Main Menu
User Menu

Tankový motor V2

Autor : 🕔01.05.2021 📕3.315
Rozpočet valka.cz 2021 : 85.000,- Kč Příjmy doposud : 83.494,- Kč
♡ Chci přispět

Proslulý tankový vznětový motor byl vytvořen v Charkovském závodu na parní lokomotivy (ChPZ) pojmenovaném podle Kominterny, v roce 1939. Motor označený V-2 byl instalován před válkou na sovětské lehké tanky BT-7M, střední tanky T-34, těžké KV-1 a KV-2, jakož i na těžkém pásovém dělostřeleckém traktoru Vorošilovec. Za války byl instalován na středních tancích T-34, těžkých KV a IS, stejně jako na samochodkách od nich odvozených. V poválečných letech byl tento motor modernizován a jeho přímými potomky jsou moderní tankové motory.


Dieselový motor V-2 tanku T-34
commons.wikimedia.org

Technické vlastnosti V-2 jasně ukazují způsoby, jakými se v předvečer druhé světové války vyvíjelo technické myšlení obecně a zejména stavba motorů.

Konstrukce tohoto motoru začala v oddělení naftových motorů ChPZ v roce 1931 pod vedením vedoucího oddělení K. F. Čelpana. Aktivně se účastnili A. K. Baškin, I. S. Ber, J. E. Vichman a další. Vzhledem k tomu, že s vývojem vysokootáčkového vznětového motoru tanku nebyly žádné zkušenosti, začali jej navrhovat na široké frontě: bylo vypracováno trojí uspořádání válců - jedno a dvouřadé (ve tvaru písmene V), stejně jako ve tvaru hvězdy. Po diskusi a vyhodnocení každého schématu bylo upřednostněno 12válcové V-schéma. Projektovaný motor, který získal původní označení BD (bystrochodnyj dizel), byl podobný leteckým karburátorovým motorům M-5 a M-17T instalovaným na lehkých kolových - pásových tancích BT. To je přirozené: předpokládalo se, že motor bude vyráběn ve verzi pro tanky i letadla.

Vývoj probíhal po etapách. Nejprve byl vyvinut a otestován jednoválcový motor a poté byl vyroben dvouválcový díl, který měl hlavní a vedlejší ojnice. V roce 1932, po dosažení stabilního chodu, začali vyvíjet a testovat 12válcový vzor, který obdržel označení BD-2 (vysokootáčkový naftový motor, druhý), který byl dokončen v roce 1933. Na podzim roku 1933 obstál BD-2 v prvních zkušebních testech a byl instalován na lehkém tanku BT-5. Jízdní zkoušky vznětových motorů BD-2 na BT-5 začaly v roce 1934. Současně pokračovalo zdokonalování motoru a odstraňování zjištěných nedostatků. V březnu 1935 se členové ústředního výboru strany a vláda seznámili v Kremlu se dvěma tanky BT-5 s naftovými motory BD-2. Ve stejném měsíci se vláda rozhodla postavit dílny pro jejich výrobu v ChPZ.

Aby poskytli technickou pomoc, byli posláni do Charkova inženýři z Ústředního institutu leteckých motorů (CIAM) M. P. Poddubný, T. P. Čupachin a další, kteří měli zkušenosti s konstrukcí vznětových motorů letadel, a náčelník katedry motorů Vojenské akademie mechanizace a motorizace Rudé armády prof. Ju. A. Stepanov a jeho spolupracovníci.

Řízením přípravy sériové výroby byl pověřen I. Trašutin a T. P. Čupachin. Do konce roku 1937 byl na zkušební stolici instalován nový vylepšený vznětový motor, který v té době získal označení V-2. Státní zkoušky provedené v dubnu až květnu 1938 ukázaly, že je možné zahájit malosériovou výrobu, v jejímž čele stál S. N. Machonin. V roce 1938 vyrobila ChPZ 50 ks motorů V-2 a v lednu 1939 se dieselové dílny ChPZ oddělily a vytvořily samostatný závod na výrobu motorů, který později získal číslo 75. Čupachin se stal hlavním konstruktérem tohoto závodu a Trašutin se stal vedoucím konstrukční kanceláře. 19. prosince 1939 byla zahájena velkovýroba domácích vysokootáčkových tankových vznětových motorů V-2, které byly uvedeny do výroby na příkaz obranného výboru společně s tanky T-34 a KV.

Za vývoj motoru V-2 T. P. Čupachin získal Stalinovu cenu a na podzim roku 1941 byl závod č. 75 vyznamenán Leninovým řádem. V té době byl tento závod evakuován do Čeljabinsku a sloučen s Čeljabinským Kirovovým závodem (ČKZ). Hlavním konstruktérem ČKZ pro vznětové motory byl jmenován I. Ja. Trašutin…

Je třeba zmínit leteckou verzi V-2A, jejíž osud byl dramatický. Na začátku sériové výroby základního modelu motoru V-2A byl průzkumný letoun, který zastaral a bylo nepraktické převádět hlavní model V-2 na čistě tankový model. To by vyžadovalo další čas, který stavitelé motorů neměli: hrozila druhá světová válka a Rudá armáda potřebovala - naléhavě a ve velkém počtu - nové tanky s pancéřováním a silnými diesely.

V-2 šel „na linku“ s hliníkovou klikovou skříní a bloky válců, s dlouhým zakončením klikového hřídele a axiálním kuličkovým ložiskem schopným přenášet sílu z vrtule na klikovou skříň motoru. Je třeba poznamenat, že průzkumný letoun R-5 úspěšně létal s motorem V-2A.

Došlo také k další úpravě tohoto motoru - V-2K, která se vyznačovala zvýšeným výkonem až 442 kW (600 k). Zvýšení výkonu bylo dosaženo zvýšením kompresního poměru o 0,6–1 jednotek, zvýšením otáček klikového hřídele o 200 min - 1 (až 2 000 min - 1) a přívodem paliva. Úprava byla původně určena pro instalaci na těžké tanky KV a byla vyrobena v Leningradském závodě Kirova (LKZ) podle dokumentace ChPZ. Hmotnost a rozměry se ve srovnání se základním modelem nezměnily.

V předválečném období byly v závodě č. 75 vytvořeny další modikace tohoto motoru - V-4, V-5, V-6 a jiné, jejichž maximální výkon byl v poměrně širokém rozmezí - od 221 do 625 kW (300-850 k), které byly určeny k instalaci na lehké, střední a těžké tanky.

Před Velkou vlasteneckou válkou vyráběly dieselové motory závody č. 75 v Charkově a LKZ v Leningradu. Se začátkem války je začal vyrábět Stalingradský traktorový závod, závod číslo 76 ve Sverdlovsku a ČKZ (Čeljabinsk). Nastal však nedostatek vznětových motorů do tanků a na konci roku 1942 v Barnaulu byl urgentně postaven závod č. 77. Celkově tyto závody vyrobily v roce 1942 17 211 motorů, 22 974 v roce 1943 a 28 136 dieselů v roce 1944.

V-2 patřil k vysokootáčkovým čtyřtaktům bez kompresoru s 12válcovým kapalinou chlazeným motorem s přímým vstřikováním paliva, který měl uspořádání válců ve tvaru písmene V s úhlem 60°.

Kliková skříň se skládala z horní a dolní poloviny, odlévané ze siluminu (Al+Si), s rovinou dělení v ose klikového hřídele. Ve spodní polovině klikové skříně byla dvě vybrání (přední a zadní přívod oleje) a převodovka na olejové a vodní čerpadlo a čerpadlo pro nasávání paliva namontované mimo klikovou skříň. Levý a pravý blok válců spolu s hlavami byly připevněny k horní polovině klikové skříně. V plášti každého bloku válců vyrobeného ze siluminu bylo instalováno šest ocelových nitridovaných mokrých vložek válců.

Každá hlava válce měla dva vačkové hřídele a dva sací a výfukové ventily (tj. čtyři!) na válec. Vačky vačkového hřídele působily na hrníčková zdvihátka namontovaná přímo na ventilech. Samotné vačkové hřídele byly duté a olej byl dodáván do jejich ložisek a zdvihátek ventilů přes vnitřní otvory. Výfukové ventily nebyly speciálně chlazeny. K pohonu vačkových hřídelů byly použity vertikální hřídele, z nichž každý pracoval se dvěma páry kuželových převodů. (Královský hřídel.)

Klikový hřídel byl vyroben z chromniklové wolframové oceli a měl osm hlavních čepů a šest čepů ojnice, umístěných v párech ve třech rovinách pod úhlem 120 °. Klikový hřídel měl centrální přívod mazání, ve kterém byl olej dodáván do dutiny prvního hlavního čepu a procházel dvěma otvory v ostatních čepech. Měděné trubky ve výstupních otvorech čepů ojnic, zasahovaly do středu čepu a dodávaly na třecí plochy olej odstředivou silou. Pouzdra ložisek byla vylita tenkou vrstvou olověného bronzu. Klikový hřídel měl axiální vedení kuličkovým ložiskem instalovaným mezi sedmým a osmým čepem.

Písty jsou kovány z duralu. Každý z nich má pět litinových pístních kroužků: dva horní kompresní kroužky a tři spodní stírací kroužky. Pístní čepy jsou ocelové, duté, plovoucí, držené axiálně duralovými zátkami.


Motor (V-2-34) sovětského tanku T-34 ve finském muzeu tanků (Panssarimuseo) v Parole. Některé části motoru byly odstraněny nebo vyříznuty, aby bylo vidět vnitřní uspořádání
commons.wikimedia.org

Ojniční mechanismus sestával z hlavních a vedlejších ojnic. Kvůli kinematickým vlastnostem tohoto mechanismu byl zdvih pístu vedlejší ojnice o 6,7 mm delší než u hlavní, což vedlo k malému (přibližně 7%) rozdílu v kompresním poměru v levé a pravé řadě válců. Ojnice byla rozvidlená. Dolní část oka hlavní ojnice byla připevněna k její horní části šesti čepy. Pouzdra ojnice byla z tenkostěnné oceli vylitá z olovnatým bronzem.

Spouštění motoru bylo zdvojeno a sestávalo ze dvou nezávisle pracujících systémů - elektrického startéru 11 kW (15 k) a startu pomocí stlačeného vzduchu do válců. Na některých motorech byly namísto konvenčních elektrických startérů instalovány setrvačníky s ručním pohonem z bojového prostoru tanku. Startovací systém stlačeného vzduchu zajišťoval rozdělovač vzduchu a automatický spouštěcí ventil na každém válci. Maximální tlak vzduchu ve vzduchojemech byl 15 MPa (150 kg/cm2) a tlak vzduchu vstupujícího do rozdělovače byl 9 MPa (90 kg/cm2) a minimální tlak byl 3 MPa (30 kg/cm2).

K čerpání paliva pod přetlakem 0,05–0,07 MPa (0,5–0,7 kg/cm2) do přívodní dutiny vysokotlakého čerpadla bylo použito rotační čerpadlo. Vysokotlaké čerpadlo NK-1 je 12plunžrové řadové čerpadlo s dvoustupňovým (později celorežimovým) regulátorem. Uzavřené trysky mají vstřikovací tlak 20 MPa (200 kg/cm2). Systém přívodu paliva měl také hrubé a jemné filtry.

Chladicí systém je uzavřeného typu, navržený pro provoz při přetlaku 0,06–0,08 MPa (0,6–0,8 kg/cm2), při bodu varu vody 105–107 °C. Skládal se ze dvou chladičů, odstředivého vodního čerpadla, vypouštěcího ventilu, plnicího hrdla s ventilem páry a vzduchu, odstředivého ventilátoru namontovaného na setrvačníku motoru a potrubí.

Mazací systém – oběžný, pod tlakem, se suchou klikovou skříní, sestávající z třídílného zubového čerpadla, olejového filtru, dvou olejových nádrží, ručního podávacího čerpadla, vyrovnávací nádrže a potrubí. Olejové čerpadlo sestávalo z jedné tlakové sekce a dvou odsávacích sekcí. Tlak oleje před filtrem byl 0,6–0,9 MPa (6–9 kg/cm2). Hlavní druh oleje je letecký MK v létě a MZ v zimě.

Analýza parametrů motorů V-2 ukazuje, že se od karburátorových lišily mnohem menší spotřebou paliva, velkou celkovou délkou a relativně nízkou hmotností. To bylo způsobeno dokonalejším termodynamickým cyklem a „úzkým vztahem“ s leteckými motory, které měly dlouhý konec klikového hřídele a velký počet dílů ze slitin hliníku.

O světové prioritě je třeba říci několik slov. V ruské literatuře vojenské historie lze najít názor, že V-2 byl prvním naftovým motorem na světě. To není úplně pravda. Je to jeden z „top 3“ tankových dieselů. Jeho „příbuznými“ byly 6válcový kapalinou chlazený motor Saurer s výkonem 81 kW (110 k) instalovaný od roku 1935 na polský lehký tank 7TP a 6válcový vzduchem chlazený vznětový motor Mitsubishi AC 120 VD s výkonem 88 kW (120 k), instalovaný od roku 1936 na japonský lehký tank typ 95 Ha-Gó.


Motor V-2 z tanku T-34
commons.wikimedia.org

V-2 se od svých „příbuzných“ lišil výrazně větším výkonem. Určitá prodleva v zahájení sériové výroby byla vysvětlena mimo jiné touhou sovětských konstruktérů motorů důkladně otestovat motor v armádě, aby se snížil počet „dětských nemocí“. A motor si užíval zasloužené důvěry sovětských vojáků.

Stinné stránky motoru:

  • neefektivní činnost stíracích kroužků zastaralé konstrukce - v důsledku toho vysoká spotřeba oleje - 20 g / k. h;
  • 4 ventily na válec zděděné z konstrukce letadla, zbytečné pro malý měrný výkon;
  • složité schéma pohonů vačkových hřídelů, které obsahují velké množství mechanických převodů (ve 30. letech nebyly žádné hnací řetězy schopné pracovat při vysokých rychlostech) - v důsledku toho zvýšená hladina hluku, malý resurs, obtížnost seřízení;
  • složitý skládaný klikový hřídel, jehož cena je asi 30 % celého motoru - ve třicátých letech neexistovaly žádné metody kování takových velkých dílů; neúčinný elektrický spouštěcí systém (nízká účinnost startéru ST-712, neoptimální převodový poměr).
  • vysoká rychlost růstu tlaku na píst (tvrdý chod), což vede ke snížení celkového resursu. Důvodem není zcela efektivní tvorba směsi, což je do značné míry způsobeno zvoleným tvarem spalovací komory, počtem tryskových otvorů a některými dalšími detaily.
  • špatné vyvážení klikového hřídele a setrvačníku nedovoluje významně zvýšit resurs.

Montáž a vyladění motoru s využitím málo kvalifikované pracovní síly vedly k výrobním vadám, zejména v prvních válečných měsících.

Kvůli nepřesnému nastavení časování ventilů, složité vícestupňové konstrukci převodu, se setkání ventilů s písty stalo velmi častým jevem.

Motory prvních verzí nebyly vždy schopné dosáhnout standardních 50 provozních hodin ani za podmínek na zkušebním stavu; zároveň konstrukce i přes svoji složitost stále poskytovala vysokou udržovatelnost až po výměnu motoru v poli.

Přesto se za dlouhá léta sériové výroby vznětových motorů V-2, D12 a D6 jejich konstrukce, navzdory vývoji nových materiálů a technických řešení, díky nimž lze tyto nedostatky relativně snadno odstranit, prakticky nezměnila.


Motor V-2-34 v finském muzeu v Parole
commons.wikimedia.org

Zdroj
Wikipedia

Podobné články

Další články autora

Autor : 🕔01.05.2021 📕3.315