Техника и вооружение 2008 11

Другим важным качеством двигателей, подвергшимся анализу, был их прогнозируемый ресурс, долговечность и конструктивная прочность их основных элементов и связанная с этим проблема их ремонтопригодности.

Весьма красноречивым документом для сравнительной оценки двигателей 2В-06 и УТД-29 с этой точки зрения явилась справка о результатах анализа, выполненного по поручению УНТВ квалифицированными специалистами конструкторско-технологического органа войсковой части, занимающейся капитальным ремонтом двигателей танков и БМП.

В основу анализа был положен практический опыт капитального ремонта серийных двигателей УТД-20 (близких родственников двигателя УТД-29) и сопоставление конструкторской документации (технических проектов) двигателей УТД-29 и 2В-06.

Двигатели 2В-06 (слева) и УТД-29.

Б.М. Гинзбург.

Как следовало из представленной справки по собранным статистическим данным, до 30-35% серийных двигателей УТД-20, вышедших из строя при эксплуатации, не подлежали ремонту из-за разрушения основного элемента двигателя – его блок- картера. Причина – обрыв внутренних шатунов. Кроме уже оборвавшихся шатунов, по этой же причине дополнительно при ремонте выбраковывались до 20% шатунов. Поскольку шатуны двигателя УТД-29 не отличались от серийных, был сделан вывод о том, что этот недостаток будет присущ ему в равной степени. В то же время шатуны двигателя 2В-06 имели запас прочности выше, чем у серийных двигателей семейства В2, у которых шатуны не обрывались.

Кроме того, значительная часть блок-картеров УТД-20 выбраковывалась из-за невозможности их расточки под ремонтную гильзу вследствие относительно малого межцилиндрового расстояния (176 мм при диаметре цилиндров 150 мм). При втором капитальном ремонте количество выбракованных блок-картеров по этой же причине достигало 35%. Поскольку у двигателя УТД-29 межцентровое расстояние сохранилось, делался вывод об «унаследовании» им этого порока серийного двигателя. В то же время у двигателя 2В-06 при таком же диаметре цилиндров межцентровое расстояние было увеличено до 198 мм, что обусловило возможность проведения нескольких капитальных ремонтов.

Было отмечено также, что из-за недостаточной жесткости алюминиевых блок-картеров серийных двигателей УТД-20 происходила непредсказуемая и неуправляемая деформация (овализация) гильз при их запрессовке, что иногда приводило к снижению зазора между юбкой поршня и гильзой до значений, менее допустимых, и, как следствие, к задирам поршней после их нагрева при обкатке двигателей. Жесткость блок-картера двигателя УТД-29 из-за увеличения его длины (пять цилиндров в ряду вместо трех) и уменьшения толщины стенок (в погоне за снижением веса) была значительно ниже, чем у УТД-20. Отсюда прогноз об усугублении в двигателе УТД-29 отмеченного недостатка. В то же время, чугунный блок- картер двигателя 2В-06 значительно короче (три цилиндра в ряду), имел более толстые стенки и поэтому обладал более высокой жесткостью. Овализация гильз при их запрессовке не происходила.

Критике подверглась и головка блока цилиндров двигателя УТД-29. В справке сообщалось, что у серийного двигателя УТД-20 при капитальном ремонте выбраковывалось до 45% этих сложных и дорогостоящих деталей из-за коробления при эксплуатации. У двигателя УТД-29 головка имела одинаковую по сравнению с серийной высоту, но была удлинена пропорционально числу цилиндров и, следовательно, отличалась еще меньшей жесткостью. Это усугубляло отмеченный недостаток. У двигателя 2В-06 с индивидуальными головками цилиндров такой проблемы не существовало.

Высказывались претензии к ремонтопригодности коленчатого вала двигателя УТД-29. Дело в том, что шейки коленчатого вала этого двигателя, так же, как и серийного УТД-20, выполняли функцию беговых дорожек для роликов коренных подшипников, не имеющих внутренней обоймы. При капитальном ремонте возникала необходимость шлифования шеек, что вызывало потребность в уникальном оборудовании и квалифицированной рабочей силе. Кроме того, первая шейка двигателя УТД-29 имела противовес, мешающий шлифовке. Y двигателя 2В-06 коренные роликовые подшипники имели внутреннюю обойму, что полностью исключало необходимость шлифования шеек коленчатых валов при капитальном ремонте.

Опыт ремонта двигателей УТД-20 показал, что из-за высокой тепловой напряженности поршней (температура в первой кольцевой канавке достигала 260-270°С при допустимой 220-240°С) происходило сильное разбивание канавок уплотнительных колец. Поэтому при ремонте заменялись 100% поршней. У двигателя УТД-29 при одинаковой с УТД-20 цилиндровой мощности этот недостаток сохранялся. В двигателе 2В-06 применялось масляное охлаждение поршней и обеспечивался большой избыток воздуха за счет наддува. Это, по оценке специалистов, могло обеспечить снижение температуры в первой канавке до 200-220°С и исключить разбивание канавок.

В связи с обсуждением вопроса о тепловом режиме работы двигателей определенный интерес вызвал анализ, который дал уже упомянутый выше начальник отдела моторных установок ВНИИТрансмаша к.т.н. Б.М. Гинзбург. Он высказал мнение, что работа двигателей на максимальной мощности без дополнительных мероприятий возможна за счет тепловой инерции лишь в течение не более 20 с. Для работы на максимальном режиме до 20 мин необходимы мероприятия по уменьшению тепловой напряженности. Одним из возможных способов был назван впрыск воды, позволяющий увеличить мощность на 15% при постоянстве теплового состояния. Для обеспечения возможности форсированной работы двигателя до 1 часа с повышением температуры масла со 125 до 135°С необходимо применение теплоизолирующих покрытий на выпускные патрубки, днище поршня и головку. При этом, вполне естественно, что названные мероприятия для двигателя УТД-29 актуальнее, чем для 2В-06, так как теплоотдача от десяти цилиндров выше, чем от шести.

Наиболее экзотическим предложением Бориса Михайловича было применение смеси топлива с водой от 10 до 60%. При этом, по утверждению ученого, с каждыми 10% воды температура деталей снижается на 1°С при одновременном повышении экономичности двигателя. Сообщалось также, что предварительная ультразвуковая обработка такой смеси предотвращает ее распадение на воду и топливо в течение месяца.

Определенные опасения были высказаны относительно уравновешенности двигателя УТД-29. Рядом специалистов прогнозировался высокий уровень вибрации двигателя УТД-29 вследствие его неуравновешенности, что чревато повышенным износом навесных агрегатов – электрогенератора, стартера, компрессора, топливного, водяного и масляного насосов. Однако разработчик двигателя Б.Г. Егоров категорически отверг эти опасения, заявив, что уравновешенность двигателя УТД-29, снабженного специальным уравновешивающим устройством, абсолютная.