Двигатель майбах hl 120

Двигатель майбах hl 120

Броня, мотор, натиск?

В последние дни августа 1943 г. состоялось заседание Государственного комитета обороны (ГКО), которое инициировало процесс под- веления некоторых итогов Курской битвы. Фактически этот процесс состоял из двух больших частей – анализа немецких новинок и рассмотрения положения вещей в Красной Армии, включая действия наших танковых и противотанковых частей и соединений.

Одним из главных моментов при оценке материальной части немецких танковых войск на заседании ГКО прозвучал доклад маршала Н. Воронова, кратко описавшего все немецкие новинки, с которыми довелось встретиться в июльских боях советским артиллеристам и танковым войскам.

Наибольшее внимание в этом докладе, как и весной, уделялось тяжелому танку «Тигр». Но немало эмоций досталось также на долю танка «Пантера», модернизированных «троек» и «четверок», тяжелого штурмового орудия «Фердинанд» и нескольких других образцов самоходной артиллерии.

Проведенное немцами в 1942-1943 гг. перевооружение Воронов оценил очень высоко, признав при этом, что существующая советская противотанковая артиллерия в основной массе своей не способна бороться с новыми тяжелыми танками и штурмовыми орудиями на дальности действительною огня (600-1200 м).

Получивший слово нарком вооружений Д. Устинов доложил, что для противодействия «Тигру» уже выпускается 57-мм противотанковая пушка и ее танковый вариант, а также начаты работы по освоению полевых, танковых и самоходных 85-мм орудий.

Оценивая на том же заседании немецкие танковые и противотанковые орудия, командующий бронетанковыми войсками Красной Армии генерал-полковник Н. Федоренко отметил, что «появление на поле боя 88-мм противотанковой и штурмовой пушек обр. 1943 г. делает броневую защиту всех имеющихся в Советской армии и перспективных танков и самоходных орудии проницаемой». К сожалению, полный текст заседания автор не обнаружил, а имеющиеся ссылки на его стенограмму не отражают вывода, сделанного руководством ГКО.

По окончании заседания ГКО НКТП открыл ряд тем по изучению передовых образцов немецкой бронетанковой техники. Причем ОГК НКТП под руководством нового начальника И. Вера (назначенного вместо погибшего С. Гинзбурга) совместно с НИБТполиго- ном ГБТУ вели изучение МТО и ходовых частей немецких танков и САУ, НИИ-48 совместно с техотделом НКБ исследовали броневую защиту и методы борьбы с нею, а техуправление НКВ совместно с НИ И-13 и ЦАКБ самым внимательным образом исследовали артиллерийское вооружение новых немецких танков и САУ.

Брошенная«Пантера»на улицах Харькова, сентябрь 1943 г.

Памятуя, что немецкая броня всегда отличалась высоким качеством, сотрудники НИИ-48 внимательно исследовали состав брони новых немецких танков и методы ее усиления у танков, прошедших модернизацию.

76-мм дивизионное и противотанковое орудие обр. 1942 г., или танковую пушку обр. 1940г. возможно применять только против бортов танка «Тигр» на дальности 50-100м бронебойным снарядом БР-350БСП, или 76-мм бронебойным катушечным боеприпасом на дальности до 400м.

Применение 57-мм противотанковой или танковой пушки обр 1943 г. возможно против бортов танка «Тигр» бронебойным снарядом на всех дальностях стрельбы; против лобовой брони катушечным боеприпасом с расстояния, по-видимому, до 600 м.

45-мм противотанковую пушку обр. 1942 г. и обр 1937г. применять только для стрельбы по бортам танка « Тигр» подкалиберным катушечным боеприпасом с дист, не свыше 300м…

Бронебойные ружья неэффективны, но могут применяться для обстрела ствола орудия, ведения прицельного огня по приборам прицеливания, командирской башенке и пулеметным амбразурам танка с малой дистанции..»

Исходя из прочитанного можно сделать вывод, что «шкура» танка «Тигр» оказалась весьма толстой и прочной для большинства артсистем, имеющихся на вооружении Красной Армии.

Захваченный немецкий танк PzKpfw IV Ausf Н. Осень 1943 г.

Броневая зашита танка «Пантера» не столь впечатлила наших военных и, по общему мнению, оказалась значительно слабее. Поэтому и общие отзывы о танке, сделанные специалистами различных ведомств, были куда более сдержанными:

Традиционно большой интерес вызвал у наших специалистов модернизированный «старый знакомый» – танк PzKpfw IV Ausf Н, в отношении которого говорилось так: «Средний танк Т-4 подвергся модернизации бронирования за счет утолщения лба подбашенной коробки до 80-85 мм в ряде случаев наложением дополнительного броневого листа толщиною 25-30 мм. Однако встречены также танки, несущие монолитный лист лоб. брони толщиной 82 мм, что позволяет сделать предположение, что в производство герм, промышленности принята новая модификация указанного танка…»

Захваченный немецкий танк PzKpfw III Ausf L Лето 1943 г.

Самый массовый немецкий танковый двигатель «Майбах»HL 120 TRM

В итоговой части исследований НИИ-48 говорилось:

«…необходимо признать, что в производстве немецких танков и САУ основным типом брони по наст. время остается хромо-никелевая катаная броня средней и низкой твердости… содержащая 0,75- 0,85% марганца, 1,8-2,3% хрома, О,1 7-0,2% никеля и до 0,1-0,2% молибдена. В отличие от первого и второго периодов воины, применение цементованных броневых листов в изготовлении средних и тяжелых танков и САУ в настоящее время сходит на нет… Видимо, немецкая промышленность начала испытывать трудности технологического характера при производстве броневых корпусов толстобронных танков. Чтобы скомпенсировать снижение стойкости бронированных листов своих танков, немецкие фашистские конструкторы вынуждены пойти на увеличение на 20-30мм

толщины лобовой брони и введение ее закалки по методу Крупа, но в отличие от отечеств, брони глубина поверхностно закаленного слоя невелика и составляет в среднем 0,5-1,0 мм для брони средней толщины и /- 1,5 мм для большой. Таким образом, толщина лобовой брони танков Т-4 и Атрштурм-75 составляет в настоящее время 82-85 мм и фактически неуязвима для наиболее массовых в К А бронебойных снарядов калибра 45-мм и 76-мм…»

Двигатели и трансмиссия новых немецких танков также изучались специальной комиссией ОГК НКТП. Но ничего революционного в моторах новых немецких танков обнаружено не было. Это по-прежнему были все те же компактные бензиновые моторы «Майбах» без всяких следов внедрения в танки дизеля. Но если в начале войны этот факт вызывал если не недоумение, то удивление, то уже в 1942 г. этому было найдено вполне здравое объяснение:

«Применение немцами на новом танке карбюраторного двигателя, а не дизеля может быть объяснено:

а) спецификой топливного баланса Германии, в котором основную роль играют синтетические бензины, бензолы и спиртовые смеси, непригодные для сжигания в дизелях;

б) преимуществом карбюраторного двигателя над дизельным по таким важным для танка показателям, как минимально возможные для данной мощности габариты, надежность запуска в зимнее время и простота изготовления;

в) весьма значительным в боевых условиях процентом пожаров танков с дизелями и отсутствием у них в этом отношении значительных преимуществ перед карбюраторными двигателями, особенно при грамотной конструкции последних и наличии надежных автоматических огнетушителей;

Схема электромеханической трансмиссии Ф. Порше, примененной на «Фердинанде»

г) коротким сроком работы танковых двигателей из-за крайне низкой живучести танков в боевых условиях, из-за чего стоимость бензина, сэкономленного в случае применения на танке дизеля, не успевает оправдать необходимого для изготовления дизеля повышенного расхода легированных сталей и высоко- квалифицированного труда, не менее дефицитных в военное время, чем жидкое топливо».

В самом деле, при прочих равных условиях немецкие танковые моторы оказывались легче, чем дизели В-2 и В-2К, а с учетом систем питания и охлаждения преимущество и подавно оказывалось за немцами. Расположение бензобаков за пределами обитаемой зоны за герметичной выгородкой позволяло экипажам даже при возникновении пожаров нормально покидать танк, не пострадав от огня.

Изучая новые двигатели, стоявшие в «Тиграх», «Пантерах» и «Фердинандах», представители ОГК НКТП отмечали: «Немецкие конструкторы по прежнему делают ставку на карбюраторные танковые двигатели прежних типов… Так как их конструкция не претерпела изменений, то значительно больший интерес в настоящее время вызывают трансмиссии немецких танков и САУ…»

А вот с этим вопросом поле деятельности было обширным. Под Курском собрались танки со всеми мыслимыми и немыслимыми трансмиссиями и широчайшей номенклатурой коробок перемены передач (КПП).

Однако особо пристальный интерес представителей ОГК НКТП вызвала электротрансмиссия штурмового орудия «Фердинанд» и безвольная КПП танка «Тигр», позволявшие легко управлять этими тяжелыми машинами. И.о. начальника ОГК НКТП И. Бер писал:

«…наибольший интерес для отечественного танкостроения представляют КПП и механизмы поворота танка Т-6Н «Тигр» и штурмового орудия Т-6Р «Фердинанд»… Управление этими тяжелыми машинами весьма легкое и удобно по мнению водителей-испытателей… В наст, время ОТК НКТП проводит исследоват. работу по изучению особенностей трансмиссий нем. танков с целью возможного внедрения наиболее удачных решений в отечественном танкостроении…»

Не бронею единой!

Наиболее обстоятельным среди прочих был отчет техуправления НКВ: «.Артиллерийское вооружение новых немецких фашистских танков и самоходов». Актуальность этого отчета была столь велика, что его автор, инженер-полковник П. Соломонов, написал на основании его материалов пять статей в различные печатные издания, а также сценарий учебного фильма для отечественных танковых школ.

Так, в отчете, в частности, говорилось, что немецкая танковая дивизия 1943 г. по огневым средствам стала вдвое более мошной, так как если количество танков в ней уменьшилось в 2-3 раза, то количество огневых средств, отданных дивизии, возросло в то же время в среднем вдвое. В состав танковых и моторизованных дивизий организационно была включена штурмовая и самоходная артиллерия. Новая организация основного танкового соединения вермахта стала больше пригодной для выполнения не только маневренных действий, но также прорыва укрепленных полос обороны.

К лету 1943 г. почти повсеместно в танковых дивизиях основу танкового парка составляли средние и тяжелые танки, вооруженные преимущественно новыми пушками калибра 75-мм (7,5 cm KwK.40 или 7,5 cm Stu.K.40; 7,5 cm Kw.k.42 или 7,5 cm Stu.k.42) и 88-мм (8,8 cm Kw.k. 36 и 8,8 cm Stu.k. 43), тогда как легкие, вооруженные 20-мм и 37-мм пушками, составляли теперь абсолютное меньшинство.

Немецкая противотанковая пушка на позиции, лето 1943 г.

«Реализованная немцами система артиллерийского вооружения бронетанковых частей лета-осени 1943г. (по времени появления на полях битв) не является случайной и представляет собой третью систему артвооружения танков и самоходов фашистской Германии за три года войны, в течение которых немцы конструктивно отрабатываю три идеи тактико-технических требований к артиллерийским танковым орудиям.

Первая идея тактико-технических требований предусматриваю получение скорострельной малокалиберной пушки с мощным бронебойным выстрелом, что и было осуществлено в 37-мм и 50-мм танковых пушках. Эти пушки имели малый вес и незначительные габариты, что повышало их огневую маневренность, скорострельность и разрешало резко увеличить число патронов возимого в танке боезапаса.

Однако вследствие «катушечной» формы снаряда, при его полете развивается большое сопротивление воздуха, что приводит к быстрой потере им начальной скорости и большому рассеиванию снарядов на средней и дальней дистанции. Стрельба подкалиберными снарядами такого типа на дистанции свыше 600м мало эффективна.

Наконец, третья идея тактико- технических требований к танковым орудиям заключаюсь в получении больших начальных скоростей снарядов среднего калибра за счет значительного удлинения канала ствола и увеличения абсолютного и относительного веса порохового заряда.

Танковые орудия средних калибров имеют, конечно, больший вес и габариты, чем орудия первых двух типов, но зато они разрешают применение подкалиберных снарядов удобообтекаемой формы, а осколочно-фугасные их снаряды по мощности фугасного и осколочного действия обладают рядом неоспоримых выгод…

Таким образом, создавая систему вооружения 1943 г., немцы отказавшись от одностороннего развития танковых орудий путем увеличения их бронепробивной мощности и начали придавать значительно большее значение осколочному и фугасному действию их выстрелов.

В этом отношении система вооружения 1943 г. является наиболее гармоничной и удовлетворяющей современным боевым требованиям. Опыт боев показывает, что глубокое эшелонирование современной обороны, наличие специальных противотанковых оборонительных районов, в основе которых лежит высокая насыщенность артиллерией, требуют от танковых орудий обеспечить наилучшие возможности ведения дуэльной борьбы с артиллерией, расположенной в боевых порядках обороняющихся…

Основные характеристики новых 75-мм и 88-мм танковых и самоходных пушек, получивших распространение в 1943 г., помещены в табл. I»

«I) массирование средних и тяжелых танков и артсамоходов на направлении главного удара в наступательных операциях;

2) использование мощности бронирования для ведения прицельного огня с места или маневрировании на ограниченных участках местности;

3) ведение эффективного огневого боя против наших танков, а главное – артиллерии на дистанции 1000-2000 м, что обеспечивается мощностью бронебойного, и главное – фугасного выстрелов».

Также в выводах по исследованию озвучивалась мысль, что немцы реализовали наиболее экономный вариант усиления вооружения своих танков, как для пробития брони, так и для борьбы с полевыми укреплениями и огневыми точками, в ходе которого эффективная дальность стрельбы из танка увеличилась по сравнению с началом войны в 4-5 раз, а фугасное действие возросло в 2-3 раза..

Далее, сравнивая массо-габаритные данные 75-мм пушки KwK 42, 88-мм пушки StuK 43 и унитарных патронов к ним, автор признавал, что 75-мм длинноствольная пушка не имеет существенных преимуществ перед новой 88-мм пушкой как с точки зрения монтажа пушки в танке, так и с точки зрения ее боевого обслуживания. При этом пушка KwK 42 была на 30% слабее по бронепробиваемости и приблизительно на 16-17% по фугасности, а по стоимости указанное орудие превышает 75-мм пушку «обр. 1940 г.» (KwK 40) почти вдвое, имея при этом оригинальный выстрел, размеры которого затрудняют размещение внутри танка большого возимого боекомплекта.

Автор отчета и статьи счел такое разнотипие главным недостатком немецкой системы танкового вооружения и свидетельством того, что она еще не закончена, прогнозируя, что в кампании 1944 г. в немецкой армии должны были появиться танки, вооруженные 88-мм длинноствольными пушками, 105- мм танковыми пушками или орудиями еще большего калибра…

Зачистка бронекорпуса Т-34 после сварки, завод № 183, весна 1943 г.

Источник

Двигатель майбах hl 120

«Jagdpanzer» IV/70 Sd.Kfz.162/1 управлялся экипажем из четырех человек. В передней части машины, слева от коробки передач находилось место механика-водителя. Два других члена экипажа занимали места в левой стороне боевого отделения: наводчик, за его спиной командир машины. Сиденье командира находилось под люком в крыше рубки. Заряжающий, который совмещал свои прямые обязанности с обязанностями стрелка-радиста, находился справа от казенной части пушки. В его распоряжении был курсовой пулемет MG-42. Над местом заряжающего также находился люк.

Компоновочная схема
«Jagdpanzer» IV/70(V) «Jagdpanzer» IV/70(A)
Нажмите на фото истребителя танков для увеличения схемы

Корпус и рубка.
Корпус и рубка сварены из бронеплит типа Е22. прокатанных, гетерогенных. Толщина брони была разной на разных участках. В полу боевою отделения, под сиденьем наводчика, находился эвакуационный люк размером 440×360-мм.
У истребителей танков «Panzer» IV/ 70(A) рубка устанавливалась на неизмененный корпус танка PzKpfw IV, в результате чего высота машины достигала 2236-мм, в то время как у «Panzer» IV/70(V) передняя часть лобовой брони корпуса была срезана, и силуэт машины имел высоту только 1960-мм. Броню для истребителей танков изготавливали в Витковицах («Witkowitzer Bergbau und Eisenhueiten Gewerkschaft») и в Линце («Eisenwerke Oberdonau»). Бронеплиты соединялись методом сварки между собой и к каркасу из стальных профилей.

Крутящий момент 80 мкг при 2150 об./мин. Удельная мощность 8,.57-7,89 кВт/т. Два радиатора обшей рабочей поверхностью 2,6 м2 располагались по бокам от двигателя. Циркуляция принудительная с помощью насоса типа «Pallas». Рабочая температура охлаждающей жидкости 80 гр, максимальная 90 гр. Циркуляцию воздуха в двигательном отсеке обеспечивали два вентилятора типа «Zyklon», каждый из которых оснащался двумя воздушными фильтрами.

Вентиляторы размещались над двигателем в правой стороне двигательного отделения. Мощность вентиляторы отбирали у двигателя. На надмоторной бронеплите имелись два вентиляционных отверстия, которые у машин поздних выпусков закрывались бронированными жалюзи. Входящие и выходящие отверстия для воздушных потоков в двигательном отделении находились в бортах корпуса. Потоки регулировались жалюзи, сопряженным с термостатом. Топливо, этилированный бензин OZ 74 с октановым числом 74.

Читайте также:  Как правильно перебрать двигатель

Общая емкость трех топливных баков 470 л, рабочая емкость 463 л. У «Jagdpanzer» IV/70(A) емкость баков 490 л. Подачу топлива обеспечивали два бензонасоса типа «Solex», а также ручной аварийный насос. Все три бака имели общую горловину, а переключатель топливных баков находился на приборном щитке механика-водителя. Расход топлива на шоссе составлял 220 л на 100 км и на пересеченной местности до 360 л на 100 км. Емкость маслобака 22 л.

Двигатель оснащался двумя карбюраторами типа «Solex» 40JFF. Крутящий момент от двигателя к коробке передач передавался через два карданных вала. Главный фрикцион трехдисковый, сухой типа «Fichlel & Sachs» 120/HD. Коробка передач планетарная типа ZF «Aphon» SSG76,шесть передач вперед, одна назад. Переключение передач с помощью рычага, расположенного справа от кресла механика-водителя. Место механика-водителя оборудовалось набором контрольно-указательных приборов. Управление истребителем танков осуществлялось с помощью рычагов и педалей, находящихся перед механиком-водителем. Рулевая система действовала через гидравлическую передачу на фрикционы. Планетарный механизм поворота позволял поворачивать САУ, тормозить и осуществлять другие маневры. Далее крутящий момент передавался на бортовые передачи с передаточным числом 1:3,23. Механические тормоза типа «Кrupp» действовали на ведущие колеса.

Шасси.

Существовала возможность пуска двигателя с помощью рукоятки, вращаемой двумя членами экипажа. Рукоятку вставляли в отверстие в нижней части кормовой бронеплиты. Кроме того, предусматривалось использование без инерционного стартера «Bosch» AL/ZM1, а также пуск танкового двигателя с помощью мотора VW Kfz 82 «Kuebеlwagen». Потребителями в бортовой сети были подсветка прицела и контрольных приборов, звуковой сигнал, фара (на левом переднем крыле), радиостанция, спуск орудия и пулеметов, ходовой огонь типа «Notеk».

Источник

Разработка танковых двигателей фирмы Maybach в 1930-1940-е годы

На нашем сайте в ходе рассмотрения многочисленных альтернатив, касающихся разработок броне­танковой техники Вермахта, не раз поднимались вопросы, связанные с двигателями, которые могли бы быть установлены на этой альтернативной технике. Данный материал я перевёл для того, чтобы вопросы, касающиеся альтернативных разработок и двигателей для этих альтернативных разработок, могли в дальнейшем опираться на более реальную базу по части двигателестроения и каждый, предложивший свою альтернативу по этой теме, получил бы возможность выбрать то, что ему покажется наиболее подходящим. По крайней мере это касается двигателей фирмы Maybach, являвшейся в 1930-1945-е годы основным поставщиком двигателей для бронетанковой техники Вермахта. Кроме фирмы Maybach имелся еще ряд немецких и зарубежных фирм, которые могли предложить сухопутным войскам Вермахта свои перспективные разработки. Все эти фирмы, как и ведущая в данной отрасли в Германии фирма Maybach, не могли по целому ряду причин на практике довести свои многочисленные перспективные разработки до серийного производства. Об этих многочисленных разработках фирмы Maybach и идёт речь в данном материале.

1.Двигатель HL 232 с наддувом от вспомогательного 2-х-цилиндрового двигателя HL 10, распола­гав­шегося в развале цилиндров основного двигателя.

2.HL 234 – безнаддувный двигатель.

Было изготовлено несколько опытных образцов двигателя HL 232. Двигатель HL 234 к началу 1945 года был доведён, но к его серийному производству в условиях полнейшей разрухи приступить уже не было возможности. HL 234 при 3000 об/мин развивал мощность 900 л/с. (662 кВт). При том же занимаемом в моторном отсеке объёме HL 234, имея равный рабочий объём с HL 230, развивал мощность в 1,3 раза превосходящую мощность HL 230.

Кроме двигателей ММ занималась также и разработкой и производством коробок перемены пере­дач Olvar и Variorex.

В ходе исследований перед разработчиками танковых бензиновых двигателей была поставлена цель получить двигатель мощностью в 1000 л.с. со вспомогательным двигателем и дизельного двигателя с таким же рабочим объёмом, как у бензинового. Для этих целей решено было привлечь не только специалистов фирмы ММ, но и от других фирм. Это позволило бы сохранить полученный ранее опыт и развивать его и после завершения войны, которое, судя по всем признакам, было очень близко. В том, что после завершения войны наступят тяжелые времена, никто не сомневался. К этому следовало, используя все возможности, подготовиться. Заниматься подобными исследованиями на территории послевоенной Германии было крайне сложно, если не сказать «невозможно». После завершения войны практически все работы, связанные с исследованиями, касающимися вооруженных сил проигравшей войну Германии, были прекращены. Но фирма Maybach Manufaktur в этих непростых условиях сумела найти возможность обойти эти запреты. И помогло ей в этом французское правительство.

Немецко-французское сотрудничество, если это так можно назвать, зародилось еще в годы, когда территория Франции была оккупирована немецкими войсками. В конце 1946 – начале 1947 года 70 инженеров и техников ММ переселились во Францию в Vernon/Eure, где они образовали группу «М» в Labotoire des Rechnersches Ballistiques et Aerodynamidues (LRBA). Там немецкие специалисты занялись доработкой уже для французов двигателя HL 295, являвшегося практически увеличенной версией созданного еще в конце ВМВ двигателя HL 234. 10 двигателей HL 295 должны были быть изготовлены в Friedrichshafen-е. Это позволяло получать заказы на выполнение ремонтных работ от западных стран, оккупировавших Германию, и хоть как-то поддерживать на плаву существование фирмы ММ. Благодаря этому намечавшееся было на 13.08.1948 года закрытие предприятия 25.08.1948 года было отложено. У двигателя HL 295 диаметр цилиндра был равен 140 мм, ход поршня 160 мм. При 2800 об/мин этот двигатель с впрыском бензина, но не имевший какого-либо наддува, развивал мощность 1000 л.с. (735 кВт). Этот двигатель предназначался для нового французского танка АМХ 50 «St. Chamond» и противотанковой самоходной установки АМХ «Foch». Дальнейшая разработка этого тяжелого танка, ориентированного на немецкий танк, известный нам как «Королевский тигр», после постройки нескольких опытных образцов из-за сложного финансового положения была прекращена.

Параллельно этим работам там же в Vernon велись разработки дизельного варианта двигателя HL 295. Позднее рабочий объём этого дизельного двигателя, получившего обозначение HL 337 и HL 338, был увеличен. Диаметр цилиндра был равен 145 мм, ход поршня 170 мм. После того как группа «М» под руководством Karl-a Maybach выполнила все поставленные перед ней задачи, французское правительство объявило о прекращении работ, касающихся создания группой «М» двигателей для бронетанковой техники.

Прежде чем послевоенное развитие танковых двигателей фирмы Maybach пошло по описанному выше пути, в 30-е годы была проделана серьёзная работа по разработке большого количества различных двигателей для бронетанковой техники Вермахта. Внимание разработчиков танковых двигателей фирмы Maybach было уделено и 2-тактным двигателям, которые теоретически позволяли получить в 2 раза бóльшую мощность с двигателя в сравнении с 4-тактным двигателем с таким же рабочим объёмом. Но на практике эти 2-тактные двигатели, разрабатывавшиеся и фирмой Maybach, оказались неподходящими для бронетанковой техники, и сотрудники фирмы, занимавшиеся этими исследованиями, еще на довольно ранней стадии работ над такими двигателями установили их непригодность для установки на бронетанковую технику. Поэтому фирма Maybach решила сосредоточить свои усилия в первую очередь на разработке 4-тактных рядных 6-цилиндровых и 12-цилиндровых V-образных двигателей.

Были, конечно, и исключения в части создания V-образных 2-тактных двигателей со встречно-движущимися цилиндрами. Например, такой двигатель был создан фирмой MAN в 1943 году и предназначался он, если судить по его размерам, явно не для установки на бронетанковую технику: 24 цилиндра диаметром 320 мм, ход поршня 440 мм. При 600 об/мин этот двигатель развивал мощность в 12 600 л.с. (9265 кВт). Удельный вес данного двигателя составлял 6,8 кг/кВт. Организовать производство этого двигателя из за всё более тяжелого военного положения не представлялось возможным.

Ближе к середине 30-х годов был разработан 12-цилиндровый V-образный двигатель HL 100. При 3000 об/мин этот двигатель развивал мощность 300 л.с. (220 кВт). Всего было изготовлено 7 опытных образцов HL 100, которые были испытаны на различных опытных образцах немецких танков. Увеличение хода поршня двигателя HL 100 со 106 до 115 мм. дало двигатель HL 108. Далее увеличение диаметра цилиндра со 100 до 106 мм позволило получить наиболее часто устанавливаемый на немецких танках и САУ ВМВ двигатель HL 120. Мощность HL 120 осталась на уровне HL 100, но крутящий момент был увеличен.

Параллельно с этой разработкой управление вооружений сухопутных войск Вермахта (HWA) в 1935 году выдало заказ на разработку нового значительно более мощного двигателя, который мог бы кратковременно развивать максимальную мощность 700 л.с. (515 кВт) и длительную мощность 650 л.с. (478 кВт). Эта разработка была выполнена на базе ранее созданного двигателя HL 100. Фирма ММ предложила создать 16-цилиндровый V-образный двигатель, но из-за большой длины этого двигателя от данного предложения было решено отказаться. Руководитель ММ Karl Maybach в условиях резкого скачка мощности с 220 до 515 кВт, которую должны были развивать перспективные танковые двигатели, предложил ограничиться величиной в 600 л.с. (441 кВт). Предполагалось вести разработку с расчетом, что позднее при внесении ряда доработок можно будет увеличить развиваемую двигателем мощность. ММ предлагала использовать роликовые подшипники для шатунов. Работы в этом направлении привели к исследованиям, касающимся разработки двигателя HL 300. Диаметр цилиндра этого двигателя должен был быть равен 140 мм, ход поршня 160 мм. Двигатель при 2200 об/мин должен был развивать мощность 600 л.с. ( 441 кВт), среднее эффективное давление в цилиндре должно быть равным 8,13 бар. В ходе проектирования было решено увеличить диаметр цилиндра до 145 мм: так возник проект двигателя HL 320 Р. По конструкции HL 320 был очень похож на HL 100: коленчатый вал с шайбами, подшипники скольжения как альтернатива к роликовым подшипникам шатунной шейки. Расположенный в торцевой части двигателя блок с зубчатыми колёсами для привода различных агрегатов можно было демонтировать. Низкий картер двигателя туннельного типа, шатуны располагались близко друг к другу у коренной шейки. Для тяжелого танка проекта VK 6501 предполагались 4 варианта силовой установки: 2 из них HL 320, 2 других представляли двигатели с увеличенным до 155 мм диаметром цилиндров. Эти двигатели получили обозначение HL 360. Их разработка была завершена в 1938 году. Для этого двигателя предусматривались 2 или 4 карбюратора, а также общая для всех 12 цилиндров система впрыска бензина. Разработка двигателей HL 320 и HL 360 не продвинулась далее испытаний на стендах. Для танка проекта VK 6502 предполагались также двигатели HL 320 и HL 360. Из-за ряда значительных изменений в проекте VK 6502 эти двигателя не могли устанавливаться и на этом танке.

Для другого танка – VK 3001, проект которого был разработан фирмой Henschel в 1938 году, разработали еще один V-образный 12-цилиндровый двигатель с диаметром цилиндра 120 мм, ход поршня был равен 140 мм. При 2500 об/мин этот двигатель, получивший название HL 190 Р, развивал мощность 400 л.с. (294 кВт). И для этого проекта двигателя основой послужили ранее разработанные двигатели HL 108 и HL 120. Но в отличие от них, в двигателе HL 190 P применялась система смазки, получившая название Trockensumpf-Schmierung, в которой в масло подмешивалось некоторое количество топлива. Такая система смазки была несколько дороже использовавшихся ранее, но в то же время имела и ряд приемуществ. Нижняя часть картера HL 190 Р, отлитого из алюминиевого сплава, была плоской. Расположенные рядом друг с другом пары шатунных шеек коленчатого вала имели подшипники скольжения. По ряду соображений для этого двигателя было решено отказаться от роликовых подшипников для шатунных шеек коленчатого вала. Головки цилиндров литые из серого чугуна. И двигатель HL 190 Р не стали производить. Вместо этого выполнили ряд изменений в конструкции, и в итоге получился двигатель HL 224 Р. У HL 224 Р диаметр цилиндра был равен 125 мм, ход поршня 145 мм, рабочий объём двигателя 21,4 литра, такой же отлитый из алюминиевого сплава картер и аналогичная система смазки Trockensumpf-Schmierung (сухой картер). В развале цилиндров располагались 4 карбюратора фирмы Solex. Двигатель весил 1175 кг. При 3000 об/мин HL 224 Р развивал мощность 600 л.с. (441 кВт). Для танка проекта VK 6502 были изготовлены 3 двигателя HL 224 Р.

Примерно в то же время, в 1938 году, с учетом ранее полученного опыта был разработан 6- цилиндровый рядный двигатель HL 116 мощностью 300 л.с. (220 кВт). Диаметр цилиндра 125 мм, ход поршня 150 мм, вес 740 кг. В 1940 году для разрабатываемых в то время танков VK 1301, VK 2001 были изготовлены несколько двигателей данного типа.

На базе HL 116 был разработан 6-цилиндровый двигатель HL 150. У HL 150 диаметр цилиндра был равен 150 мм, ход поршня 160 мм, мощность 320 л.с. (235 кВт) при 3200 об/мин. По конструкции и используемым для его изготовления материалам он был аналогичен HL 116. Выглядит несколько странным, что при бóльших максимальных оборотах и большем рабочем объёме развиваемая двигателем HL 150 мощность лишь ненамного превосходит мощность, развиваемую HL 116, и непонятно, для каких целей вообще был разработан этот двигатель. Двигатель HL 150 планиро­валось устанавливать на танке VK 3001. Были изготовлены 2 двигателя HL 150, их испытали, но затем данные двигатели пошли на слом.

Работы над мощными двигателями, развивавшими мощность 600 л.с. (441 кВт) велись параллельно с другими разработками, и, как это видно, все эти работы велись без особой спешки. Таким образом работы велись до нападения на СССР. После нападения Германии на СССР очень скоро выяснилось, что советские средние танки Т-34 превосходят все без исключения производившиеся немецкие танки по целому ряду важнейших для танков параметров.

Для выполнения требования сухопутных войск Вермахта работы по разработке перспективных танковых двигателей велись в направлении увеличения развиваемой двигателями мощности. Это в свою очередь требовало увеличения рабочего объёма разрабатываемых двигателей. Еще увеличение мощности двигателей было возможно при помощи впрыска бензина и установки турбонагнетателей. Новые двигатели должны были, кроме того, выдержать стендовые испытания и иметь необходимый моторесурс. Дальнейшим шагом было соответствие разрабатываемых двигателей условиям, в которых они должны были применяться на практике. На первый взгляд казалось, что увеличение рабочего объёма новых двигателей серии HL фирмы ММ было наиболее простым путём получения необходимых характеристик новых танковых двигателей. И это направление развития двигателей было связано с рядом проблем, которые были вызваны высокими термическими и механическими нагрузками. С увеличением рабочего объёма цилиндра соотношение между внутренней поверхностью цилиндра и его рабочим объёмом уменьшалось, что усложняло охлаждение полости цилиндра и в то же время увеличивало вероятность возникновения детонации при сгорании топливо-воздушной смеси. Поршни двигателей и поршневые кольца работали при всё более худших условиях, нагрузки на кривошипно-шатунный механизм возрастали, и эти проблемы увеличивали время доводки двигателей. Двигатели серии HL благодаря накопленному к этому времени опыту по проектированию и доводке двигателей имели хорошие потенциальные резервы для дальнейшего совершенствования как для рядных, так и для V-образных двигателей. Танк VK 3001 представлял собой танк, в весовой классификации относящийся к танкам с весом в 30 тонн. В 1941 году после тщательного изучения советских средних танков Т-34 было решено сосредоточить усилия на создании более тяжелого танка, которым и стал танк «Пантера», выигравший конкурс у проекта танка VK 3002.

Дизельные двигателя серии HL

К работам над дизельными двигателями фирма ММ приступила в конце 1938 – начале 1939 гг. Для проведения основательных исследований в этой области сначала был построен 2-цилиндровый V-образный двигатель VZ 3 (Versuchs Zilinder – опытный цилиндр, 3-й вариант) с вильчатым шатуном, нагрузки от которого передавались на коленчатый вал двигателя через 6 (!) рядов роликовых подшипников, вильчатый внутренний шатун опирался на подшипники скольжения. Поршень был выполнен в виде 2-х деталей. Обе эти детали были отлиты из алюминиевых сплавов. Диаметр цилиндра составлял 196 мм, ход поршня 240 мм, что было значительно больше, чем у всех ранее созданных и разрабатывавшихся двигателей серии HL и двигателей серии G/GO. В качестве топливной аппаратуры использовали топливный насос фирмы Bosch PE 2Z 130A. Как и на прочих дизельных двигателях серии HL, впрыск топлива в цилиндр двигателя представлял собой конусообразный поток топлива. Примерно в то же время, как началось проектирование двигателя VZ 3, работы по двигателям HL 87 и HL 140 были приостановлены. HL 87 представлял собой рядный 6-цилиндровый двигатель с туннельным картером, у которого коренные шейки коленчатого вала размещались в роликовых подшипниках. Диаметр цилиндра 125 мм, ход поршня 130 мм, мощность 180 л.с. (134 кВт) при 2400 об/мин, среднее эффективное давление 7 бар. Применялись топливные насосы, подающий топливо и высокого давления, фирмы Bosch. Топливный насос высокого давления впрыскивал конусообразную струю топлива в центральную часть камеры сгорания цилиндра. Эти показатели мощности двигателя соответствовали показателям русского дизельного танкового двигателя В-2, которые были позднее получены в ходе испытаний:

«У наших дизельных двигателей замеры развиваемой мощности производились до выхлопной трубы. Сравнимая с русским двигателем В-2 была получена и линия на графике мощности. Русский двигатель В-2 испытывался по той же методике, что и немецкие опытные образцы».

Имелась и версия еще одного V-образного 12-цилиндрового двигателя, получившего обозначение HL 174. HL 174 также имел туннельный алюминиевый картер с вильчатыми шатунами, впрыск бензина. Далее разработки проекта работы по этому двигателю не продвинулись.

Читайте также:  Коробка передач отзывает автомобили

Подобно HL 87 был сконструирован 6-цилиндровый рядный двигатель HL 140. Диаметр цилиндра у этого двигателя составлял 140 мм, ход поршня 150 мм. Кроме нормального 6-цилиндрового двигателя имелся и опытный одноцилиндровый агрегат VZ 4, на котором проводились различные испытания. В первую очередь эти испытания проводились с целью детального изучения протекания процесса сгорания топлива в цилиндре. Затем проводились и испытания, исследующие механические процессы: сравнение потерь мощности, износа, условий работы, колебаний коленчатого вала у двигателя с роликовыми подшипниками HL 140 и двигателя HL 116 с подшипниками скольжения.

Двигатели HL 140 и HL 87 представляли собой отдельную линию развития без прямого соответствия этих двигателей с карбюраторными. С 1942 года дизельные двигателя серии HL разрабатывались параллельно с карбюраторными. Первым таким двигателем стал HL 211. Диаметр цилиндра 125 мм, ход поршня 145 мм соответствовали размерам цилиндро-поршневой группы карбюраторного двигателя HL 210. По-видимому, на эти работы повлияли английские разработки с шиберным газораспределением, и двигатель HL 211 испытывался в подобном исполнении. Эти исследования проводились на фирме ММ вместе с трофейными двигателями. При этом особое внимание уделялось получению истинных характеристик двигателей противника без каких либо искажений в методиках испытаний. Результаты этих исследований должны быть использованы немецкой моторостроительной индустрией. Одним из характерных примеров являлся доклад Augustin-a, сделанный по итогам испытаний и изучения советских дизельных танковых двигателей типа В-2. В данном докладе открыто, без каких-либо искажений был сделан вывод о результатах исследований и высказано мнение, в котором советским инженерам была отдана дань уважения за проделанную ими большую работу.

Разработка дизельных двигателей серии HL фирмой ММ только в том случае имела бы смысл, если бы развиваемая этими двигателями мощность была сопоставима с разрабатывавшимися ранее карбюраторными двигателями. Двигатель HL 211 при 3000 об/мин должен был развивать максимальную мощность, аналогичную максимальной мощности карбюраторного двигателя HL 210 – 650 л.с. (478 кВт). Получить такую мощность предполагалось при помощи турбонагнетателя типа BBC-VTa 250. В начале исследований, как это обычно и делалось, был создан одноцилиндровый агрегат двигателя HL 211. Конструкция шибера опытного одноцилиндрового двигателя VZ 211 (диаметр цилиндра 125 мм) соответствовала той, что применялась на двигателе G8 (диаметр цилиндра 180 мм), но из-за меньшего диаметра цилиндра условия работы шибера двигателя VZ 211 были значительно тяжелее, чем у двигателя G8 (одноцилиндровый опытный дизельный двигатель G8 был создан на базе двигателя G7/G6, который устанавливался на локомотивах). Основные проблемы возникли при обеспечении уплотнения и смазки:

«Установка шибера при столь малых размерах потребовала особенного внимания для обеспечения всех требований плотного закрытия шлицов, точек смазки, места, по которому перемещался сам шибер».

Из-за возникших и описанных выше трудностей было решено отказаться от разработки двигателя с шиберным управлением VZ 211 и вернуться к обычному с клапанами двигателю VZ 212. Проект двигателя HL 232 R получил предпочтение в отличие от проекта HL 211. HL 232 R представлял собой дизельный вариант карбюраторного двигателя HL 230. HL 232 R в отличие от турбонаддува, который планировалось применять на двигателе HL 211, получил вспомогательную дизельную силовую установку HL 25 R, которая должна была нагнетать воздух в цилиндры двигателя HL 232 R. И в данном случае сначала была изготовлена одноцилиндровая опытная силовая установка HLD 232 со стальным сварным картером, роликовым подшипником вала и вильчатым шатуном. Для одно­цилиндрового опытного двигателя не имело смысла отливать картер из алюминия, как для нормальных двигателей. Другие обозначения этого двигателя – HiR 232 и VZ 232 R. У двигателя VZ 212 распределительный вал располагался в картере и приводился, как на опытном двигателе VZ 3, при помощи толкателей и рычагов клапанов газораспределительного механизма через толкающие штанги. На двигателе HiR 232 (VZ 232 R) можно было вновь использовать клапанный газо­рас­пре­делительный механизм, как это было обычно у двигателей серии HL с распределительным валом, расположенным в головках цилиндров. Для этого двигателя использовали топливный насос высокого давления Bosch PE 1B 100 C 101 c распределителем потока впрыскиваемого в цилиндры дизельного топлива. Следующей ступенью развития должен был стать двигатель HL 232 RT с 3-х-ступенчатым нагнетателем воздуха, приводимым турбиной, работающей от выхлопных газов двигателя. Сборка этого двигателя была запланирована на середину 1945 года. Первые испытания планировалось провести в октябре 1945 года. Целью, которая была поставлена при работах по двигателю HL 232 RT, было достижении максимальной мощности двигателя 1000 л.с. (735 кВт) при 3000 об/мин. Двигатель HL 232 RT планировали устанавливать на танки вместе с механо-гидравлической КПП Mekydro Mo 120 (такая КПП была установлена на опытный образец танка VK 4504).

Наиболее интересным, но не доработанным до завершающей стадии был дизельный двигатель HL 234 R. Сначала был создан одноцилиндровый агрегат VZ 234 R, затем нормальный V-образный 12- цилиндровый двигатель HL 234 R. Поскольку результаты испытаний ранее созданного опытного одноцилиндрового двигателя VZ 232 R оказались неудовлетворительными, был разработан опытный двигатель VZ 234 R с другим поршнем и другой головкой цилиндра. У VZ 232 R днище поршня было очень выпуклым и, как и у прочих двигателей серии HL, клапаны устанавливались под углом к вертикали. На основе опыта, полученного при испытаниях опытного одноцилиндрового двигателя VZ 212 с менее выпуклым днищем поршня, решено было на VZ 234 R использовать поршень с плоским днищем. Форсунка для впрыска топлива располагалась прямо по центру головки поршня. Такое исполнение позволяло использовать больше различных вариаций формы поршня и выемок под клапаны. 12-цилиндровый двигатель HL 234 R на стендовых испытаниях развивал мощность 550 л.с. (404 кВт) при 3000 об/мин. и среднем эффективном давлении в поршне 7,6 бар. Первые испытания этого двигателя на танке «Тигр» были запланированы на март 1945 года. В это же время весной 1945 года прошли первые 50-часовые испытания VZ 234 R. Результаты данного испытания показали, что двигатель работал без серьёзных неполадок. При разборке и осмотре двигателя после испытаний было установлено, что подшипники и поршни выглядели хорошо, все поршневые кольца были хорошо приработаны и легко снимались, на днище поршня не было видно задиров.

В рамках дальнейшего развития поршневых двигателей двигатели новых серий HL – HL 67 и HL 101 были сконструированы таким образом, что они на выбор могли производиться в дизельных вариантах. При этом замене подлежали головки цилиндров на специально разработанные для дизельных двигателей головки с форсункой. Дизельные варианты этих двигателей HL 67 R и HL 101 R при 3000 об/мин. развивали соответственно 176 л.с. (130 кВт) и 300 л.с. (220 кВт). Еще одно отличие этих двигателей от карбюраторных вариантов заключалось в плоской форме днища поршня и наличии вертикально расположенных 2-х впускных и 2-х выпускных клапанов для каждого цилиндра. Среднее эффективное давление в поршне составляло 7,6 бар.

В общем, в период с 1934 по 1950 годы фирмой ММ были спроектированы примерно 100 типов различных двигателей серии HL. Конструкция примерно 70-ти из этих 100 двигателей была полностью проработана, изготовлены опытные агрегаты этих двигателей и испытаны на испытательных стендах. Примерно 10-15 двигателей различных серий HL производились серийно. Основные типы этих двигателей собраны в ниже расположенной таблице. Двигатели, типовое обозначение которых находится в скобках, производились в небольшом количестве, и в данном случае речь не может идти об их серийном производстве. Всего начиная с 1930-х годов и до окончания ВМВ фирмой ММ и прочими фирмами, производившими по лицензиям различные двигатели серий HL, было произведено примерно 140 тыс. двигателей. Из них 40 тыс. HL 120 и примерно 14 тыс. двигателей серий HL 210/230.

Диаметр цилиндра, мм

Объём одного цилиндра, л

Число цилиндров, исполнение

Развиваемая мощность, л.с./кВт

На основании наличия большого количества двигателей различных типов можно сделать вывод об имевших место существенных недостатках в части планирования и организации производства двигателей для военной техники сухопутных войск Германии в период с 1933 по 1945 годы. Для транспортных средств и боевых машин сухопутных войск Вермахта отдел Heeres-Waffen-Amtes (HWA) Wa.Prüf.6 предусматривал соотношение мощности и веса транспортных средств и боевых машин, основываясь на мощности двигателей. Фирма ММ как основной поставщик двигателей для бронетанковой техники сухопутных войск пыталась предоставить двигатели, которые по своим ТТХ соответствовали предъявляемым к ним требованиям. Прямого влияния на сами эти транспортные средства и боевую технику из имеющейся документации фирма ММ не имела. Как следует из технических и логистических принципов, HWA не сумело ограничить число типов транспортных средств одной группой, и потом только среди полугусеничных тягачей использовались 6 различных типов и веса: 1 тонна, 3 тонны, 5 тонн, 8 тонн, 12 тонн и 18 тонн. Для тягачей и боевых машин каждого из этих типов существовал свой двигатель: HL 35, HL 38, HL 42, HL 52, HL 54, HL 57, HL 62, HL 85, HL 98 и HL 108! Если более внимательно присмотреться к этой длинной линейке двигателей, то можно отметить, что эти двигатели различных серий HL незначительно отличались друг от друга диаметром цилиндра и ходом поршня, все были созданы на одной основной базе, были очень близки по исполнению и представляли собой лишь увеличенные варианты одного основного двигателя. На практике такое многообразие создавало значительные проблемы как для снабженцев, так и для производивших данные двигатели предприятий. Между диаметром цилиндра в 90 мм у двигателя HL 35 и диаметром цилиндра в 130 мм у двигателя HL 230 имелись 6 промежуточных ступеней. Это означало наличие только 8 типов поршневых колец с незначительно различающимся диаметром. И в данном случае речь идёт только об изнашивающихся деталях, какими являются поршневые кольца! Нередко мощность между всеми этими двигателями различалась совсем на незначительные величины. На этом основании имело место срочно принять программу, которая значительно уменьшила бы количество типов применявшихся в сухопутных войсках Вермахта двигателей. После завершения первой фазы разработки двигателей различных серий HL в 1934–1940 годах фирма ММ планировала увеличение мощности производимых ей двигателей, переход с картеров, отлитых из серого чугуна, к новому модельному ряду двигателей с более лёгкими картерами, отлитыми из алюминиевых сплавов.

«Старый» модельный ряд двигателей с картерами, отлитыми из серого чугуна

«Новый» модельный ряд двигателей с картерами, отлитыми из алюминиевых сплавов

Двигатели этого модельного ряда с картерами, отлитыми из алюминиевых сплавов, производились в небольших количествах. До крупносерийного производства дело не дошло. Возможно, это было связано с острым недостатком необходимых для производства материалов. Так, например, в 1942 году были изготовлены 300 двигателей серии HL 210, картеры которых были отлиты из алюминиевого сплава, затем перешли к изготовлению двигателей HL 230 с картером, отлитым из серого литейного чугуна. При этом вновь были приняты изменения, касающиеся развиваемой двигателями мощности. Двигатель типа HL 230 должен был стать последним из двигателей различных серий с разными размерами цилиндро-поршневых групп. В дальнейшем все рядные и V-образные двигатели для бронетанковой техники: R4, R6, V-8 и V-12 должны были иметь одинаковые размеры цилиндро-поршневой группы.

Двигатели, которые было решено разрабатывать согласно новой концепции от 1942 года с одинаковыми размерами цилиндро-поршневых групп

Но и эти планы были несколько изменены, поскольку для нового танка танка Panzer 38 D мощность нового двигателя HL 100, который предполагалось устанавливать на этот танк, была оценена как недостаточная в сравнении с другими двигателями, которые составляли конкуренцию* HL 100.

(*Подобная пометка была сделана кем-то от руки. Данное утверждение противоречит другому факту: насколько известно, в качестве двигателя для нового танка Panzer 38 D предполагалось использовать и 12-цилиндровый с воздушным охлаждением V-образный дизельный двигатель фирмы Татра, мощность которого была всего 220 л.с., что было почти в 2 раза меньше мощности карбюраторного HL 100).

Поэтому диаметр цилиндра двигателя HL 100 было предложено увеличить до 105–115 мм. Увеличение рабочего объёма двигателя HL 100 и установка системы впрыска бензина позволили бы этому двигателю развивать мощность 600 л.с. (440 кВт) при 3800 об/мин. Опять же из ситуации, сложившейся в конце войны, и эти предложения не дошли до стадии их практической реализации.

Увеличение мощности серийных танковых двигателей, устанавливавшихся на большей части средних и тяжелых танков и САУ Вермахта в период с 1935 по 1943 годы

В вышеуказанный период мощность рядных и V-образных двигателей, устанавливавшихся на бронетанковой технике Вермахта, в основном возрастала благодаря увеличению рабочего объёма двигателей. Более наглядно это можно увидеть на примере некоторых основных параметров широко известных танковых двигателей:

Диаметр цилиндра, мм

Объём одного цилиндра, л

% увеличения рабочего объёма одного цилиндра

Мощность одного цилиндра, л.с./кВт

% увеличения мощности одного цилиндра

У двигателя HL 230 размеры двигателя и особенно размеры цилиндро-поршневой группы уже достигли величин, близких к предельным. Максимальные обороты двигателя были равны 3000 об/мин, в результате чего средняя скорость поршня достигла довольно значительной величины в 14,5 м/сек. В целях дальнейшего увеличения развиваемой двигателями мощности можно было опираться только на дальнейшее увеличение удельной мощности двигателя, что было связано с увеличением среднего эффективного давления в цилиндре. Имелось 2 направления по увеличению удельной мощности двигателей, которые могли быть исследованы: переход к системам впрыска бензина, которые уже давно и успешно применялись на авиационных двигателях, и обеспечение наддува воздуха в цилиндры двигателя. В 1942 году возникли идеи довести максимальную мощность двигателя HL 230 за счет установки системы впрыска бензина и установки вспомогательного двигателя, который нагнетал бы воздух для цилиндров основного двигателя. Тут мы вновь вернёмся назад в 1942 год. Цель данных усовершенствований заключалась в получении мощности 1000 л.с. (735 кВт). Вспомогательный двигатель для нагнетания воздуха был вынужденным шагом, поскольку разработка турбокомпрессоров в Германии осложнялась вследствие острейшего дефицита жаропрочных материалов. Еще одной проблемой, связанной с турбокомпрессорами, было то, что только при больших оборотах двигателя турбокомпрессор позволял получить необходимое давление наддува. Что касается транспортных средств и танков в том числе, то тут большую роль играли показатели двигателей, получаемые при низких оборотах, когда двигатели позволяли получить высокий крутящий момент. Применение независимого от оборотов основного двигателя вспомогательного двигателя для наддува воздуха позволяло получить желаемые показатели по величине крутящего момента. Концепт ММ в отношении использования впрыска бензина предусматривал 2 варианта решения данной проблемы:

1-й вариант

Двигатель HL 232 с вспомогательным двигателем HL 11, который должен был нагнетать необ­хо­димый для работы основного двигателя воздух. Верховное Командование сухопутных войск Вермахта (ОКН) решило, что установка вспомогательного двигателя предпочтительнее, и фирма ММ в соответствии с этим пожеланием начала исследования. Вспомогательный двигатель должен был выполнять следующие функции:

2-й вариант

Карбюраторный двигатель HL 234. Оба двигателя, HL 232 и HL 234, являлись дальнейшим развитием ранее созданного двигателя HL 230. У обоих этих двигателей в целях получения более высокой мощности были выполнены изменения в конструкции, отличавшиеся от того, что было сделано на двигателе HL 230. Благодаря впрыску бензина прямо в цилиндры двигателя и оптимально подобранной фазе газораспределения стало возможным лучше продувать цилиндры двигателя. Степень сжатия двигателя также увеличится. В этих условиях следовало доработать и охлаждение наиболее термически нагруженных деталей двигателя:

Читайте также:  Двигатель для стиральной малютки

Для улучшения условий охлаждения двигателя был применен ряд доработок. Поток охлаждающей жидкости был увеличен и улучшили охлаждение моторного масла. Управление системой впрыска было также доработано на основе ранее имевших место разработок, применённых на двигателях типа VL, WS-5 и OS-5, где применялись эксцентрично уложенные и аксиально перемещаемые конические кулачки распределительного вала, позволявшие получить нужные обороты двигателя и положение заслонки дросселя. При работе двигателя за счет установки специального приспособления учитывались и меняющиеся атмосферные условия за счет дозирования подачи бензина в камеры сгорания двигателя.

Предварительные испытания двигателя HL 232, работавшего в паре с вспомогательным двигателем HL 11, который должен был нагнетать необходимый для работы основного двигателя воздух, в 1944 году позволили кратковременно получить мощность 1200 л.с. (882 кВт) при 3200 об/мин. Мощность двигателя HL 234, не имевшего наддува, была равна 800 л.с. (588 кВт). B конце 1944 года на испытательном стенде удалось получить мощность в 940 л.с. (691 кВт) при среднем эффективном давлении в цилиндрах двигателя 12,7 бар. Двигатель HL 234 предназначался для установки на танки типа «Пантера» и «Тигр». На один «Королевский Тигр» в январе 1945 года был установлен и испытан двигатель типа HL 234. К этому времени опытные двигатели типа HL 232 и HL 234 в общей сложности отработали на испытательных стендах 100 часов, из них 10 часов на продолжительном режиме работы. HL 232 в паре с вспомогательным двигателем HL 10 развивал продолжительную мощность 1000 л.с. (735 кВт).

Среди двигателей различных типов HL имелся ряд исключений. Мощность этих двигателей была увеличена не за счет увеличения рабочего объёма двигателя и увеличения среднего эффективного давления в цилиндрах. Это двигатели типа HL 45 (1938 год) и HL 90 (1939 год). HL 45 был создан на базе HL 42, у которого диаметр цилиндра увеличили с 90 до 95 мм. Максимальные обороты двигателя были увеличены с 3000 до 3800 об/мин. Средняя скорость поршня возросла до очень большой на то время величины в 14 м/сек. Этот двигатель устанавливался на лёгком танке Panzerkampfwagen II.

Двигатель HL 90 был разработан на базе новой концепции, которая позднее была применена на некоторых двигателях типа HL. Туннельный картер этого V-образного 12-цилиндрового двигателя был отлит из алюминиевого сплава. Коленчатый вал вращался в роликовых подшипниках. На шатунных шейках коленчатого вала шатуны были расположены рядом друг с другом. Диаметр цилиндра был равен 100 мм, ход поршня 106 мм. При 4000 об/мин двигатель развивал мощность 360 л.с. (265 кВт). 14 двигателей типа HL 90 были установлены на разведывательные броне­авто­мобили. В 1959 году были изготовлены еще 3 двигателя этого типа.

Разработка двигателей типа HL для Французских вооруженных сил

В июне 1945 года по распоряжению французской «Direction des Etudes et Fabricatios D’Armement» /DEFA/ фирма ММ вновь приступила к работам по двигателям HL 232 и HL 234. Немного позднее также по заказу французов фирма ММ приступила к разработке нового V-образного 12-цилиндрового бензинового танкового двигателя с большим рабочим объёмом и параллельно вела разработку и дизельного варианта этого двигателя, получившего обозначение HL 295. Диаметр цилиндра был равен 140 мм, ход поршня 160 мм. Требовалось получить максимальную мощность 1000 л.с. (735 кВт) при 2800 об/мин. При разработке двигателя HL 295 специалисты фирмы ММ могли использовать весь накопленный ими за предыдущие годы опыт. HL 295 был атмосферным, без наддува, двигателем подобно HL 234. Подобно предшественнику в цилиндрах HL 295 благодаря продуманному расположению выхлопного коллектора происходили завихрения потоков газов, что оказывало положительное воздействие на продувку цилиндров. Тоннельный картер литой из серого чугуна с вильчатыми шатунами, аналогичными применяемым на двигателях типа HL 230, распреде­ли­тель­ные валы располагались сверху на головках цилиндров, поперечное расположение газовых каналов, сферические камеры сгорания. Бензин впрыскивался прямо в цилиндры 2-мя топливными насосами фирмы Bosch, расположенными в передней части двигателя. Количество впрыскиваемого бензина регулировалось в зависимости от оборотов двигателя. Это также было перенято от ранее опробованных двигателей HL 232 и HL 234. В развале цилиндров двигателя HL 295 располагался вспомогательный 4-цилиндровый двигатель HL 11 мощностью 60 л.с. (44 кВт) при 6000 об/мин (диаметр цилиндра 75 мм, ход поршня 60 мм). Воздухозаборник двигателя HL 295 располагался на картере HL 11. HL 11 был аналогом двигателя HL 10, применявшегося ранее на HL 232 в качестве вспомогательной силовой установки. HL 11 выполнял следующие функции.

Система охлаждения двигателя HL 295 была выполнена в виде 2-х независимых друг от друга секций, установленных по обе стороны от основного двигателя. Это позволяло работать двигателю на режиме пониженной мощности при выходе одной из секций системы охлаждения. Моторное масло охлаждалось в 2-x-секционной системе охлаждения типа «воздух-масло», расположенной параллельно системе охлаждения двигателя. Первый опытный двигатель HL 295 в ноябре 1947 года поступил на стендовые испытания. Ввиду технических проблем с размещением шатунов, с которыми специалисты фирмы ММ ранее столкнулись при разработке двигателя HL 230, при разработке HL 295 решено было использовать двойные литые подшипники и с помощью многоступенчатых односторонне отлитых основных шатунов с упрочнённой тыльной стороной применять мягкие, рядом расположенные шатуны второго в паре цилиндра. Второй шатун должен был иметь собственную обойму для подшипника. По желанию заказчика, желавшего получить по возможности более простой по конструкции двигатель, HL 295 должен был во второй версии получить карбюратор. Получение топливо-воздушной смеси обеспечивал топливный насос, состоявший из 320 деталей. Карбюратор для более простого варианта HL 295 имел всего лишь 133 детали! Недостатком варианта с карбюратором была более низкая мощность двигателя, меньший крутящий момент во всём диапазоне рабочих оборотов, больший удельный расход бензина и более высокая опасность возгорания. По предложению фирмы Zenith, производившей карбюраторы, решено было установить на двигатель 2 карбюратора, подобно тому как это ранее было сделано на двигателе HL 230, где двойные карбюраторы работали каждый на «свои» 3 цилиндра. Так как карбюраторы предполагалось устанавливать в развале двигателя HL 295, где должен был размещаться вспомогательный двигатель HL 11, следовало значительно переработать картер HL 295. И вспомогательный двигатель HL 11 получил вместо системы принудительного впрыска бензина карбюратор. В данном варианте HL 11 развивал 44 л.с. (32 кВт) при 5000 об/мин. В 1952 году 2 двигателя HL 295 в варианте с впрыском топлива были отправлены морем в США, где они прошли основательные испытания на танках и на испытательных стендах в Aberdeen Provind Ground. В 1949-1950-х годах группа М, работавшая по прежнему в Vernon-e, разработала на базе двигателя с системой впрыска бензина HL 234 ряд новинок для HL 295. Следовало при 3000 об/мин получить максимальную мощность 800 л.с. (588 кВт). Длина этого двигателя должна была составлять не более 1060 мм, высота от оси коленчатого вала не более 850 мм. Французы обосновали это желанием получить как можно более компактную силовую установку. В первой половине 1952 года двигатель HL 295 был испытан на стенде. При этом двигатель вместо требовавшихся 800 л.с. (588 кВт) при 3000 об/мин.развивал 824 л.с. (606 кВт) при 2800 об/мин. Среднее эффективное давление в цилиндрах двигателя составляло 12 бар. После этого работы над двигателями различных серий HL были завершены.

Переход от бензиновых к дизельным двигателям

Как уже упоминалось, параллельно с разработкой различных версий бензинового двигателя HL 295 велись и работы над его дизельным вариантом. Дизельный вариант получил первоначально обозначение HL 295 R. Для данного двигателя предусматривалось использование турбонаддува. В окончательном виде двигатель с турбонаддувом должен был обозначаться HL 295 RT. Двигатели HL 295 R и HL 295 RT представляли собой недостающее звено между бензиновыми двигателями типа HL и поздними двигателями типа MD. Концепция, использованная при разработке двигателя HL 295 RT, в более поздний период оказала значительное влияние на более поздние разработки фирм Maybach, MMB и MTU. В начале работ, как это обычно в подобных случаях делалось, в 1946/1947 годах был создан опытный одноцилиндровый дизельный двигатель VZ HL 295 RT. Переход от бензиновых вариантов двигателя HL 295 к дизельному варианту HL 295 R представлял собой полную переработку двигателя. Из за более высокого давления газов в цилиндрах двигателя на HL 295 R цапфы шатуна были выполнены диаметром 90 мм (у HL 295 – 80 мм). Весь шатунный механизм был усилен, и снять шатун через полость цилиндра уже не представлялось возможным. Это в свою очередь означало, что картер не мог быть выполнен в виде единой литой детали с туннелем. В данном случае вновь было оценено значительное преимущество картера, представ­лявшего собой одну отливку. Это касалось и времени, необходимого на его изготовление, и объёма работ. В связи с этим было решено провести дополнительные исследования, целью которых было попытаться найти способ, при котором можно было бы и на дизельных двигателях производить установку более массивного шатуна и поршня, как это делалось ранее, через полость цилиндра. Возникла идея вернуться к уже ранее опробованному поршню, состоявшему из 2-х деталей. Для этого вновь следовало провести дополнительные исследования, на этот раз касавшиеся уже поршней, производившихся фирмой ММ. Испытания ранее созданного дизельного двигателя HL 234 R и различных опытных дизельных агрегатов типа HL показали, что температура в месте расположения верхнего поршневого кольца ограничивала величину среднего эффективного давления в цилиндре и среднюю скорость поршня. Производившиеся ранее поршни имели преимущество, поскольку их верхнюю часть можно было осматривать в ходе промежуточного осмотра двигателя без демонтажа поршней и не снимая двигателя с танка. Для замены нижней части поршня следовало выполнить шатунный механизм в виде небольших по размерам деталей. В процессе работ по опытному двигателю VZ HL 295 R был выполнен ряд доработок на двигателе HL 295 R/RT. Из пометок Карла Майбаха, сделанных им в начале 1947 года, следовало, что за основу разрабатываемого дизельного двигателя были приняты показатели сравнительно тихоходных американских двигателей, установленных на дизельных локомотивах. Вместо ранее отработанных в ходе испытаний бензиновым двигателем HL 295 250–500 часов теперь для дизельных двигателей типа HL 295 R/RT следовало в ходе испытания испытывать эти двигатели в течение 10 000 часов. Поршневые кольца, поршни и подшипники были доработаны и изменены для того, чтобы иметь возможность отработать в ходе испытаний 10 000 часов. Диаметр роликовых подшипников был увеличен с 15×22 мм до 25×25 мм. Диаметр туннеля картера был увеличен с 300 до 320 мм. Расстояние между центрами цилиндров было увеличено с 160 мм до 169 мм. Подобно разрабатывавшимся в годы ВМВ дизельным двигателям типа HL днище поршня было выполнено плоским. Между 2-мя впускными и 2-мя выпускными клапанами по центру располагалась форсунка фирмы Bosch. Дизельное топливо впрыскивалось в камеру сгорания в виде конуса. Из-за сравнительно высоких (2600 об/мин.) оборотов необходимо было вместо выполненного в виде единого блока топливного насоса высокого давления для каждого из цилиндров двигателя установить свой ТНВД, потому что в ходе испытаний единый для всех 12 цилиндров двигателя блок с ТНВД не позволил получить от двигателя необходимых показателей. Данная концепция, опробованная на двигателе HL 295 R/RT, в дальнейшем применялась на дизельных двигателях типа MD. В отличие от бензиновых двигателей типа HL 295 двигатель типа HL 295 R/RT не изготавливался в виде полномасштабного 12-цилиндрового двигателя. Все испытания проводились на одноцилиндровом опытном агрегате VZ HL 295 R. Этот опытный двигатель достиг показателей сравнительно тихоходных американских дизельных двигателей, устанавливавшихся на локомотивах. Что же касается более высоких показателей мощности и максимальных оборотов, развиваемых двигателем, то тут ожидались определённые трудности. Таким образом возникла необходимость увеличить размеры цилиндра и одновременно понизить максимальные обороты, развиваемые двигателем. В процессе перебазирования отдела разработок фирмы ММ из немецкого Friedrichshafen-a во французский город Vernon работы по двигателю HL 295 R были приостановлены. В Vernon-е отдел «М» начал работы над новым, с большим рабочим объёмом двигателем типа HL 337 R/RТ (позднее проект этого двигателя получил обозначение HL 338 R/RТ). Диаметр цилиндра данного двигателя был равен 145 мм, ход поршня 170 мм. Так же как и ранее в ходе работ по дизельным двигателям, был сначала разработан схожий с одноцилиндровым опытным двигателем VZ HL 295 R новый одноцилиндровый агрегат VZ HL 337 R-а. Одновременно был изготовлен и второй вариант данного опытного двигателя VZ HL 337 R-b, на котором был установлен разработанный совместно с французской фирмой L’Orange блок топливного насоса высокого давления. Полномасштабный 12-цилиндровый дизельный двигатель HL 337 R сначала испытывался с 2-мя блоками топливных насосов высокого давления фирмы Bosch PE 6Z 120 A 100. Затем на этот двигатель установили разработанный фирмой L’Orange блок топливных насосов высокого давления и проводили испытания уже с этим блоком. Во время испытаний основной проблемой стала высокая температура камеры сгорания и высокие механические нагрузки. Для снижения температуры на участках стенок поршня, где располагались поршневые кольца, были проведены доработки и кольца стали дополнительно охлаждаться моторным маслом. После проведения испытаний поршней, выполненных в виде 2-х деталей, возникла идея опробовать поршень, выполненный из 3-х деталей: верхняя часть, рубашка поршня и элемент, в котором размещались шатунные втулки. Моторное масло подавалось во внутреннюю полость поршня через специальные раздвижные трубки. В ходе работ возникла идея, касающаяся потока масла, давление которого при обратном движении поршня снижалось. Свободно стекающее из цилиндра масло должно было улавливаться специальным маслосборником и направляться в масляную ванну. Это позволяло избежать попадания потока масла на движущиеся детали двигателя. Для улучшения условий протекания теплообмена между стенками цилиндров и омывающей их охлаждающей жидкостью в полости системы охлаждения цилиндра были выполнены проточки. Установка топливной аппаратуры отдельно для каждого из цилиндров и расположение распределительных валов в головках цилиндров привело к тому, что конструкция стала очень сложной. Собственно в головке цилиндра монтировалась верхняя часть головки цилиндра, в которой и располагался распределительный вал. В течении 1948 года был создан еще один одноцилиндровый опытный агрегат VZ HL 338 R-а. Коленчатый вал этого агрегата отличался от коленчатого вала, установленного на ранее собранном опытном агрегате VZ HL 337 R-b. Опытный агрегат VZ HL 338 R-а в основном использовали для испытаний поршней, состоявших из 2-х и 3-х отдельных деталей. После замены топливного насоса высокого давления, использовавшегося на опытном двигателе VZ HL 295 R, на отдельные для каждого цилиндра топливные насосы двигатель получил обозначение VZ HL 338 R-b. Позднее система управления газораспределительным процессом была модифицирована и получила гидравлические компенсаторы. Такой опытный агрегат получил обозначение VZ HL 338 R-с. В мае 1949 года 12-цилиндровый двигатель без турбонаддува HL 337 R поступил на стендовые испытания. Через месяц этот двигатель при 1800 об/мин. развил мощность 500 л.с (368 кВт). В течение 5-ти минут при 2000 об/мин. двигатель развивал 560 л.с. (412 кВт). С завершением исследований, касающихся испытаний новых поршней и регулировки потока масла, работы по дизельным двигателям HL 338 R-с в Vernon-e были завершены.

Одновременно с проводившимися в Vernon-e испытаниями двигателей HL 337/ HL 338 Карл Майбах приступил к разработке нового типового ряда дизельных двигателей, получивших обозначение MD. Новый типовой ряд дизельных двигателей отличался от предыдущих значительным увеличением рабочего объёма одного цилиндра с одновременным снижением максимальных оборотов, развиваемых двигателем, что позволило получить значительно больший моторесурс, позволяющий использовать эти двигатели на локомотивах и на гражданских автомобилях. Разработка новых двигателей типа MD была завершена только в 1970 году.

Рис.1. Схематичное изображение танкового двигателя типа Maybach HL 120

Рис.2. Танковый двигатель типа Maybach HL 120

Источник

Ответы на популярные вопросы
Adblock
detector