V 2. Zdroj: "Ural Turbine Plant. 80 let vytváření energie"
Zkušenosti a evoluce
Ve světovém stavění tanků, použití vysokootáčkových dieselových motorů pro tanky se staly zlatým standardem až koncem 50. let. Země NATO si uvědomily, že je čas zbavit se benzinových elektráren mnohem později než Sovětský svaz, ale ztracený čas rychle dohnaly. Tuzemská stavba tankových motorů v poválečném období sázela na osvědčenou koncepci B-2, která prošla během předchozího desetiletí požárem, vodou a měděnými trubkami.
Během Velké vlastenecké války sehrála vedoucí roli v modernizaci V-2 sériová konstrukční kancelář č. 75 v Čeljabinsku. Během válečných let vznikl v Tankogradu obrovský motorový komplex, zřízený výhradně pro výrobu dieselových motorů řady V-2. Na jedné straně to umožnilo vážně ušetřit na velkosériové výrobě motorů a na druhé straně to způsobilo potíže s reprofilací místa. V knize Tankové motory (od příběhy E. A. Zubov v tomto ohledu dokonce uvádí propočty nákladů na vývojové práce malých zahraničních výrobců a průmyslových gigantů. V průměru se malé firmě vrátí každý investovaný dolar 24krát více než například gigant Ford nebo General Motors. V Sovětském svazu existovala naprostá většina velkých závodů na výrobu motorů, což vedlo k určitému konzervatismu v inovativním vývoji.
Diesel V-14. Zdroj: "Tankové motory (z historie stavby tanků)"
Jedním z prvních vylepšení tankového dieselu v Čeljabinsku byla modernizace V-2K, určeného pro těžké tanky. Diesel zvýšil točivý moment, výkon se zvýšil na 650 koní. s., zatímco maximální rychlost dieselového motoru nebyla dotčena - klikový mechanismus zvýšeného zatížení nemohl vydržet. Toho bylo dosaženo překonfigurováním vysokotlakého palivového čerpadla a zvýšením dodávky paliva na cyklus. Další byl V-2IS, kterému se podařilo snížit výšku o 200 mm a provést řadu drobných vylepšení. Jednou z nesporných výhod tanku IS vybaveného takovým dieselovým motorem byl dojezd 220 kilometrů na jednu čerpací stanici, zatímco T-VI Tiger mohl na nádrž ujet pouze 120 kilometrů. Takové zvýšení výkonu však neumožnilo zvýšit zdroj motoru - až do konce 40. let nepřesáhlo 300 motohodin. Již během války se ukázalo, že další zvýšení výkonu V-2 s dalším zvýšením zdroje motoru bylo možné pouze pomocí přeplňování. Jedním z prvních byl V-12 s AM-38F poháněným odstředivým kompresorem, který umožnil motoru vyvinout 750 koní. S. a poskytoval točivý moment 3000 Nm. V listopadu až prosinci 1943 motor úspěšně prošel 100hodinovými testy, ale po pouhých šesti měsících je již nemohl opakovat. Na začátku roku 1944 bylo rozhodnuto změnit V-2 pro těžké tanky na nový V-11 okamžitě se 700 hp. s. a v červenci téhož roku měl závod Kirov vyrábět 75 motorů měsíčně. V důsledku toho se první sériové motory objevily až na konci dubna 1945 a byly instalovány na IS-3, které nestihly válčit. V roce 1947 se u ChTZ objevily první sériové V-12 pro IS-4, které se v různých modifikacích vyráběly až do začátku 60. let. Motory "těžké" řady byly instalovány na T-10, T-10M a několik experimentálních strojů.
Ural Turbine Works. Zdroj: "Ural Turbine Plant. 80 let vytváření energie"
B-2 v závodě Ural Turbine (Turbo Engine) Plant. Zdroj: "Ural Turbine Plant. 80 let vytváření energie"
Sverdlovský závod č. 76 (Turbine Plant), zabývající se rovněž výrobou tankových motorů, dokázal na podzim roku 1944 vytvořit vlastní verzi hluboké modernizace legendárního dieselového motoru, který dostal jméno V-14. Jednalo se o motor o výkonu 700 koní s průměrem válců prodlouženým na 160 mm, což zvýšilo pracovní objem na 44,3 litru. Byly provedeny také bench testy přeplňovaného V-14M (pracovní objem byl zvýšen na 44,3 litrů), který má kapacitu 800 litrů. S. Na obou motorech se objevila dlouho očekávaná novinka - košile bloku válců byla nyní odlita současně s hlavami, čímž odpadl notoricky známý problém plynového spoje. O to se přímo zasloužil designér Timofey Chupakhin, který podobný nápad spřádal již od konce třicátých let. Také na V-30 se objevila nová, pevnější kliková skříň, která se stala nosnou konstrukcí - to zvýšilo spolehlivost ložisek klikového hřídele a skupiny pístů.
S a bez boostu
Pozoruhodné jsou vývojové práce, které probíhaly na zkušebním místě GBTU ozbrojených sil SSSR, jejichž účelem bylo zvýšení výkonu atmosférického B-2. Poté se opět potvrdilo, že na plnění naftových válců vzduchem má přímý vliv umístění čističů vzduchu v motorovém prostoru nádrže. Ukázalo se, že motory T-34 a IS-2 do značné míry „polykaly“ vzduch ohřátý vlastním teplem (až 60 stupňů), což ve spojení s ucpanými filtry okamžitě snížilo výkon o 10 %. Fyzika procesu je velmi jednoduchá - studený vzduch je hustší, respektive v jednom pracovním cyklu ho motor více nasaje a palivo se ve válcích plněji prohoří. S teplým vzduchem je situace opačná.
Obecně se na základě výsledků práce na zkušebním místě GBTU dospělo k závěru, že bez kritického snížení zdroje motoru lze jeho výkon zvýšit pouze na 600 hp. S. Dále jen s turbínou. V atmosférickém provedení je základ B-2 urychlován pomocí celé řady opatření - snížení odporu vzduchu na sání, instalace prstencového sacího potrubí pro rovnoměrné naplnění válců obou polovin motoru (toto bylo sledováno např. Německá cisternová nafta Mercedes-Benz 507) a vývoj nového vysokotlakého palivového čerpadla. Posledně jmenované bylo plánováno také zapůjčit od společnosti Bosch, jejíž čerpadla byla namontována na dieselové motory Mercedes-Benz 503A. Dále bylo doporučeno snížit toleranci seřízení sériových vstřikovacích čerpadel z hlediska dodávky paliva z 6 % na 3 %. Tato práce byla součástí velkého projektu modernizace B-2 v areálu Čeljabinského traktorového závodu, jehož vedení nebylo vůbec ochotno dělat razantní změny ve výrobním cyklu.
Jak víte, je možné zvýšit výkon motoru zvýšením pracovního objemu (přidáním válců nebo jednoduše zvětšením jejich rozměru), což zase vyžadovalo vážnou restrukturalizaci. Hlavním poválečným trendem modernizace B-2 se proto stalo přeplňování turbodmychadlem.
Inženýři poukázali na to, že zavedení takového řešení by okamžitě zvýšilo litrovou kapacitu o 50-100 %, přičemž jako nejoptimálnější se jevil pohon odstředivého kompresoru s vyššími ekonomickými ukazateli. Museli jsme se smířit s tím, že to vše nevyhnutelně způsobí zvýšené mechanické a tepelné zatížení motoru.
Dalším úkolem konstruktérů motoru bylo prodloužit záruční dobu provozu motoru až na 500-600 hodin. Také pro realizaci pohybu nádrže v podmínkách pod vodou bylo nutné zajistit spolehlivost motorů při vysokých odporech na vstupu a výstupu.
V 2. Zdroj: "Tankové motory (z historie stavby tanků)"
V jakési soutěži o nejúspěšnější modifikaci V-2 se zúčastnilo několik výrobců Sovětského svazu najednou. Kromě výše zmíněného vedoucího SKB č. 75 z Čeljabinsku se svým programem zabývali v závodě Transmash č. 77 v Barnaulu.
Vznětový motor V-16, vytvořený sibiřskými inženýry, vyvinul 600 hp bez přeplňování turbodmychadlem. S. a vyznačoval se nepřítomností vysokotlakého palivového čerpadla v obvyklém smyslu. Vždy šlo o problematickou jednotku V-2 a v Barnaulu se ji rozhodli nahradit čerpacími vstřikovači individuálními pro každý válec – v mnoha ohledech přelomové řešení, které se rozšířilo až mnohem později. Inženýři Barnaul rozvinuli téma V-16 do celé rodiny – existovala 700koňová verze pro těžké tanky a 800koňová přeplňovaná V-16NF. Vyvinuli dokonce dvojici dvou naftových motorů, ze kterých se na stánku vyjmulo 1200 litrů. S. Ale veškeré práce na projektech byly utlumeny buď kvůli uzavření vývoje experimentálních tanků, pro které byly postaveny, nebo kvůli všeobecnému ochlazení státu směrem k tankovým tématům.
Začátkem 50. let nabylo vedení dojmu, že všechny vojenské problémy lze vyřešit pomocí raket, zatímco zbytek zbraní zůstává doplňkovou rolí. Vystřízlivění přišlo někdy v roce 1954, kdy se v zemích NATO začalo, když ne předběhnout program stavby motorů tanků SSSR, tak alespoň snížit nahromadění. Čeljabinský vícepalivový V-27 vybavený turbodmychadlem TKR-11F s výkonem 700 koní se stal skutečným symbolem oživení. S. Následně se design vyvinul ve známé B-46-6 a B-84, které se staly skutečnými korunami konceptu B-2.
Dalším výrobcem zařazeným do závodu o poválečné vylepšení V-2 byl výše zmíněný Ural Turbo Engine Plant, který vyvinul verzi motoru pod písmenem „M“. Šlo o hluboké přehodnocení dieselového konceptu, většina uzlů v něm byla zcela nová. V-2M dostal dvě turbodmychadla TKR-14, která měla být v budoucnu vybavena chladicími jednotkami plnicího vzduchu - na tehdejší dobu revolučním řešením. Nyní lze takové jednotky (mezichladiče) nalézt v motorech traktorů hlavní řady. Kromě přeplňování turbodmychadlem dostal motor nové vysokotlaké palivové čerpadlo, vylepšené systémy chlazení a mazání a také mnoho uzlů zesílených oproti předchůdci. V roce 1968 byl motor připraven, ale potíže s jeho uvedením do výroby, stejně jako velké rozměry, nepřispěly k přijetí. Ale mnoho řešení sverdlovských konstruktérů našlo uplatnění v dalších generacích cisternových dieselových motorů.
Němci, tanky a diesely
Dieselizace středních a těžkých vozidel ve 40. letech 4. století v Sovětském svazu byla jedinečnou událostí ve světové průmyslové historii. Nikdo na světě kromě Japonska nepoužil tak masivně dieselové motory na obrněných vozidlech. Pro srovnání: americký Sherman ze třinácti svých modifikací měl pouze jednu M2A1944 s dvojicí dieselové elektrárny. Proč například v Německu během války nepřišlo s myšlenkou instalace dieselového motoru do nádrže? Existuje mnoho verzí, počínaje nedostatkem hliníku a legovaných ocelí a konče neschopností německých inženýrů v oblasti vytváření pozemních těžkých dieselových motorů. V tomto ohledu je zajímavý názor staršího technika-poručíka S. B. Chistozvonova, který nastínil na stránkách Věstníku tankového průmyslu na rok 2 (č. 3-XNUMX).
V článku „Německé tankové motory“ autor dostatečně podrobně analyzuje tehdy existující motory nepřítele a na závěr analyzuje důvody Němců, kteří odmítají tankové dieselové motory. Chistozvonov správně poukazuje na to, že ve fašistickém Německu ještě před válkou existovaly letecké dieselové motory Junkers a Daimler-Benz, které se po malé úpravě daly dobře instalovat do obrněných vozidel. Němečtí inženýři to však považovali za nevhodné. Proč? Ve skutečnosti mezi výhody dieselového motoru autor uvádí pouze relativně nízkou spotřebu paliva (o 20-30% nižší než u protějšku s karburátorem) a levnost paliva. Poručík Chistozvonov v článku naznačuje, že Němci se nepletli s dieselovými motory, protože benzínový motor je levnější, jednodušší, kompaktnější, spolehlivější v chladném počasí, nevyžaduje vzácné legované oceli a vysoce kvalifikované montážníky.
Maybach HL210. Zdroj "Bulletin obrněného průmyslu"
Životnost tanku na bojišti je přitom tak krátká, že více než eliminuje všechny výhody naftového motoru (čti: B-2). Představy o požární bezpečnosti motorů se vznětovým zapalováním považuje autor za přitažené za vlasy - střela zasahující tank, motorový prostor nebo jednoduchý Molotovův koktejl zaručeně způsobí požár v MTO tanku s naftovým motorem . V tomto případě neměla nádrž na naftu oproti benzínové žádnou výhodu. Při volbě typu elektrárny pro tanky hrála roli i konkrétní palivová bilance Německa. V německé bilanci převládaly syntetické benziny, benzeny a lihové směsi, které nebyly vhodné jako palivo pro dieselové motory. Obecně se článek pro rok 1944 ukázal jako velmi odvážný.
Na konci materiálu je kuriózní poznámka redakce Bulletinu tankového průmyslu:
"Argumenty ospravedlňující odmítnutí Němců používat dieselové motory ve svých nádržích jsou vlastní domněnku autora."