Motor de tanque V-2: modernización y vida después de la guerra
B-2 Fuente: Planta de Turbina Ural.80 años construyendo energía
Experiencias y evolución
En la construcción de tanques mundiales, el uso de motores diesel de alta velocidad para tanques se convirtió en el estándar de oro solo a finales de los años 50. Los países de la OTAN se dieron cuenta de que era hora de deshacerse de las centrales eléctricas de gasolina mucho más tarde que la Unión Soviética, pero rápidamente se pusieron al día. En la era de la posguerra, la construcción de motores de tanques domésticos se basó en el probado concepto V-2, que había pasado por tuberías de fuego, agua y cobre durante la década anterior.
Durante los años de la Segunda Guerra Mundial, la oficina de diseño líder número 2 en Chelyabinsk desempeñó un papel principal en la modernización del V-75. Durante los años de la guerra, se formó un enorme complejo de construcción de motores en Tankograd, que se creó exclusivamente para la producción de motores diesel B-2. Por un lado, esto permitió ahorrar seriamente en la producción de motores a gran escala y, por otro, creó dificultades para volver a perfilar el sitio. En el libro "Motores de tanque (de historias construcción de tanques) ”E. A. Zubov a este respecto incluso proporciona cálculos sobre los costos del trabajo de desarrollo de pequeñas empresas manufactureras extranjeras y gigantes industriales. En promedio, una pequeña empresa recibe un rendimiento por cada dólar invertido 24 veces más que, por ejemplo, el gigante Ford o General Motors. Hubo una abrumadora mayoría de grandes plantas de construcción de motores en la Unión Soviética, lo que condujo a un cierto conservadurismo en desarrollos innovadores.
Diesel B-14. Fuente: "Motores de tanque (de la historia de la construcción de tanques)"
Una de las primeras mejoras al tanque de diesel en Chelyabinsk fue la modernización del V-2K, diseñado para tanques pesados. El motor diesel aumentó el par, la potencia se incrementó a 650 litros. seg., mientras no se tocó la velocidad máxima del motor, el mecanismo de manivela de cargas aumentadas no pudo resistir. Logramos esto reconfigurando la bomba de combustible de alta presión y aumentando el suministro de combustible por ciclo. El siguiente fue el V-2IS, que logró reducir su altura en 200 mm y llevar a cabo una serie de mejoras menores. Una de las ventajas indiscutibles del tanque IS equipado con dicho motor diesel fue el kilometraje de 220 kilómetros en una estación de servicio, mientras que el T-VI Tiger solo podía recorrer 120 kilómetros en el tanque. Sin embargo, tal aumento en la potencia no permitió aumentar el recurso del motor; hasta el final de los años 40, aún no superó las 300 horas moto. Ya durante la guerra, quedó claro que un aumento adicional en la potencia B-2 con un aumento adicional en la vida útil del motor solo era posible al aumentar. Uno de los primeros fue el V-12 con un sobrealimentador centrífugo de accionamiento AM-38F, que permitió que el motor desarrollara 750 litros. s y proporcionó un par de 3000 Nm. En noviembre-diciembre de 1943, el motor superó con éxito las pruebas de 100 horas, pero después de solo seis meses ya no era posible repetirlas. A principios de 1944, el V-2 para tanques pesados, se decidió cambiar a un nuevo V-11 de inmediato por 700 litros. con., y en julio del mismo año, se suponía que la planta de Kirov produciría 75 motores por mes. Como resultado, los primeros motores de producción aparecieron solo a fines de abril de 1945 y se instalaron en el IS-3, que no tuvo tiempo de luchar. En 1947, los primeros V-12 de producción para el IS-4 aparecieron en ChTZ, que se produjeron en varias modificaciones hasta principios de los años 60. Se instalaron motores de la serie "pesada" en el T-10, T-10M y un par de vehículos experimentales.
Planta de Turbina Ural. Fuente: Planta de Turbina Ural.80 años construyendo energía
B-2 en la Planta de Turbinas Urales (Turbomotor). Fuente: Planta de Turbina Ural.80 años construyendo energía
Sverdlovsk Plant No. 76 (Turbine Plant), también dedicada a la producción de motores de tanque, para el otoño de 1944 pudo crear su propia versión de la profunda modernización del legendario motor diesel, llamado V-14. Era un motor de 700 caballos de fuerza con un diámetro de cilindro expandido a 160 mm, lo que aumentó el volumen de trabajo a 44,3 litros. También se realizaron pruebas de banco del V-14M sobrealimentado (el volumen de trabajo se incrementó a 44,3 litros), que tiene una capacidad de 800 litros. s La novedad tan esperada apareció en ambos motores: la camisa del bloque de cilindros ahora se echó al mismo tiempo con las cabezas, lo que eliminó el notorio problema de una junta de gas. Este fue un mérito directo del diseñador Timofey Chupakhin, quien, desde finales de los años 30, había fomentado una idea similar. También en el B-14 había un cárter nuevo y más rígido, que se convirtió en la estructura de soporte, lo que aumentó la confiabilidad de los cojinetes del cigüeñal y el grupo de pistones.
Sobrealimentado y sin
Cabe destacar el trabajo de desarrollo que tuvo lugar en el campo de pruebas de las Fuerzas Armadas de la URSS Fuerzas Armadas de la URSS, cuyo propósito era aumentar el poder del V-2 aspirado naturalmente. Luego se confirmó una vez más que la disposición de los purificadores de aire en el compartimiento del motor de un tanque afecta directamente el llenado de cilindros de diesel con aire. Resultó que los motores T-34 e IS-2 prácticamente "tragaron" el aire calentado por su propio calor (hasta 60 grados), lo que, junto con los filtros obstruidos, redujo la potencia inmediatamente en un 10%. La física del proceso es muy simple: el aire frío es más denso, por lo tanto, en un ciclo de trabajo, el motor lo absorbe más y el combustible se quema más completamente en los cilindros. La situación es lo contrario con aire caliente.
En general, con base en los resultados del trabajo en el campo de entrenamiento GBTU, se concluyó que sin una disminución crítica en el recurso motor, su potencia solo puede elevarse a 600 litros. s Además solo con la turbina. En la versión de aspiración natural, la base V-2 se acelera con una amplia gama de medidas: reducir la resistencia del aire en la entrada, instalar un colector de admisión anular para llenar uniformemente los cilindros de ambas mitades del motor (esto fue espiado por el tanque alemán diesel Mercedes-Benz 507) y desarrollar una nueva bomba de inyección de combustible. Este último también fue planeado para ser prestado por Bosch, cuyas bombas fueron montadas en motores diesel Mercedes-Benz 503A. También se recomendó reducir la tolerancia de ajuste de las bombas de inyección de combustible en serie para el suministro de combustible del 6% al 3%. Este trabajo fue parte de un gran proyecto para modernizar el V-2 en el sitio de la Planta de Tractores de Chelyabinsk, cuya administración no quería hacer ningún cambio fundamental en el ciclo de producción.
Como sabe, puede aumentar la potencia del motor aumentando el volumen de trabajo (agregue cilindros o simplemente aumente su dimensión), y esto, a su vez, requirió cambios serios en el diseño. Por lo tanto, el turbocompresor se ha convertido en la principal tendencia de posguerra en la modernización del V-2.
Los ingenieros señalaron que la introducción de una solución de este tipo aumentaría la capacidad de litro de inmediato en un 50-100%, mientras que el sobrealimentador centrífugo de accionamiento parecía ser el más óptimo, dando indicadores económicos más altos. El hecho de que todo esto inevitablemente provocará un aumento de las cargas mecánicas y térmicas en el motor tuvo que ser soportado.
La siguiente tarea para los fabricantes de motores fue aumentar la vida útil de la garantía del motor hasta 500-600 horas. Además, para realizar el movimiento del tanque en condiciones subacuáticas, era necesario garantizar la confiabilidad de los motores a altas resistencias en la entrada y la salida.
B-2 Fuente: "Motores de tanque (de la historia de la construcción de tanques)"
En una especie de competencia por la modificación más exitosa del V-2, varios fabricantes de la Unión Soviética participaron a la vez. Además del jefe SKB No. 75 mencionado anteriormente de Chelyabinsk, también trabajaron en su programa en la planta Transmash No. 77 en Barnaul.
El motor diesel V-16, creado por ingenieros siberianos, desarrolló 600 litros sin turbocompresor. s y se distinguió por la ausencia de bomba de inyección de combustible en el sentido habitual. Siempre ha sido una unidad B-2 problemática, y en Barnaul decidieron reemplazarla con boquillas de bomba individuales para cada cilindro, una solución innovadora que se extendió mucho más tarde. Los ingenieros de Barnaul desarrollaron el tema V-16 en toda una familia: había una versión de 700 para tanques pesados y un V-800NF sobrealimentado de 16. Incluso desarrollaron una chispa de dos motores diesel, con los que se retiraron 1200 litros del soporte. s Pero todo el trabajo del proyecto se redujo debido al cierre del desarrollo de los tanques experimentales bajo los cuales fueron construidos, o debido al enfriamiento general del estado a temas de tanques.
A principios de la década de 50, el liderazgo tenía la impresión de que todos los problemas militares podían resolverse con la ayuda de misiles, y que el resto del armamento tenía un papel asociado. La sobriedad llegó alrededor de 1954, cuando en los países de la OTAN comenzaron, si no superaban el programa de construcción de motores de tanques de la URSS, y al menos reducían el retraso. El V-27 multicombustible Chelyabinsk, equipado con un turbocompresor TKR-11F y con una capacidad de 700 litros, se convirtió en un verdadero símbolo de renacimiento. s Posteriormente, el diseño evolucionó hacia los conocidos B-46-6 y B-84, que se convirtieron en las verdaderas coronas del concepto de B-2.
El siguiente fabricante, incluido en la carrera por la mejora de la posguerra del V-2, fue la Planta de Turbomotor Ural mencionada anteriormente, que desarrolló una variante del motor bajo la letra "M". Fue un profundo replanteamiento del concepto de diesel, la mayoría de los componentes en los que era completamente nuevo. El V-2M recibió dos turbocompresores TKR-14, que en el futuro debían estar equipados con unidades de enfriamiento de aire de carga, una solución revolucionaria en ese momento. Ahora tales nodos (intercoolers) se pueden encontrar en los motores de los tractores principales. Además del turbocompresor, el motor recibió una nueva bomba de combustible de alta presión, sistemas mejorados de enfriamiento y lubricación, así como muchos componentes reforzados en comparación con el ancestro. Para 1968, el motor estaba listo, pero las dificultades con su lanzamiento en producción, así como las grandes dimensiones no contribuyeron a su adopción. Pero muchas decisiones de los diseñadores de Sverdlovsk han encontrado aplicación en las próximas generaciones de motores diesel de tanque.
Alemanes, tanques y diesel
La dieselización de máquinas medianas y pesadas en los años 40 en la Unión Soviética fue un evento único en la historia industrial mundial. Nadie en el mundo, excepto Japón, ha usado motores diesel en vehículos blindados de manera tan masiva. A modo de comparación: el "Sherman" estadounidense de sus trece modificaciones tenía solo un M4A2 con una planta de energía diesel doble. ¿Por qué, por ejemplo, en Alemania durante la guerra no surgió la idea de instalar un motor diesel en un tanque? Hay muchas versiones, comenzando con la escasez de aceros de aluminio y aleaciones y terminando con la incompetencia de los ingenieros alemanes en el campo de la creación de motores diesel pesados terrestres. A este respecto, es interesante la opinión del Teniente Técnico Superior S. B. Chistozvonov, que describió en las páginas del Boletín de la Industria de Tanques para 1944 (núm. 2-3).
En el artículo "Motores de tanques alemanes", el autor analiza con suficiente detalle los motores enemigos existentes en ese momento, y al final analiza las razones por las cuales los alemanes abandonaron los motores diesel de tanques. Chistozvonov señala acertadamente que en la Alemania nazi, incluso antes de la guerra, había motores diesel Junkers y Daimler-Benz, que, después de un pequeño refinamiento, podrían instalarse en vehículos blindados. Sin embargo, los ingenieros alemanes consideraron esto inapropiado. Por qué De hecho, el autor, entre las ventajas de un motor diesel, observa solo un consumo de combustible relativamente bajo (20-30% más bajo que el de un análogo de carburador) y un bajo costo de combustible. El teniente Chistozvonov sugiere en el artículo que los alemanes no se involucraron en el diesel, ya que el motor de gasolina es más barato, más simple, más compacto, más confiable en climas fríos, no requiere aceros de aleación escasos y mano de obra altamente calificada de los recolectores.
Maybach HL210. Fuente "Boletín de la industria blindada"
Al mismo tiempo, la vida útil del tanque en el campo de batalla es tan pequeña que elimina por completo todas las ventajas de un motor diesel (léase: V-2). El autor considera nociones descabelladas sobre la seguridad contra incendios de los motores de encendido por compresión: garantizar que una carcasa en un tanque, compartimento del motor o un simple cóctel Molotov provoque un incendio en el MTO de un tanque con un motor diesel. En este caso, el tanque de diesel no tenía ventaja sobre el tanque de gasolina. El balance de combustible específico de Alemania también jugó un papel en la elección del tipo de sistema de propulsión para tanques. Las gasolinas sintéticas, las mezclas de benceno y alcohol prevalecieron en el equilibrio alemán y no eran adecuadas como combustible para motores diesel. En general, un artículo muy audaz fue para 1944.
Al final del material hay un curioso comentario de los editores del Boletín de la Industria de Tanques:
"Los argumentos que justifican la negativa de los alemanes a usar motores diesel en sus tanques son una suposición del propio autor".
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