IN 2. Bron: "Ural Turbine Plant. 80 jaar energie opwekken"
Ervaringen en evolutie
In de wereldtankbouw, het gebruik van hogesnelheidsdieselmotoren voor: tanks werd pas eind jaren vijftig de gouden standaard. NAVO-landen realiseerden zich dat het tijd was om benzinecentrales veel later dan de Sovjet-Unie kwijt te raken, maar maakten de verloren tijd snel goed. De bouw van binnenlandse tankmotoren in de naoorlogse periode was gebaseerd op het beproefde B-50-concept, dat het afgelopen decennium door vuur-, water- en koperen leidingen was gegaan.
Tijdens de Grote Patriottische Oorlog speelde het serieontwerpbureau nr. 2 in Chelyabinsk een leidende rol bij de modernisering van de V-75. Tijdens de oorlogsjaren werd in Tankograd een enorm motorcomplex gevormd, exclusief opgezet voor de productie van dieselmotoren van de V-2-serie. Enerzijds maakte dit het mogelijk om serieus te besparen op grootschalige productie van motoren en anderzijds zorgde het voor moeilijkheden bij het herprofileren van de site. In het boek Tank Engines (van geschiedenis in dit opzicht geeft E. A. Zubov zelfs berekeningen over de kosten van ontwikkelingswerk van kleine buitenlandse fabrikanten en industriële giganten. Gemiddeld krijgt een klein bedrijf 24 keer meer rendement op elke geïnvesteerde dollar dan bijvoorbeeld de gigant Ford of General Motors. In de Sovjet-Unie was er een overweldigende meerderheid van grote motorfabrieken, wat leidde tot een zeker conservatisme in innovatieve ontwikkelingen.
Diesel V-14. Bron: "Tankmotoren (uit de geschiedenis van de tankbouw)"
Een van de eerste verbeteringen aan de tankdiesel in Chelyabinsk was de modernisering van de V-2K, ontworpen voor zware tanks. Diesel verhoogde het koppel, het vermogen werd verhoogd tot 650 pk. s., terwijl de maximale snelheid van de dieselmotor niet werd aangeraakt - het krukmechanisme van verhoogde belastingen was niet bestand tegen. Dit werd bereikt door de hogedrukbrandstofpomp opnieuw te configureren en de brandstoftoevoer per cyclus te vergroten. De volgende was de V-2IS, die erin slaagde de hoogte met 200 mm te verminderen en een aantal kleine verbeteringen aan te brengen. Een van de onbetwistbare voordelen van de IS-tank uitgerust met een dergelijke dieselmotor was een bereik van 220 kilometer op één tankstation, terwijl de T-VI Tiger slechts 120 kilometer op een tank kon rijden. Door een dergelijke toename van het vermogen kon het motorvermogen echter niet worden vergroot - tot het einde van de jaren 40 bedroeg het niet meer dan 300 motoruren. Al tijdens de oorlog werd duidelijk dat een verdere toename van het vermogen van de V-2 met een verdere toename van het motorvermogen alleen mogelijk was met behulp van supercharger. Een van de eersten was de V-12 met een AM-38F aangedreven centrifugale supercharger, waardoor de motor 750 pk kon ontwikkelen. Met. en leverde een koppel van 3000 Nm. In november-december 1943 doorstond de motor met succes de tests van 100 uur, maar na slechts zes maanden kon hij ze niet meer herhalen. Begin 1944 werd besloten om de V-2 voor zware tanks direct om te bouwen naar de nieuwe V-11 met 700 pk. met., en in juli van hetzelfde jaar zou de Kirov-fabriek 75 motoren per maand produceren. Als gevolg hiervan verschenen de eerste seriële motoren pas eind april 1945 en werden ze geïnstalleerd op de IS-3, die geen tijd had om oorlog te voeren. In 1947 verschenen de eerste seriële V-12's voor de IS-4 bij ChTZ, die tot het begin van de jaren 60 in verschillende modificaties werden geproduceerd. Motoren van de "zware" serie werden geïnstalleerd op de T-10, T-10M en een aantal experimentele machines.
Oeral Turbine werkt. Bron: "Ural Turbine Plant. 80 jaar energie opwekken"
B-2 in de Ural Turbine (Turbo Engine) Plant. Bron: "Ural Turbine Plant. 80 jaar energie opwekken"
Sverdlovsk Plant No. 76 (Turbine Plant), ook bezig met de productie van tankmotoren, kon tegen de herfst van 1944 zijn eigen versie maken van de grondige modernisering van de legendarische dieselmotor, die de naam V-14 kreeg. Het was een motor van 700 pk met een cilinderdiameter die was verlengd tot 160 mm, waardoor het werkvolume toenam tot 44,3 liter. Er werden ook banktests uitgevoerd van de supercharged V-14M (het werkvolume werd verhoogd tot 44,3 liter), die een capaciteit heeft van 800 liter. Met. Een langverwachte nieuwigheid verscheen op beide motoren - het cilinderblokshirt werd nu tegelijkertijd met de koppen gegoten, waardoor het beruchte probleem van een gasverbinding werd geëlimineerd. Dit was een directe verdienste van de ontwerper Timofey Chupakhin, die al sinds het einde van de jaren dertig een soortgelijk idee had uitgebroed. Ook op de V-30 verscheen een nieuw, stijver carter, dat de ondersteunende structuur werd - dit verhoogde de betrouwbaarheid van de krukaslagers en de zuigergroep.
Met en zonder boost
Opmerkelijk is het ontwikkelingswerk dat plaatsvond op de testlocatie van de GBTU van de strijdkrachten van de USSR, met als doel de kracht van de atmosferische B-2 te vergroten. Toen werd nogmaals bevestigd dat het vullen van de dieselcilinders met lucht direct wordt beïnvloed door de locatie van de luchtreinigers in het motorcompartiment van de tank. Het bleek dat de T-34- en IS-2-motoren de door hun eigen warmte verwarmde lucht (tot 60 graden) vrijwel "inslikken", wat, in combinatie met verstopte filters, het vermogen onmiddellijk met 10% verminderde. De fysica van het proces is heel eenvoudig - koude lucht is respectievelijk dichter, in één werkcyclus zuigt de motor het meer aan en verbrandt de brandstof in de cilinders vollediger. Bij warme lucht is de situatie omgekeerd.
Over het algemeen werd op basis van de resultaten van het werk op de GBTU-testlocatie geconcludeerd dat zonder een kritische afname van de motorbron, het vermogen ervan slechts tot 600 pk kan worden verhoogd. Met. Verder alleen met de turbine. In de versie met natuurlijke aanzuiging versnelt de basis V-2 met behulp van een hele reeks maatregelen - het verminderen van de luchtweerstand bij de inlaat, het installeren van een ringvormig inlaatspruitstuk om de cilinders van beide helften van de motor gelijkmatig te vullen (dit werd bespioneerd door de Duitse tankdiesel Mercedes-Benz 507) en de ontwikkeling van een nieuwe hogedrukbrandstofpomp. De laatste was ook gepland om te worden geleend van Bosch, wiens pompen waren gemonteerd op Mercedes-Benz 503A-dieselmotoren. Ook werd aanbevolen om de afsteltolerantie van seriële injectiepompen wat betreft brandstoftoevoer te verlagen van 6% naar 3%. Dit werk maakte deel uit van een groot project om de B-2 te moderniseren op de locatie van de Chelyabinsk Tractor Plant, waarvan het management helemaal niet bereid was drastische veranderingen in de productiecyclus aan te brengen.
Zoals u weet, kunt u het vermogen van de motor vergroten door het werkvolume te vergroten (cilinders toevoegen of eenvoudigweg hun afmetingen vergroten), en dit vereiste op zijn beurt een serieuze herstructurering. Daarom werd turbolader de belangrijkste naoorlogse trend in de modernisering van de B-2.
Ingenieurs wezen erop dat de introductie van een dergelijke oplossing de litercapaciteit onmiddellijk met 50-100% zou verhogen, terwijl de centrifugale supercharger van de aandrijving het meest optimaal leek, wat hogere economische indicatoren opleverde. We moesten accepteren dat dit alles onvermijdelijk leidt tot verhoogde mechanische en thermische belasting van de motor.
De volgende taak van de motorbouwers was om de garantiebedrijfsduur van de motor te verlengen tot 500-600 uur. Om de beweging van de tank in onderwateromstandigheden te implementeren, was het ook noodzakelijk om de betrouwbaarheid van de motoren bij hoge weerstanden bij de inlaat en uitlaat te waarborgen.
IN 2. Bron: "Tankmotoren (uit de geschiedenis van de tankbouw)"
In een soort wedstrijd voor de meest succesvolle wijziging van de V-2 namen verschillende fabrikanten van de Sovjet-Unie tegelijk deel. Naast het hierboven genoemde hoofd SKB nr. 75 uit Chelyabinsk, waren ze bezig met hun programma in Transmash Plant nr. 77 in Barnaul.
De V-16-dieselmotor, gemaakt door Siberische ingenieurs, ontwikkelde 600 pk zonder turbolader. Met. en onderscheidde zich door de afwezigheid van een hogedrukbrandstofpomp in de gebruikelijke zin. Het is altijd een problematische V-2-eenheid geweest en in Barnaul werd besloten deze te vervangen door afzonderlijke injectoren voor elke cilinder - in veel opzichten een baanbrekende oplossing die veel later wijdverbreid werd. De ingenieurs van Barnaul ontwikkelden het V-16-thema tot een hele familie - er was een versie met 700 pk voor zware tanks en een V-800NF met supercharger van 16 pk. Ze ontwikkelden zelfs een paar twee dieselmotoren, waaruit 1200 liter op de stand werd verwijderd. Met. Maar al het werk aan de projecten werd ingeperkt vanwege de sluiting van de ontwikkeling van experimentele tanks waarvoor ze waren gebouwd, of vanwege de algemene afkoeling van de staat ten aanzien van tankonderwerpen.
Begin jaren vijftig kreeg de leiding de indruk dat alle militaire problemen konden worden opgelost met behulp van raketten, terwijl de rest van de wapens een bijrol bleef. Ontnuchtering kwam ergens in 50, toen ze in de NAVO-landen begonnen, zo niet om het tankmotorbouwprogramma van de USSR in te halen, dan toch om de achterstand in te halen. De Chelyabinsk multi-fuel V-1954, uitgerust met een TKR-27F turbocompressor en met een vermogen van 11 pk, is een echt symbool geworden van de heropleving. Met. In de toekomst evolueerde het ontwerp naar de bekende B-700-46 en B-6, die de echte kronen van het B-84-concept werden.
De volgende fabrikant die deelnam aan de race voor de naoorlogse verbetering van de V-2 was de hierboven genoemde Ural Turbo Engine Plant, die een versie van de motor ontwikkelde onder de letter "M". Het was een grondige heroverweging van het dieselconcept, waarvan de meeste knooppunten volledig nieuw waren. De V-2M kreeg twee TKR-14-turbocompressoren, die in de toekomst zouden worden uitgerust met inlaatluchtkoelingen - een revolutionaire oplossing voor die tijd. Nu zijn dergelijke units (intercoolers) te vinden in de motoren van hoofdtractoren. Naast turbolader kreeg de motor een nieuwe hogedrukbrandstofpomp, verbeterde koel- en smeersystemen en vele knooppunten die zijn versterkt in vergelijking met de voorouder. In 1968 was de motor klaar, maar de moeilijkheden bij de lancering in productie, evenals de grote afmetingen, droegen niet bij aan de adoptie. Maar veel oplossingen van Sverdlovsk-ontwerpers hebben toepassing gevonden in de volgende generaties tankdieselmotoren.
Duitsers, tanks en diesels
De dieselisering van middelzware en zware voertuigen in de jaren veertig in de Sovjet-Unie was een unieke gebeurtenis in de industriële geschiedenis van de wereld. Niemand ter wereld, behalve Japan, heeft zo massaal dieselmotoren op gepantserde voertuigen gebruikt. Ter vergelijking: de Amerikaanse Sherman had van de dertien modificaties slechts één M40A4 met een dubbele dieselmotor. Waarom is bijvoorbeeld in Duitsland tijdens de oorlog niet op het idee gekomen om een dieselmotor in een tank te plaatsen? Er zijn veel versies, beginnend met een tekort aan aluminium en gelegeerde staalsoorten en eindigend met de incompetentie van Duitse ingenieurs op het gebied van het maken van zware dieselmotoren op het land. In dit opzicht is de mening van de senior technicus-luitenant S. B. Chistozvonov, die hij schetste op de pagina's van het Bulletin of the Tank Industry voor 2 (nr. 1944-2), interessant.
In het artikel "Duitse tankmotoren" analyseert de auteur in voldoende detail de motoren van de vijand die op dat moment bestonden, en aan het einde analyseert hij de redenen voor de weigering van de Duitsers om tankdieselmotoren te gebruiken. Chistozvonov wijst er terecht op dat er in het fascistische Duitsland al voor de oorlog Junkers en Daimler-Benz vliegtuigdieselmotoren waren, die na een kleine verfijning heel goed in gepantserde voertuigen konden worden ingebouwd. Duitse ingenieurs vonden dit echter ongepast. Waarom? In feite merkt de auteur onder de voordelen van een dieselmotor alleen een relatief laag brandstofverbruik (20-30% lager dan dat van een tegenhanger met een carburateur) en de lage brandstofkosten op. Luitenant Chistozvonov suggereert in het artikel dat de Duitsers zich niet met dieselmotoren bemoeiden, omdat een benzinemotor goedkoper, eenvoudiger, compacter, betrouwbaarder is bij koud weer, geen schaars gelegeerd staal en zeer bekwame monteurs vereist.
Maybach HL210. Bron "Bulletin van de pantserindustrie"
Tegelijkertijd is de levensduur van de tank op het slagveld zo kort dat alle voordelen van een dieselmotor (lees: B-2) meer dan teniet worden gedaan. De auteur vindt de ideeën over de brandveiligheid van motoren met compressieontsteking vergezocht - een projectiel dat een tank, motorruimte of een eenvoudige molotovcocktail raakt, veroorzaakt gegarandeerd brand in het MTO van een tank met een dieselmotor. In dit geval had de dieseltank geen voordeel ten opzichte van de benzinetank. Ook de specifieke brandstofbalans van Duitsland speelde een rol bij de keuze van het type elektriciteitscentrale voor tanks. Synthetische benzines, benzenen en alcoholmengsels domineerden in de Duitse balans en waren ongeschikt als brandstof voor dieselmotoren. Over het algemeen bleek het artikel over 1944 erg vet.
Aan het einde van het materiaal staat een merkwaardige opmerking van de redactie van het Bulletin of the Tank Industry:
"De argumenten die de weigering van de Duitsers om dieselmotoren in hun tanks te gebruiken rechtvaardigen, zijn de eigen veronderstelling van de auteur."