Experiment och evolution
I tankbyggnadsvärlden blev användningen av höghastighetsmotorer för tankar guldstandarden först i slutet av 50-talet. Natoländerna insåg att det var dags att bli av med bensinkraftverk mycket senare än Sovjetunionen, men kom snabbt ikapp. Inhemsk tankmotorbyggnad under efterkrigstiden baserades på det beprövade V-2-konceptet, som hade gått igenom brand-, vatten- och kopparrör under det senaste decenniet.
Under det stora patriotiska kriget spelades den ledande rollen i moderniseringen av B-2 av seriedesignbyrån # 75 i Chelyabinsk. I "Tankograd" under krigsåren bildades ett enormt motorbyggnadskomplex, uteslutande anpassat för tillverkning av dieselmotorer i V-2-serien. Å ena sidan gjorde detta det möjligt att på allvar spara på storskalig produktion av motorer, och å andra sidan skapade det svårigheter att omprofilera webbplatsen. I boken "Tankmotorer (från tankbyggnadens historia)" ger E. A. Zubov i detta avseende även beräkningar om kostnaderna för utvecklingsarbete för små utländska tillverkare och industrigiganter. I genomsnitt får ett litet företag en avkastning på varje investerad dollar 24 gånger mer än, säg, jätten Ford eller General Motors. I Sovjetunionen fanns det en överväldigande majoritet av stora motorbyggnadsanläggningar, vilket ledde till en viss konservatism i innovativ utveckling.
En av de första modifieringarna av en tankdieselmotor i Chelyabinsk var moderniseringen av V-2K, avsedd för tunga tankar. Dieselmotorns vridmoment ökades, effekten höjdes till 650 liter. med., medan dieselmotorns maximala varvtal inte rörde - vevmekanismen för ökade laster kunde inte stå emot. Detta uppnåddes genom att justera högtrycksbränslepumpen och öka bränsletillförseln per cykel. Sedan var det V-2IS, som lyckades minska höjden med 200 mm och genomföra ett antal mindre förbättringar. En av de obestridliga fördelarna med IS-tanken utrustad med en sådan dieselmotor var 220 kilometer lång räckvidd på en tankning, medan T-VI Tiger bara kunde köra 120 kilometer på tanken. En sådan effektökning ökade dock inte motorresursen - förrän i slutet av 40 -talet översteg den inte 300 motorcykeltimmar. Redan under kriget blev det klart att en ytterligare ökning av kraften hos B-2 med en ytterligare ökning av motorresursen endast var möjlig med hjälp av trycksättning. En av de första var V-12 med en AM-38F driven centrifugal kompressor, vilket gjorde att motorn kunde utveckla 750 hk. med. och gav ett vridmoment på 3000 Nm. I november-december 1943 klarade motorn framgångsrikt 100-timmars tester, men efter bara sex månader kunde den inte längre upprepa dem. I början av 1944, B-2 för tunga tankar, beslutades det att byta till en ny B-11 på en gång för 700 hk. s., och i juli samma år skulle Kirov -fabriken producera 75 motorer per månad. Som ett resultat dök de första seriemotorerna upp först i slutet av april 1945 och installerades på IS-3, som inte hade tid att slåss. 1947 dök de första V-12-serierna för IS-4 upp på ChTZ, som tillverkades i olika modifieringar fram till början av 60-talet. Motorer i den "tunga" serien installerades på T-10, T-10M och ett par prototyper.
Sverdlovsk-anläggningen nr 76 (Turbinanläggning), som också ägnade sig åt tillverkning av tankmotorer, kunde hösten 1944 skapa sin egen version av en djup modernisering av den legendariska dieselmotorn, som heter B-14. Det var en 700-hästars motor med en cylinderdiameter utökad till 160 mm, vilket ökade slagvolymen till 44,3 liter. Bänkprov utfördes också på den överladdade B-14M (arbetsvolymen ökades till 44,3 liter), med en kapacitet på 800 liter. med. En efterlängtad nyhet dök upp på båda motorerna - cylinderblocket skjuts nu samtidigt som huvuden, vilket eliminerade det ökända problemet med gasfogen. Detta var den direkta förtjänsten för designern Timofey Chupakhin, som hade kläckt en liknande idé sedan slutet av 30 -talet. Ett nytt, styvare vevhus uppträdde också på B -14, som blev en stödkonstruktion - detta ökade tillförlitligheten hos vevaxel- och kolvgruppens lager.
Supercharged och non-supercharged
Anmärkningsvärt är utvecklingsarbetet som ägde rum vid GBTU: s träningsplats för Sovjetunionens väpnade styrkor, vars syfte var att öka kraften i B-2 utan tryck. Sedan bekräftades det återigen att placeringen av luftrenarna i tankens motorrum direkt påverkar påfyllningen av dieselcylindrar med luft. Det visade sig att motorerna T-34 och IS-2 i stort sett "svalde" luften som värms upp av sin egen värme (upp till 60 grader), vilket tillsammans med igensatta filter minskade effekten med 10% på en gång. Processens fysik är mycket enkel - kall luft är tätare, därför suger motorn i en arbetscykel mer och bränslet brinner mer fullständigt i cylindrarna. Med varm luft är situationen motsatt.
Baserat på resultaten av arbetet på GBTU -deponin drogs i allmänhet slutsatsen att utan en kritisk minskning av motorns resurs kan dess effekt bara höjas till 600 hk. med. Vidare bara med en turbin. I den naturligt aspirerade versionen accelereras basen V -2 med hjälp av en rad olika åtgärder - att minska luftmotståndet vid inloppet, installera ett ringformigt insugningsrör för enhetlig fyllning av cylindrarna i båda motorhalvorna (detta spionerade på från Tysk tankdiesel Mercedes-Benz 507) och utvecklingen av en ny injektionspump. Den senare var också planerad att lånas av Bosch, vars pumpar var monterade på Mercedes-Benz 503A dieselmotorer. Det rekommenderades också att minska justeringstoleransen för serieinjektionspumpar när det gäller mängden bränsletillförsel från 6% till 3%. Detta arbete var en del av ett stort projekt för modernisering av B-2 på platsen för Chelyabinsk traktoranläggning, vars ledning inte alls ville göra drastiska förändringar i produktionscykeln.
Som du vet är det möjligt att öka motorns effekt genom att öka arbetsvolymen (lägg till cylindrar eller helt enkelt öka deras dimension), och detta i sin tur krävde allvarliga förändringar i konstruktionen. Därför har turboladdning blivit den viktigaste efterkrigstrenden i moderniseringen av B-2.
Ingenjörerna påpekade att införandet av en sådan lösning skulle öka literkapaciteten med 50-100% på en gång, medan den centrifugaldrivna kompressorn tycktes vara den mest optimala, vilket ger högre ekonomiska indikatorer. Vi var tvungna att stå ut med att allt detta oundvikligen skulle orsaka ökade mekaniska och termiska belastningar på motorn.
Nästa uppgift för motorbyggarna var att öka motorgarantins drifttid till 500-600 timmar. För att genomföra tankens rörelse under undervattensförhållanden var det också nödvändigt att säkerställa tillförlitligheten för motorernas drift med ökade motstånd vid inlopp och utlopp.
Flera Sovjetunionens tillverkare deltog i en slags tävling om den mest framgångsrika modifieringen av B-2. Förutom ovannämnda chef SKB # 75 från Chelyabinsk, anläggning # 77 "Transmash" i Barnaul var engagerad i deras program.
Diesel V-16, skapad av sibiriska ingenjörer, utvecklade 600 hk utan turboladdning. med. och kännetecknades av frånvaron av en högtrycksbränslepump i vanlig mening. Det har alltid varit en problematisk enhet V -2, och i Barnaul beslutades att ersätta den med individuella enhetsinjektorer för varje cylinder - på många sätt en genombrottslösning som blev utbredd långt senare. Barnaul-ingenjörerna utvecklade B-16-temat till en hel familj-det fanns en 700-hästarsversion för tunga tankar och en 800-hästars superladdad B-16NF. De utvecklade till och med ett par två dieselmotorer, från vilka 1200 hk togs bort vid montern. med. Men allt arbete med projekten begränsades antingen på grund av nedläggningen av utvecklingen av experimentella tankar som de byggdes för, eller på grund av den allmänna kylningen av staten mot tankens tema.
I början av 1950 -talet hade ledningen intrycket att alla militära problem kunde lösas med missiler, medan resten av beväpningen hade en underordnad roll. Nykterheten kom någonstans 1954, när Natoländerna började, om inte för att komma förbi tankmotorbyggnadsprogrammet i Sovjetunionen, åtminstone för att minska klyftan. Chelyabinsk multi-fuel V-27, utrustad med en TKR-11F turboladdare och som utvecklar en kapacitet på 700 hk, har blivit en riktig symbol för väckelsen. med. I framtiden utvecklades designen till de välkända B-46-6 och B-84, som blev de verkliga kronorna i B-2-konceptet.
Nästa tillverkare, inkluderad i loppet för efterkrigstidens förbättring av B-2, var den tidigare nämnda Ural Turbomotor Plant, som utvecklade en version av motorn under bokstaven "M". Det var en djup omprövning av dieselkonceptet, varav de flesta var helt nya. V-2M fick två TKR-14 turboladdare, som i framtiden skulle vara utrustade med laddluftkylningsenheter-en revolutionerande lösning vid den tiden. Nu kan sådana enheter (intercoolers) hittas i motorerna på mainline -traktorer. Förutom turboladdning fick motorn en ny injektionspump, förbättrade kyl- och smörjsystem, samt många förstärkta enheter jämfört med förfadern. År 1968 var motorn klar, men svårigheterna med lanseringen i produktion, liksom dess stora dimensioner, bidrog inte till att den antogs. Men många av Sverdlovsk -konstruktörernas lösningar användes i nästa generations tankdieselmotorer.
Tyskar, stridsvagnar och dieslar
Dieselisering av medelstora och tunga fordon på 40 -talet i Sovjetunionen var en unik händelse i världens industrihistoria. Ingen i världen, utom Japan, har använt dieselmotorer på pansarfordon så massivt. För jämförelse: den amerikanska "Sherman" av sina tretton modifieringar hade bara en M4A2 med ett två dieselmotorverk. Varför kom till exempel i Tyskland under kriget inte tanken på att installera en dieselmotor i en tank? Det finns många versioner, som börjar med brist på aluminium- och legeringsstål och slutar med inkompetensen hos tyska ingenjörer när det gäller att skapa landtunga dieselmotorer. Intressant i detta avseende är åsikten från seniortekniker-löjtnant S. B. Chistozvonov, som han uttalade på sidorna i Bulletin of Tank Industry för 1944 (nr 2-3).
I artikeln "Tyska tankmotorer" analyserar författaren tillräckligt detaljerat fiendens motorer som existerade vid den tiden och analyserar i slutet orsakerna till att tyskarna vägrade tankmotorer. Chistozvonov påpekar med rätta att i Nazityskland redan före kriget fanns Junkers och Daimler-Benz flygplan dieslar, som efter en liten modifiering mycket väl kunde ha installerats i pansarfordon. Tyska ingenjörer ansåg det dock opraktiskt. Varför? Bland fördelarna med en dieselmotor noterar författaren faktiskt bara en relativt låg bränsleförbrukning (20-30% lägre än en förgasaranalog) och låg bränslekostnad. Löjtnant Chistozvonov föreslår i artikeln att tyskarna inte engagerade sig i en dieselmotor, eftersom en bensinmotor är billigare, enklare, mer kompakt, mer tillförlitlig i kallt väder, inte kräver knappa legerade stål och högkvalificerat arbete av montörer.
Samtidigt är livslängden för en tank på slagfältet så kort att den mer än eliminerar alla fördelar med en dieselmotor (läs: B-2). Författaren anser att idéerna om brandsäkerhet för motorer med kompressionständning är långsökt - träff av en projektil i tanken, motorrummet eller en enkel Molotov -cocktail kommer garanterat att orsaka brand i MTO på en tank med en dieselmotor. I detta fall hade dieseltanken ingen fördel jämfört med bensintanken. Tysklands specifika bränslebalans spelade också en roll vid valet av typ av kraftverk för tankar. Syntetiska bensiner, bensen och alkoholblandningar rådde i den tyska balansräkningen och var olämpliga som bränsle för dieselmotorer. Generellt visade sig artikeln för 1944 vara väldigt fet.
I slutet av artikeln finns en intressant kommentar från redaktionen för Tank Industry Bulletin:
"Argumenten som motiverar tyskarnas vägran att använda dieselmotorer på sina tankar är författarens antagande."
