Двигатель является наиболее сложным и ответственным агрегатом любой боевой гусеничной машины, и на его разработку уходит зачастую больше времени, чем на сам танк. Даже на сегодняшний момент далеко не все производящие танки страны обладают своими технологиями производства двигателей, зато однажды полученная удачная конструкция может определить развитие бронетанковой техники на многие годы вперёд и послужить основой для создания самых различных машин. В СССР одним из таких этапных двигателей стал знаменитый дизель В-2, запущенный в серию в 1939 году. Если в прошлый раз говорилось о его государственных испытаниях на танке А-8, то ниже пойдёт речь о втором этапе – теперь новый дизель обкатывали на тяжелом тягаче.

До предъявления на официальные испытания, длившиеся с 31 мая по 17 июня 1939 года, двигатель прошёл первую заводскую обкатку и режимную приработку на стенде и трёхчасовые сдаточные испытания по программе для серийного двигателя с максимальной мощностью 500 л.с. при 1800 об/мин. и проработал под нагрузкой 7 часов 21 минуту, на холостом ходу 33 минуты.

При переборке были обнаружены глубокие риски на рабочей поверхности свинцовистой бронзы 3-го, 4-го, 5-го и 6-го коренных вкладышей коленвала. Все коренные вкладыши были заменены новыми, двигатель отправлен на повторную приработку, после чего проходил дополнительные штрафные трёхчасовые испытания на стенде по той же программе и проработал 3 часа 28 минут.

Затем двигатель был полностью разобран, был обнаружен большой задир на рабочей поверхности свинцовистой бронзы во 2-м шатунном вкладыше. Вкладыши и втулка верхней головки заменены. Все поршни также были заменены — поставлены новые с утолщенной перемычкой между 1-м и 2-м верхними кольцами.

Двигатель опять был отправлен на повторную приработку из-за замены вкладышей и поршней, проработав всего 2 часа 7 минут, после чего был разобран и предъявлен госкомиссии. Двигатель имел ряд отступлений от чертежей. Не были выдержаны размеры зубьев конических шестерен вертикальной передачи. Была произведена доделка. Были установлены по две прокладки под стаканы суммарной толщиной 2,45 мм вместо 0,7–1,2 мм по чертежу. Шпильки крепления подшипников вертикальной передачи на верхнем картере поставлены с наклоном.

Кроме указанных выше отступлений от чертежей, двигатель имел ряд дефектов, которые потребовали устранения — трещины поршневых пальцев, риски и надиры на рабочей поверхности втулок верхней и нижней головок прицепного шатуна, перекос вкладыша втулки верхней головки главного шатуна, шаткость клапанов, которая в рабочем состоянии по ТУ не допускалась, а также ряд других дефектов, включая дефекты топливного насоса.

Трёхкратная переборка двигателя указывала, как и в случае с В-2, устанавливаемыми на танках А-8, на недостаточную отработку рабочих чертежей, технической документации и технологии на двигатель, на слабую работу отдела контроля завода №75.

Изменение мощности по внешней характеристике соответствовало обычной заводской регулировке двигателя В-2. Кривая крутящего момента выглядела несколько необычно и имела максимум при 1300 об/мин., в то время как для обычного В-2 крутящий момент плавно возрастал до более низких 1000–1100 об/мин.

Основные данные дизеля В-2 Э-2С для трактора «Ворошиловец» были теми же, что и для танка А-8.

До установки двигателя В-2 Э4С трактор (тяжёлый артиллерийский тягач) «Ворошиловец» №6 прошёл 2923 км при гарантийном километраже 2000 км и имел значительное количество изношенных деталей. При установке двигателя В-2 Э4С были учтены часто встречающиеся в эксплуатации дефекты и приняты меры к их устранению:

вал мотора по внутреннему барабану главного фрикциона сцентрирован с валом мультипликатора до 0,06 мм;

вместо нормального карданного вала, имеющего карданные муфты по обоим концам, у которого в прошлом был вскрыт ряд дефектов, поставили карданный вал нового варианта, жестко соединенный с внутренним барабаном главного фрикциона и имеющий карданную муфту только на конце со стороны мультипликатора;

на привод к вентилятору с целью уменьшения нагрузки на приводной валик от маховой массы шкива поставлен алюминиевый шкив. В прошлом имели место частые случаи поломки валика после 25–30 часов работы дизеля В-2 на тракторе. Во время государственных испытаний был один случай поломки;

установлены воздухоочистители нового варианта с масляной ванной и набивкой из канители;

переделаны все маслопроводящие трубы с концом под соединение типа «ДМ» — припаяны стальные наконечники, т.к. в эксплуатации были нередки случаи пережима медных труб и ослабления соединения, что вызывало течи масла и выбивание концов труб при запуске мотора;

положение двигателя на раме зафиксировано специальными метками для определения смещений после испытания;

поставлен фетровый масляный фильтр новой конструкции.

После 33 часов работы двигателя под нагрузкой на тракторе «Ворошиловец» №6 и пройденных 835 км пути двигатель был снят и установлен на новый трактор «Ворошиловец» №51, который имел заводской пробег 26 км.

Программой было предусмотрено испытание дизеля В-2 в течение 100 часов под нагрузкой с перевозкой груза в кузове (3 тонны) и буксировкой на прицепе от 17 до 60 тонн (танк Т-35). Рабочая программа была выполнена с некоторыми отступлениями от плана программы в части характера пути и количества часов работы по каждому типу испытаний (замена целины на песок).

Замена целины на песок при тяговых испытаниях с Т-35 была вызвана местными условиями — отсутствием целины вблизи выбранного участка пути. Однако эта замена нисколько не облегчила нагрузки на двигатель. Работа двигателя в условиях глубокого песка была наиболее напряжённой за все время испытаний.

Во время испытаний на «Ворошиловце» под нагрузкой с 30 мая по 17 июня 1939 год за 101 ходовой час было пройдено 2015,6 км, из них: по грунтовым дорогам — 1056,3 км, по булыжному шоссе — 79,8 км, по целине — 312,0 км, по песку — 567,5 км.

Средние скорости «Ворошиловцев» №6 и №51 с дизелем В-2 Э4С за время ходовых испытаний были следующими:

Приведённая в таблице средняя скорость чистого движения для тяговых испытаний с «Ворошиловцем» №3 на прицепе несколько занижена, т.к. при работе на целине, ввиду ненадежности ходовой системы буксируемого трактора №3, было поставлено условие работать на передачах не выше 4-й.

Двигатель допускал работу на 7-й и 8-й передачах. Средние технические скорости для двигателя надо считать равными средним скоростям чистого движения, т.к. по вине двигателя остановок не было.

Приведённые в таблице средние технические скорости для трактора значительно снижены в первые дни работы в связи частными вынужденными остановками из-за неисправности ходовой системы и трансмиссии трактора №6.

Максимальные значения скоростей чистого движения на прямых участках пути по хорошо укатанному грунту, определяемые по показаниям спидометра, колебались в пределах:

для скоростных испытаний при работе на 8-й передаче — до 40 км/час;

для тяговых испытаний с «Ворошиловцем» №3 на прицепе при работе на 8-й передаче — до 30 км/час;

для тяговых испытаний с Т-35 на прицепе при работе на 4-й передаче и 1550–1600 об/мин. — до 15 км/час.

Преодоление естественных препятствий. Тяговые качества трактора «Ворошиловец» с двигателем В-2 Э4С проверялись на крутых подъёмах и косогорах по целине с Т-35 и «Ворошиловцем» №3 на прицепе.

При попытке взять подъём в 15° с Т-35, трактор, выйдя на 18–20 метров от начала крутого подъёма, забуксовал. Т-35 взошел на 3–4 метр от начала крутого подъёма. Попытка была повторена после прикрепления 13 шпор на каждую гусеницу. Результат не изменился. Подъём был преодолен двойной тягой — в качестве второго буксирующего трактора использован трактор «Ворошиловец» №3 с мотором Э1С.

Краткие подъёмы крутизной до 13–14° трактор №51 с Т-35 на прицепе преодолевал на 1-й передаче. Подъём до 8° с креном до 22° с Т-35 на прицепе был преодолен на 1-й передаче. С трактором №3 на прицепе были преодолены короткие подъёмы крутизной 28–29° на 1-й передаче и до 13° с креном до 16° на 2-й передаче.

Тепловой режим двигателя В-2 был устойчив при работе на всех нагрузках и передачах. Однако повышенная средняя температура выходящего масла при высоких нагрузках указывала на его недостаточно хорошее охлаждение в радиаторе. Заводу №183 рекомендовалось в срочном порядке пересмотреть конструкцию масляного радиатора и обеспечить надёжную работу двигателя.

В ходе испытаний дизель показал хорошую приспособляемость вследствие плавного изменения крутящего момента по внешней характеристике, вплоть до низких оборотов порядка 500–550 об/мин. Уменьшение крутящего момента двигателя после государственных испытаний на 30 кг×м объяснялось изменением угла опережения подачи топлива и потерей плотности пары плунжер — букса топливного насоса.

Емкость двух топливных баков, установленных на тракторе «Ворошиловец» №6, составляла 464 кг (по 232 кг в баке). Для определения запаса хода по топливу при скоростных испытаниях оба бака были полностью заправлены. Расход топлива производился сначала из одного бака (левого), а после выработки его до остатка 4 кг было произведено переключение на правый бак, который выработан также до остатка 4 кг. Было пройдено 452,8 км.

Запас хода по топливу для трактора «Ворошиловец» №6 с двигателем Э4С и грузом 3000 кг в кузове округленно приняли в 450 км. По расходу масла при скоростных испытаниях запас хода оказался значительно выше. Перед скоростными испытаниями было заправлено в расходный бак около 50 кг масла, а по окончании скоростных испытаний, после пройдённых 800 км, остаток был составлял чуть более 20 кг. Считалось, что работа без заправки возможна с выработкой масла до остатка 12–15 кг. Расход масла на один километр пути составил 0,031 кг, а округленный запас хода по маслу — до 1000 км.

Моторная установка на тракторе «Ворошиловец» имела два вида запуска — электростартер и воздушный запуск. Электростартеров использовалась два общей мощностью 12 л.с., питаемых от четырёх 12-вольтовых аккумуляторов. Воздушный запуск обслуживался одним 25-литровым баллоном с давлением 150 кг/см² и на редукторе 80 кг/см².

За время государственных испытаний двигателя было произведено 308 запусков от электростартера. Двигатель запускался совершенно свободно, если топливоподающая система не была заполнена воздухом. Бывали перебои в запуске из-за неисправности электропроводки — нарушений контакта на клеммах у аккумуляторов. Запуск двигателя воздухом не производился, ввиду значительных неудобств пользования им.

Уход за двигателем в условиях эксплуатации был прост и сводился к регулярному осмотру, промывке масляного, топливного и воздушных фильтров, и заправке топливом и маслом.

В то же время, подход к некоторым агрегатам и их трубопроводам был затруднителен, что особенно сказывалось в случае необходимости замены агрегата в полевых условиях. Было затруднительно отвернуть гайки крепления корпуса водяной помпы, обнаружился плохой доступ к клапанам воздушного пуска, к болтам топливного насоса и сшивным шпилькам головки с рубашкой блока из-за угольников жесткости на топливных трубках форсунок. Выявился затрудненный доступ к масляному фильтру и крайне неудобная разборка и промывка его в полевых условиях.

Главным проблемным вопросом дизеля В-2 на тракторе «Ворошиловец» оставалась надёжность. В процессе монтажа и демонтажа двигателя и во время испытаний были выявлены конструктивные и технологические недоделки по моторной установке трактора. К числу наиболее существенных дефектов моторной установки относились следующие:

не обеспечена взаимозаменяемость моторов на раме вследствие отсутствия фиксирующих поверхностей на подмоторных мостиках;

недостаточно продуманная конструкция воздушных фильтров, неудобная очистка и промывка в полевых условиях. Было необходимо обеспечить возможность снятия корпусов фильтров для промывки в условиях эксплуатации;

неудобный в эксплуатации рычаг к сектору управления подачей топлива, слишком большая его чувствительность;

все масляные и топливные трубопроводы предлагалось изготавливать из стальных труб или, в крайнем случае, иметь стальные наконечники. Во время испытаний маслопровод к манометру был перетерт, т.к. стояла трубка из красной меди;

фетровый масляный фильтр оказался удачным по назначению и достаточно хорошо очищал масло от механических примесей, но требовал конструктивной доработки для быстрой разборки и очистки в полевых условиях;

высокая температура выходящего масла (до 107–110°С), наблюдавшаяся в отдельные моменты тяговых испытаний, требовала немедленно пересмотреть конструкцию масляного радиатора и обеспечить работу двигателя с нормальными температурами выходящего масла порядка 75–80°С;

ненадежная конструкция муфты карданного вала. В процессе испытаний имел место случай одновременного среза двух цапф крестовины карданной муфты. Такой дефект мог повлечь за собой аварию двигателя;

тяга рейки имела недостаточную жесткость и была слишком изогнута, что приводило к ее вибрации и неустойчивому положению рычага на секторе;

необходимо было обеспечить возможность быстрого определения верхней мертвой точки 1-го левого цилиндра и качественной проверки угла опережения подачи топлива;

ненадежная работа приводного валика к вентилятору.

Также отмечалось тяжелое переключение рычагов коробки передач и мультипликатора, что вызывало частые поломки рычагов, требовало больших затрат времени на переключения и приводило к преждевременной утомляемости водителя. Расположение рычагов сочли неудобным.

По окончании испытаний двигатель В-2 Э4С был снят с трактора «Ворошиловец» №51 в рабочем состоянии, но потребовал незначительного ремонта по топливному насосу. Основные узлы и детали двигателя — картер верхний, картер нижний, шатунно-кривошипный механизм (кроме двух поршней левого блока), коленчатый механизм и коренные вкладыши, распределительные валики, головки блоков, рубашки блоков с гильзами, вертикальная передача, водяная помпа, масляная помпа — находились хорошем состоянии и были вполне пригодны для дальнейшей эксплуатации.

Основные дефекты, обнаруженные пря разборке двигателя:

обрыв 5-й анкерной шпильки правого блока;

пробивание газов по разъему головки с рубашкой блока;

поломка одного поршневого кольца 1-го цилиндра левого блока;

большой износ опорных торцов в двух канавках двух поршней левого блока;

износы зубьев паразитной шестерни и сопрягающихся с нею шестерен масляного насоса и вертикального валика;

значительные износы основных деталей топливного насоса из-за попадания в насос большого количества песка.

Двигатель продолжал работу при наличии перечисленных дефектов. Техническое состояние двигателя после испытаний признали удовлетворительным.

Двигатель В-2 Э4С проработал на тракторе «Ворошиловец» под нагрузкой 101 час 17 минут и прошёл 2015,6 км. Всего под нагрузкой двигатель проработал 128 часов 41 минут. Двигатель работал на тракторе в течение гарантийного срока надежно, безотказно и закончил испытания с оценкой «хорошо». Было признано, что он соответствует предъявленным заводом №75 техническим условиям на поставки для трактора «Ворошиловец».

Дизель В-2 Э-С (эталон-серийный) прошёл государственные 100-часовые испытания на танке А-8, на тракторе «Ворошловец» и на стенде с оценкой «хорошо». Дизель В-2 Э2-С рекомендовался к внедрению в серийное производствоо — данный вывод основывался на результатах испытаний четырех дизелей В-2:

дизель В-2 Э2С проработал без вынужденных остановок под нагрузкой на танке А-8 110 часов 30 минут, всего под нагрузкой — 129 часов 15 минут, и закончил их с оценкой «хорошо»;

дизель В2 Э4С проработал без вынужденных остановок под нагрузкой на тракторе «Ворошиловец» 106 часов 41 минуту, всего под нагрузкой — 123 часа 41 минуту, и закончил испытания с оценкой «хорошо»;

дизель В-2 Э3С проработал под нагрузкой на стенде 124 часа и закончил испытания с оценкой «хорошо»;

дизель (опытный) В-2 Э4 получил оценку «неудовлетворительно» и испытаний не прошёл. Дизель проработал на танке А-8 134 часа 57 минут и имел три вынужденные остановки из-за аварий масляной помпы, вертикального валика и шестерен привода масляной помпы.

Испытания В-2 ЭС на танке А-8 и стендовые испытания показали ряд преимуществ дизеля В-2 ЭС перед двигателем М-17Т. Дизель отличался малым расходом топлива — газойля, безопасного в пожарном отношении и обеспечивал танку А-8 в летних условиях запас хода 540–585 км против 303 км у танка А-7 с М-17Т. Запас хода трактора «Ворошиловец» с нагрузкой 3000 кг составил 450 км.

Дизель отличался устойчивостью температурного режима, поэтому в летних условиях не ограничивал скорости движения танка А-8 и требовал более редкого переключения скоростей, чем М-17Т. При закрытых люках и жалюзи танк А-8 с дизелем мог двигаться по твердому грунту 24–28 минут на 3-й передаче со скоростью 40 км/час, а на 2-й передаче А-8 двигался 51 минуту, при этом температура воды и масла позволяли продолжать движение дальше. В этих условиях М-17Т мог двигаться всего 2–2,5 минуты.

На тяжёлых участках пути дизель показал хорошие тяговые качества и лучшую приспособляемость к пути, нежели М-17Т. Дизель легко запускался летом и мог длительно работать на холостом ходу. Уход за дизелем оказался прост.

Максимальная скорость танка А-8 с дизелем при замере на горизонтальном коротком участке укатанной грунтовой дороги протяжённостью 1000 метров составила 61,8–62,6 км/час, что составляло около 94% от максимальной скорости А-7 (66,5 км/час).

Сравнительные испытания приемистости танков с дизелем и М-17Т на горизонтальном участке укатанной грунтовой дороги, при разгоне от 800 до 1700 об/мин. на 3-й передаче дали следующие результаты: на танке с дизелем В-2 Э2С приемистость оказалась 74–78%, а на танке с дизелем В-2 Э-4 — 100–115%, по сравнению с танком А-7 с М-17Т. Расхождение в полученных результатах объясняется неточностью эксперимента. На практике разница в приемистости А-8 и А-7 была неощутима.

Недостатком дизеля В-2 ЭС назвали малый гарантийный срок (100 часов), который определялся недостаточной надежностью топливного насоса, форсунок, регулятора и деталей масляной помпы.

Основные узлы мотора после 120–140 часов работы под нагрузкой оказались в хорошем состоянии и допускали увеличение гарантийного срока. Внешняя характеристика испытанных дизелей соответствовала характеристике, приложенной к техническим условиям на поставку дизелей.

В заключении комиссии, проводившей первые государственные испытания дизеля В-2 С-2 в апреле — мае 1938 года, были отмечены ненадёжные узлы (слабая головка, слабый верхний картер), неудовлетворительный тепловой процесс, многочисленные течи масла из разъёмов. Во время государственных испытаний 1939 года указанные детали работали надёжно, тепловой процесс несколько улучшился, течи масла были ликвидированы.

Оговаривалось, что для запуска в серию необходимо:

повысить надёжность топливного насоса;

ликвидировать поломку гильз и пружин плунжера;

ликвидировать ненормальные износи механизма толкателей и пружин скользящего хода регулятора;

исключить попадание песка и воды в насос и течи из под штуцеров;

обеспечить сохранение угла опережения впрыска топлива;

повысить надёжность работы масляного насоса и шестерен привода насоса;

усилить верхний вертикальный валик.

Приказом Наркомсредмаша с 1 сентября 1939 года дизель В-2 был запущен в серийное производство с гарантийным сроком работы 100 часов.

19 декабря 1939 года состоялось заседание Комитета обороны при СНК СССР, на котором было принято историческое постановление «О принятии на вооружение РККА танков, бронемашин, артиллерийских тягачей и производстве их в 1940 году». В составе новых гусеничных машин быстроходный дизель был принят: В-2 для танков БТ-7М, В-2-34 для Т-34 (500 л.с.), В-2В (375 л.с.) для тягачей «Ворошиловец» и В-2К (600 л.с.) для тяжёлых танков КВ.

В 1940 году производство двигателей В-2 было также организовано на Сталинградском тракторном заводе (СТЗ). До начала войны завод №75 успел выпустить большую партию двигателей для оснащения танков БТ-7М, Т-34, КВ и тягачей «Ворошиловец». Производство двигателей в Харькове продолжалось вплоть до эвакуации завода №75 в Челябинск осенью 1941 года. В Челябинске завод №75 влился в состав челябинского Кировского завода (ЧКЗ).

Производство двигателей В-2 было организовано также на свердловском заводе №76 и на барнаульском заводе №77. Развертывание массового производства танков потребовало увеличения выпуска двигателей и корректировки технологии их изготовления с учетом необходимости организации массового производства двигателей, уровня оснащения и квалификации кадров этих заводов. Пришлось решать сложные задачи по повышению технологичности конструкции двигателя. Практика показала, что конструкция двигателя В-2 оказалась хорошо приспособленной к производству на разных заводах, а также к эксплуатации и ремонту в военное время.

Изготовлением двигателей В-2 на всех заводах руководили специалисты, участвовавшие в его разработке и внедрении в производство в Харькове.

За годы войны было изготовлено 72 800 двигателей типа В-2. К 1945 году трудоемкость их изготовления снизилась по сравнению с 1942 годом в два раза, при этом гарантийный срок службы двигателя на танке Т-34 повысился со 100 до 250 часов. В условиях армейской эксплуатации наработка двигателей до ремонта в отдельных случаях достигала 300–400 часов. Ремонтные заводы успешно освоили ремонт двигателей В-2. До начала 70-х годов суммарный выпуск всех модификаций В-2 превысил 250 000 единиц.

После успешного прохождения государственных испытаний вновь развернулись опытно-конструкторские работы. В частности, в НИИ-1600 в сентябре 1939 года было закончено проектирование рядного шестицилиндрового мотора В-3, позднее получившего обозначение В-4, мощностью 250–300 л.с., велись заводские испытания «штатного» серийного мотора В-2, форсированного до 600–650 л.с., изготавливались опытные образцы инерционного стартера, велась разработка нового дизель-мотора моноблочного типа с несущим нижним картером.

Среди достаточно необычных работ НИИ можно упомянуть создание двухтактного быстроходного танкового дизеля с мощностью 1200–1300 л.с., работы по которому начались в 1940 году. Экспериментальные работы на одноцилиндровых установках и разработка эскизного проекта были запланированы на 1940 год, рабочий проект и опытные образцы планировалось изготовить до 1942 года.

На начало 1941 года среди продукции завода №75 числилось несколько модификаций дизеля В-2.

Двигатели для танка БТ-7М:

мощность эксплуатационная 400 л.с. при 1700 об/мин.;

мощность номинальная 450 л.с. при 1750 об/мин.;

мощность максимальная 500 л.с. при 1800 об/мин.;

сухой вес мотора 750 кг;

габариты, высота×ширина×длина — 1073×856×1558 мм.

Двигатели для тяжелого трактора «Ворошиловец»:

мощность эксплуатационная 320 л.с. при 1500 об/мин.;

мощность номинальная 375 л.с. при 1500 об/мин.;

сухой вес мотора 750 кг;

габариты, высота×ширина×длина — 1073×916×1558 мм.

Двигатели для судов специального назначения:

мощность эксплуатационная 400 л.с. при 1700 об/мин.;

мощность номинальная 450 л.с. при 1750 об/мин.;

мощность максимальная 500 л.с. при 1800 об/мин.;

сухой вес мотора 775 кг;

габариты, высота×ширина×длина — 1073×856×1891 мм.

Двигатели для танка А-34:

мощность эксплуатационная 400 л.с. при 1700 об/мин.;

мощность номинальная 450 л.с. при 1750 об/мин.;

мощность максимальная 500 л.с. при 1800 об/мин.;

сухой вес мотора 750 кг;

габариты, высота×ширина×длина — 1073×916×1558 мм.

Двигатели для танка Т-50:

мощность эксплуатационная 225 л.с. при 1800 об/мин.;

мощность номинальная 250 л.с. при 1900 об/мин.;

мощность максимальная 300 л.с. при 2000 об/мин.;

сухой вес мотора 540 кг;

габариты, высота×ширина×длина — 966×632×1569 мм.

Двигатели для танка КВ:

мощность эксплуатационная 500 л.с. при 1900 об/мин.;

мощность номинальная 550 л.с. при 1950 об/мин.;

мощность максимальная 600 л.с. при 2000 об/мин.;

сухой вес мотора 750 кг;

габариты, высота×ширина×длина — 1073×916×1558 мм.