Советский 12-цилиндровый двигатель В-2

В-2 — советский V-образный 12-цилиндровый четырёхтактный дизельный танковый двигатель водяного охлаждения со струйным распылением топлива.
Двигатель В-2 в первоначальном виде провел на массовой военной службе более 20 лет. Отдельные экземпляры на ходу до сих пор. Еще несколько обрели покой в различных музеях.
Буквенные индексы для машиностроительных производств, введённые правительством СССР в 1930-х гг., 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. Двигатель В-2 разработан в 1931—1939 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 г.) 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 тяжелых танков КВ и В-2В (375 л.с.). 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). Также есть сведения о довоенном опытном В-5 мощностью до 700 л.с.

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 стартер, работавший как от электропривода, так и от рукоятки. Был оставлен и дополнительный воздушный пуск. Осенью 1943 г. 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 др. 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 нагнетателем 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.

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 тыс.двигателей, включая двигатели произведённые в Харькове). Позднее, в 1942 г., выпуск В-2 был освоен и на заводе № 77 в Барнауле.

Конструкция двигателя В-2

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.

О двигателе танка «Абрамс»

«Абрамсы» примечательны тем, что в отличие от множества моделей современных танков, которые снабжены дизельными двигателями, оснащены газотурбинным двигателем! Этот агрегат называется АVCА Lyсоming АGT-1500, выдающий мощность 1500 л.с. Это трехвальный двигатель, который оборудован компрессором двухкаскадного осецентробежного типа, свободной силовой турбиной, и камерой сгорания тангенциального расположения. Чтобы гарантировать эффективное охлаждение сопловых и рабочих лопаток первой ступени турбины, применяются воздух, который берётся на выходе из компрессора. Далее воздух подается через специально предусмотренные отверстия в хвостовиках лопаток. Этот мотор отличается меньшой массой по сравнению с дизельными моторами, простотой конструкции, повышенным ресурсом и высокой надежностью. В придачу АGT-1500 лучше подходят под требования многотопливности, радует своей меньшей шумностью и обладает пониженной задымленностью. Также в список плюсов входят более легкий запуск этого «газотурбинника» при низких температурах. Он обладает высокой приемистостью, благодаря чему возможен разгон танка за шесть секунд до скорости тридцать км/ч. Правда есть и пара минусов — это повышенный расход топлива и воздуха. В результате чего, система очистки воздуха – аналог автомобильных фильтров, по своим размерам втрое больше, чем у обычных дизельных агрегатах. Помимо этого, в пустынных условиях такие двигатели выходят из строя часто, ибо «захлёбываются» песком и пылью. АGT-1500 выполнен воедино в одном (блоке) с автоматической гидромеханической трансмиссией, благодаря чему обеспечивается высокая ремонтопригодность машины при полевых условиях. Потребуется не больше чем один час для замены блока.

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 г. В-2 был модернизирован и получил название В-2-34. 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 под руководством Я. Вихмана в СКБ-75 (моторном КБ при ЧТЗ) была закончена доводка В-12, предназначавшегося для танка ИС-4. 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. В 1953 году заменой генератора с трёхкиловаттного на пятикиловаттный был создан двигатель В-12-5Б (А-5Б), пошедший в серию в 1956 году. Более серьёзная модернизация прошла в 1954, когда был разработан В-12-6Б (А-6Б), через три года пошедший в серию. 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.

Двигатель В12-6. Вид со стороны носка: 1 — водяной насос; 2 — лапа крепления двигателя; 3 — масляный фильтр

Двигатель В12-6. Вид со стороны нагнетателя: 1 — топливный фильтр тонкой очистки; 2 — нагнетатель; 3 — топливный насос БНК-12ТК; 4 — трубопровод для подвода масла в гидромуфту; 5 — гидромуфта привода генератора; 6 — трубопровод для отвода масла из гидромуфты;7 — генератор; 8 — коллектор распределения охлаждающей жидкости по цилиндрам

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. Последний в 1959 году испытывался в тяжёлом танке Объект 770 и макете ракетного танка Объект 282. Тогда же из-за неполадок трансмиссии и ходовой провалил испытания опытный Т-10М (Объект 272) с 800-сильным двигателем В12-6Ф (А-6Ф). Наконец, в 1962—1963 гг. проводились опыты с многотопливным В-12-6БМ. 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.

580-сильный двигатель В-55В применялся на танках Т-62, производимых с 1961 по 1975 год. Всего выпущено порядка 20 000 машин — самих танков и различной техники, созданной на их базе

Двигатель В-46 применен на средних танках Т-72, принятых на вооружение с 1973 года. Благодаря системе наддува снимали 780 л.с.

На базе двигателя В-2 во второй половине 40-х годов — в начале 50-х 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:

буксирные катера проекта 1606 «Костромич» (как 3Д6, так и 3Д6Н)
речные трамваи «Москвич»
речные трамваи «Москва»
буксиры БМ, БВ;
служебно-разъездные катера проектов 371 «Адмиральский» и 376 «Ярославец»

Двигатель 3Д12 устанавливался на:

буксиры ЛС-56А,
РТ проекта 911А и, позже, для отдельных речных бассейнов на суда проекта 911В;
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, 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 50 г. — начале 60 г. 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.

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.

Разработанные в основе своей в 30-х годах дизели Д12 и В-2 даже по состоянию на начало XXI века характеризуются высокими удельными параметрами, их удельная масса составляет всего 2,05 кг/л.с., а удельный расход топлива — 165 г/л.с.·ч. 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;
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;
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 стартера СТ-712, неоптимальное передаточное число);
высокая скорость роста давления на поршневую группу (так называемая жесткость 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;
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.

Танковые двигателя: какие бывают. Технические характеристики

Традиционно к двигателям танков предъявляются довольно жесткие эксплуатационные требования, ибо в любых условиях они должны безотказно работать, гарантировать танку высокую маневренность, плюс отличаться простотой в ремонте и техобслуживании. Дело в том, что в боевых условиях вдруг может потребоваться ремонт или вообще замена мотора, что необходимо максимально быстро сделать. И в силу этого эффективность применения той или иной модели танка зависит не столько от его бронезащиты и огневой мощи (эти показатели естественно на первом месте в списке), сколько от двигателя.
В наше время лучшими современными моделями танков, которые сейчас стоят на вооружении различных стран мира, считаются «Леопард» немецкого происхождения, американец «Абрамс», старый добрый русский Т-90, француз «Леклерк», израильтянин «Меркава» и британец «Челленджер». Разумеется, что и их моторы заслуженно следовало бы считать одними из лучших в мире, и у каждого из них существует свои особенности и нюансы, плюсы и минусы. Итак, начнём обзор.

Merkava Mk 4

Израильский танк впервые был продемонстрирован на оружейной выставке 24 июня 2002 года, однако официально был передан для полевых испытаний в декабре 2001 года. Серийный выпуск новой модели «Меркава» начался после снятия с конвейера модели Merkava Mk 3 в начале 2003 года.

Танк Merkava, что на иврите означает «колесница»

В танк встроена 120-мм пушка, которая стреляет передовыми многоцелевыми и противотанковыми снарядами. В машине стоит современная система управления огнем и уникальная боевая система управления, обеспечивающая ясную и четкую картину происходящего снаружи, – обе системы созданы Elbit Systems.

Mk 4 считается одним из самых мощных танков современности

В Merkava Mk 4 используется дизельный двигатель V-12, что позволяет превышать скорость 60 км/ч. Внутри танка спрятана система жизнеобеспечения: вентиляционные, биологические, ядерные и химические системы фильтрации, а также индивидуальные системы охлаждения и генераторы мощности.

О двигателе танка «Меркава 4»

Данная модель израильского танка состоит на вооружении исключительно лишь в израильских ВС силах, и его поставки на экспорт не планируется. Дело в том, что руководство страны опасается и хочет предотвратить попадание своих технологий в арабские государства — недружественные Израилю. Последней модификация танка — это «Меркава 4», правда, в войсках и ныне активно эксплуатируются предыдущие модификации модели данной боевой машины. У этого танка его отличительной особенностью конструкции является «автомобильное размещение» двигателя и трансмиссии – то есть спереди, ведь традиционно под танковой компоновкой понимается нахождение двигателя в задней части танков. Это гарантирует большую живучесть экипажа. На «Четвёрку» устанавливается дизельный двигатель GD883 американского происхождения компании General Dynamics. Обладает водяным охлаждением и выдаёт мощность 1500 л.с. Этот двигатель является лицензионным «двойником» германского дизеля GD883. У предыдущих версий танка стоят дизельные двигатели АVDS-1790-5А от американской , то есть регулировка подачи топлива контролирует электрогидравлическая система. Особенностью Меркавского двигателя является специальный масляной поддон, который имеет связь с добавочным плоским масляным баком. И благодаря этому мотор способен работать при любых дифференциалах, нагрузках и кренах. Двигатель управляется при помощи компьютера, которым вся информация выводится на монитор механика-водителя. Танковый двигатель выполнен в одном блоке с АКПП. Чтобы заменить этот блок в полевых условиях, необходим лишь меньше одного часа.

Т-14 «Армата»

Танк нового поколения, разработанный российскими конструкторами в 2009 году. «Армата» – инновационная универсальная гусеничная платформа; в перспективе планируется создание целого семейства боевых машин на базе данной ТГУП. Новейший российский танк Т-14 «Армата» Среди других новшеств – единая бронекапсула для 3 членов экипажа, отделяющая помещение с людьми от боеприпасов и баков с топливом, что повышает безопасность и эффективность общения экипажа. В целом, «жилое» помещение стало просторнее и комфортнее, усовершенствована эргономика элементов управления.

Т-14 на параде ко Дню победы в 2015 году

Т-14 обладает 4 уровнями защиты: стелс-окраска, КАЗ «Афганит», электромагнитная противоминная система, а также динамическая броня, прикрывающая в том числе и крышу с люками.

На вооружении Т-14 находится гладкоствольная пушка 125-го калибра с возможностью запуска управляемых ракет. Для борьбы с пехотой предусмотрен пулемет с дистанционным управлением. Штатный снаряд Т-14 – 90-сантиметровый БПС Вакуум-1.

Согласно последним новостям, Т-14 пройдет государственные испытания в 2016 году
Вес танка составляет 50 тонн, скорость – до 75 км/ч, а мощность его двигателя – 1500 лошадиных сил (оптимальная – 1200). Министерство обороны планирует заменить новейшим танком модели Т-72 и Т-90. Ожидается, что российская армия возьмет новинку на вооружение к 2020 году.