
Он же
 
Он же, виден главный фрикцион и КПП
 
Установка Д12А-525 между кабинами тягача МАЗ-7310

Объём 38,8 л, степень сжатия 14 и 15. Номинальная мощность двигателя составляла 450 л. с. при 1750 об./мин., эксплуатационная — 400 л. с. при 1700 об./мин., максимальная — 500 л. с. при 1800 об./мин. Масса двигателя - около 1000 кг. Диаметр цилиндра 150 мм. Ход поршней левой группы 180 мм, правой — 186,7 мм. Цилиндры располагались V-образно под углом 60°.

Изначально двигатель разрабатывался для применения в авиации — на тяжёлых бомбардировщиках. Это обстоятельство определило некоторые конструктивные особенности дизеля, нехарактерные для двигателей сухопутных машин, и обусловило весьма высокое техническое совершенство двигателя. Среди них:

  • облегчённая конструкция с широким использованием лёгких сплавов (впрочем, в середине войны из-за недостатка алюминия пришлось на время заменить силумин чугуном);
  • верхнее расположение распределительных валов, по два в каждой головке двигателя (DOHC);
  • 4 клапана на цилиндр;
  • сухой картер;
  • непосредственный впрыск топлива, струйное смесеобразование;
  • привод всех агрегатов и систем двигателя посредством конических зубчатых передач и промежуточных наклонных валов;
  • использование стальных шпилек в качестве основного силового элемента для стягивания головки, блока цилиндров и картера.

Однако довести мощность до требований авиаторов (1000—1500 л. с.) даже путём применения наддува не удалось, и конструкция двигателя была откорректирована для установки на танки.

Семейство двигателя В-2

Двигатель В-2 является родоначальником целого семейства быстроходных дизелей. Кроме 12-цилиндровых серийных модификаций В-2 (В-2К и В-2В) до войны была также освоена и «половинка» от двенадцатицилиндрового дизеля под обозначением В-4, но её история сложилась не очень удачно. В 1941 году В-2 был модернизирован и получил название В-2-34[11]. Во время войны разработаны и начали выпускаться В-2ИС (он же В-2-10), В-2-34М (он же В-34), В-2-44 (он же В-44) и В-11-ИС-3.

В 1945—1946 годах под руководством Я. Вихмана в СКБ-75 (моторном КБ при ЧТЗ) была закончена доводка В-12, предназначавшегося для танка ИС-4[12]. С 1949 по 1950 годы для другого тяжёлого танка, Т-10, разрабатывался 700-сильный мотор В-12-5 (А-5), в котором, в частности, использовался нагнетатель от АМ-42, некоторое новшества которого были использованы в 1950 году при модернизации двигателя до В-12М[13]. В 1953 году заменой генератора с трёхкиловаттного на пятикиловаттный был создан двигатель В-12-5Б (А-5Б), пошедший в серию в 1956 году[13]. Более серьёзная модернизация прошла в 1954, когда был разработан В-12-6Б (А-6Б), через три года пошедший в серию[13]. Модификация с более мощным на 1,5 кВт генератором получила индекс В12-6В (А-6В) и была запущена в серийное производство на следующий год, необходимость этого была вызвана повышенным энергопотреблением новых стабилизаторов[14].

Помимо повышения характеристик серийной продукции ЧТЗ проводились и опытно-конструкторские работы, результатом которых стали эскизный проект 850-сильного В-7 в 1954 году и В12-7 (А-7) мощностью 1000 л. с. в 1956[14]. Последний в 1959 году испытывался в тяжёлом танке Объект 770 и макете ракетного танка Объект 282[14]. Тогда же из-за неполадок трансмиссии и ходовой провалил испытания опытный Т-10М (Объект 272) с 800-сильным двигателем В12-6Ф (А-6Ф)[15]. Наконец, в 1962—1963 годах проводились опыты с многотопливным В-12-6БМ.[15]

На протяжении нескольких десятилетий после войны кроме дизелей В-12 семейство пополнилось танковыми двигателями В-45, В-46, В-54, В-55, В-58, В-59, В-84, В-85, В-88, В-90, В-92, В-92С2Ф (В-93) и их различными модификациями, как серийными, выпускавшимися в основном на ЧТЗ, так и опытными.

На базе двигателя В-2 во второй половине 1940-х — в начале 1950-х годов были созданы и освоены на Барнаултрансмаше облегченные быстроходные дизели для различных отраслей народного хозяйства — сначала шестицилиндровые Д6, а потом и 12-цилиндровые Д12. Дефорсированный Д6 получил широкое распространение на речных судах.

Двигатель 3Д6 устанавливался на:

Двигатель 3Д12 устанавливался на:

  • буксиры ЛС-56А,
  • РТ проекта 911А и, позже, для отдельных речных бассейнов на суда проекта 911В[источник не указан 2440 дней]
  • судно на воздушной подушке «Луч» (форсированный до 520 л. с.)

Модификация 1Д6 применялась на тепловозе ТГК2, дрезине ДГК (широкой колеи), а 1Д12-применялась на большегрузных автомобилях МАЗ-525 и МАЗ-530, тепловозах ТУ2, ТУ7 железных дорог узкой (750 мм) колеи, тепловозах ТГМ1, ТГМ23, ТГМ40 нормальной (1520 мм) колеи. Также применялся в ВС СССР и РФ как привод генератора переменного тока АД-100 (100 кВт).

На тракторе ДЭТ-250 сначала стоял двигатель этого семейства В-748[16], позже В-30, В-31. На гусеничном тягаче высокой проходимости АТ-Т, а также инженерных машинах, созданных на его шасси (МДК-2, БАТ-М, БТМ-3) устанавливались двигатели А-401 и В-401. На инженерной машине разграждения ИМР, созданной на основе Т-55 стоял двигатель В-55.

На базе двигателей семейства В-2 в конце 1950-х — начале 1960-х годов на «Барнаултрансмаше» под руководством главного конструктора Б. Г. Егорова было создано новое поколение танковых двигателей — УТД (универсальный танковый дизель). При этом была сохранена в основном технологическая преемственность с производством двигателей В-2 (Д-12). В частности такие важные показатели, как расстояние между осями цилиндров (175 мм) и диаметр цилиндров (150 мм) одинаков с В-2. Первым в серию в 1965 году запущен шестицилиндровый УТД-20 с уменьшенной(в сравнении с В-2) высотой за счёт увеличенного до 120° угла развала цилиндров и размерности 15/15 мощностью 300 л. с. для БМП-1 и БМП-2. Вариант для БМД-1 и БМД-2 мощностью 240 л. с. при более низких оборотах получил обозначение Д-20. Для БМП-3 в конце 80 годов был разработан десятицилиндровый УТД-29[17].

Наследником В-2 также является новое поколение X-образных четырёхтактных танковых дизелей производства ЧТЗ семейства 2В размерности 15/16. Первенцем этого семейства в серии стал шестицилиндровый (половинка от Х-12) «боксёр» 2В-06 для БМД-3 и БТР-90.

По состоянию на 2012 год дизели Д6, Д12, Д20 продолжают производиться на ОАО «Барнаултрансмаш», а дизели В-31, В-46, В-58, В-59, В-84, В-92С2Ф на ЧТЗ.

Оценка проекта

Разработанный в основе своей в 30-х годах дизель В-2 и его последующие модернизации даже по состоянию на начало XXI века характеризуются высокими удельными параметрами, их удельная масса составляет всего 1,9 кг/л. с.(для В-2), а удельный расход топлива — 168 г/л. с.·ч (для Д12А-375А). Недостатки же обусловлены главным образом технологическими и иного характера ограничениями, имевшимися на момент разработки двигателя и его постановки в производство, в частности:

  • неэффективная работа маслосъёмных колец устаревшей конструкции — как следствие, большой расход масла на угар — 20 г/л. с.·ч;
  • унаследованная от авиационного проекта схема 4 клапанов на цилиндр, ненужная при меньшей мощности;
  • сложная схема приводов распределительных валов, содержащая большое количество механических передач (в 1930-х годах ещё не существовало приводных цепей, способных работать на высоких скоростях) — как следствие — повышенный уровень шума, низкий ресурс, сложность в обслуживании;[источник не указан 2450 дней]
  • сложный сборный коленвал, стоимость которого составляет около 30 % от всего двигателя — в 1930-х годах ещё не существовало способов объёмной штамповки столь крупных деталей;
  • неэффективная система электростартерного пуска (низкий КПД стартёра СТ-712, неоптимальное передаточное число).
  • высокая скорость роста давления на поршневую группу (так называемая жёсткость работы двигателя), ведущая к уменьшению общего ресурса. Причина этого в не совсем эффективном смесеобразовании, которое обусловлено в большой мере выбранной формой камеры сгорания, количеством сопловых отверстий и некоторыми другими деталями[18].
  • отсутствие совместной балансировки коленчатого вала и маховика, не позволяет существенно увеличить ресурс.
  • сборка и настройка двигателя с использованием малоквалифицированной рабочей силы приводила к браку в производстве, в особенности в первые военные месяцы. Из-за отсутствия качественной регулировки клапанов, сложной многошестерневой конструкцией передачи с маховика на ГРМ, весьма частым происшествием становилась встреча клапанов с поршнями. Двигатели первых выпусков не всегда могли наработать нормативные 50 мото/часов даже в стендовых условиях; при этом конструкция, при всей своей сложности, всё же обеспечивала высокую ремонтопригодность, вплоть до переборки мотора в полевых условиях.

Тем не менее, за долгие годы серийного выпуска дизелей В-2, Д12 и Д6 их конструкция, несмотря на появление новых материалов и технических решений, позволяющих сравнительно легко устранить указанные недостатки, практически не претерпела изменений.

Примечания

  1. Дизельный двигатель В-2
  2. Танк Т-34-85. Руководство по матчасти
  3. Танк Т-34-85. Руководство по матчасти
  4. А. В. Исаев. Антисуворов. — М.: Яуза, Эксмо, 2006. — С. 144.
  5. 1 2 В-2: путь в серию
  6. Тяжёлые танки Т-150, КВ-220 и КВ-3 (об.223)
  7. Легендарный В-2: три страницы судьбы
  8. ОАО ХК «Барнаултрансмаш»
  9. Продукция ЧТЗ
  10. ТД УМЗ (недоступная ссылка)
  11. Под редакцией И. Я. Трашутина. Танковые дизели. — М.: Военное издательство МО СССР, 1959. — С. 3.
  12. Отечественные бронированные машины 1945-65 - 0161.htm
  13. 1 2 3 Отечественные бронированные машины 1945-65 - 0162.htm
  14. 1 2 3 Отечественные бронированные машины 1945-65 годов - 0163.htm
  15. 1 2 Отечественные бронированные машины 1945-65 - 0164.htm
  16. Б. Ф. Косенко., Б. П. Тюркин., Н. Г. Шепеленко. Отечественные тракторы. Справочник. — Машгиз, 1962. — С. 458—462.
  17. Е. А. Зубов. Двигатели танков.. — М.: НТЦ „Информтехника“, 1995. — С. 35-54.
  18. Под редакцией д-ра техн. наук М. С. Ховаха. Автомобильные двигатели. — М.: "Машиностроение", 1977. — 321—325 с.

Ссылки