ДВИГАТЕЛЬ 5ТДФ

Из всех известных схем и компоновок дизелей для обеспечения наиболее плотной компоновки МТО танков, дизель типа 5ТДФ,  по своим основным параметрам, уже стоит на уровне, достигнутых мировой практикой. Он имеет еще достаточные резервы  по уменьшению габаритов, повышению мощности, технологическому и конструктивному упрощению, которые до сих пор еще практически не использовались.

А.А. Морозов (18.04.73).

А. А. Морозов.

А. Д. Чаромский (Бороничев)

0. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ (кратк.)

А. А. Морозов увидел бесперспективность двигателей семейства В-2 в 1947 году. Запись от 15.10.47 гласит, что начинаются работы по танку Т-64 и он должен иметь оппозитный двигатель В-64. Только такая схема могла дать скачек в развитии танков. Начинаются поиски схем и исполнителей.

После войны достоянием СССР становятся немецкая техническая документация. Она попадают А.Д. Чаромскому, как разработчику авиационных двигателей, и его заинтересовывает «чемодан» Юнкерса.

«Чемодан» Юнкерса – серия авиационных двухтактных турботюршневых двигателей Jumo 205 с противопо­ложно движущимися поршнями была создан в начале 30-х годов двадцатого века.  Характеристики двигателя Jumo 205-C следующие: 6-циллиндровый, мощность 600 л.с. ход поршня 2 x 160 мм, объем 16.62 л., степень сжатия  17:1, при 2.200 об./мин.

Двигатель Jumo 205.

В годы войны было выпущено около 900 двигателей, которые успешно применялись на гидросамолетах До-18, До-27, позднее и на быстроходных катерах. Вскоре после завершения ВОВ в 1949 году было решено установить такие двигатели на восточногерманские патрульные катера, которые были в строю до 60-х годов.

На базе этих разработок А. Д. Чаромским в 1947 г. в СССР был создан двухтактный авиадизель М-305 с взлетной мощностью 7360 кВт ( 10 000 л.с.) и одноцилиндровый отсек этого двигателя У-305.

В 1954 г. А.Д. Чаромский выходит с предложением о создании дизеля для среднего танка на основе У-305. Это предложение совпало с требованием главного конструктора нового танка А.А. Морозова, и А.Д. Чаромский был назначен главным конструктором завода им. В. Малышева в Харькове.

Так как танковое моторное КБ этого завода осталось в основном своем составе в Челябинске, то А.Д. Чаромскому пришлось формировать новое КБ, создавать опытную базу, налаживать опытное и серийное производство, заниматься отработкой технологии, которой не располагал завод.

Так появляется советский 4ТПД. Это был рабочий двигатель, но с одним недостатком – мощность была чуть более 400 л.с., что для танка было мало. Чаромский ставит еще один цилиндр и получает 5ТД (запись 11.02.57).

В январе 1957 г. первый опытный образец танкового дизеля 5ТД был подготовлен к стендовым испытаниям. По окончании стендовых испытаний 5ТД в том же году был передан на объектовые (ходовые) испытания в опытном танке "объект 430", а к маю 1958 г. прошел межведомственные Государственные испытания с хорошей оценкой.

И все же дизель 5ТД в серийное производство решили не передавать. Причиной вновь стало изменение требований военных к новым танкам, в очередной раз вызвавшее необходимость роста мощности. С учетом очень высоких технико-экономических показателей двигателя 5ТД и заложенные в нем резервы (что продемонстрировали и испытания) новую силовую установку мощностью порядка 700 л.с. решили создать на его основе.

 Введение дополнительного цилиндра серьезно изменило динамику двигателя. Возникла неуравновешенность, которая вызывала в системе интенсивные крутильные колебания. К ее решению подключаются ведущие научные силы Ленинграда (ВНИИ-100), Москвы (НИИД) и Харькова (ХПИ). 5ТДФ был доведен до кондиции ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО, методом проб и ошибок.

Сохранив поперечное расположение мотора с двухсторонним отбором мощности и двумя планетарными бортовыми трансмиссиями, расположенными побортно по обе стороны двигателя, конструкторы сместили на освободившиеся места по бокам мотора, параллельно коробкам перемены передач, компрессор и газовую турбину, ранее в 4ТД смонтированные сверху на блоке двигателя. Новая компоновка позволила вдвое уменьшить объем МТО по сравнению с танком Т-54, причем из него были исключены такие традиционные узлы, как центральная КПП, редуктор, главный фрикцион, бортовые планетарные механизмы поворота, бортовые передачи и тормоза. Как отмечалось позднее в отчете ГБТУ, трансмиссия нового типа позволила сэкономить 750 кг массы и состояла из 150 механообработанных деталей вместо прежних 500. 

Все системы обслуживания двигателя были сблокированы сверху над дизелем, образуя "второй этаж" МТО, схема которого получила наименование "двухъярусной". 

По началу надежность двигателя была недостаточная, менее 150 часов (1967).

Гарантийный срок работы 5ТДФ в серийном исполнении (моторы 3-й серии) был установлен в 200 ч.

Моторы 4-й и 5-й серии имели гарантийный срок работы в 350 ч. Следующим этапом стал выпуск моторов 6-й серии, прошедших в 1971 г. ускоренную войсковую эксплуатацию с еще лучшими результатами. Их гарантийный срок работы был назначен в 400 ч, а с 1976 г. - 500 ч.

С 1971 г. наладили капитальный ремонт 5ТДФ на Харьковском танкоремонтном заводе. Гарантийный срок моторов, прошедших "капиталку", также удалось повысить со 150 ч в 1971 г. до 250 ч в 1981 г.

Системы автономного факельного подогрева и масловпрыска позволили впервые (в 1978 г.) обеспечить холодный пуск танкового дизеля при температурах до -20 градусов С (с 1984 г. до -25 градусов С). Позже (в 1985 г.) стало возможным с помощью системы ПВВ (подогреватель впускного воздуха) осуществлять холодный пуск четырехтактного дизеля (В-84-1) на танках Т-72, но только до температуры -20 градусов С, причем не более двадцати пусков в пределах гарантийного ресурса.

Подробнее - Двигатель 5ТДФ и его проблемы

Самое главное 5ТДФ плавно перешел в новое качество в дизелях серии 6ТД (6ТД-1…6ТД-4) с диапазоном мощностей 1000- 1500 л.с. и превосходящих по ряду основных параметров зарубежные аналоги.

История доводки 5ТДФ

Сравнительный анализ параметров дизелей 6ТД с танковыми дизелями других стран выгодно отличает их по удельным показателям, габаритам и необходимым объемам моторно-трансмиссионных отделений танков. При одинаковой мощности масса дизеля 6ТД-2 на 1000 кг меньше массы дизеля AVDS 1790 (США), литровая мощность - в два раза больше, чем у дизеля C12V (Англия), а габаритная - в 2 - 6 раз больше, чем у дизелей серии AVDS и С12V. Двигатель 6ТД-3 с мощностью 1400 л.с. обладает мощностью сравнимой с лучшими зарубежными образцами  ГТД и дизелей, при практически не изменившихся массогабаритных показателях.

1. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА И РАБОЧИЙ ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ

Двигатель 5ТДФ представляет собой пятицилиндровый, многотоплланый, двухтактный турботюршневой двигатель с противопо­ложно движущимися поршнями жидкостного охлаждения с непо­средственным смесеобразованием, прямоточной продувкой, гори­зонтальным расположением цилиндров и двухсторонним отбором мощности.

Принципиальная схема двигателя показана на рис. 1

В турбопоршневом двигателе в отличие от поршневых двигате­лей имеются два жестко соединенных между собой лопаточных агрегата — нагнетатель и газовая турбина.

Нагнетатель 2 служит для предварительного сжатия воздуха, подаваемого в цилиндры. Сжатие воздуха необходимо для продув­ки цилиндров и наддува двигателей. При наддуве увеличивается весовое наполнение цилиндров воздухом. Это позволяет увеличить количество подаваемого в цилиндры топлива и тем самым сущест­венно повысить мощностные показатели двигателя.

Газовая турбина 1 преобразует часть тепловой анергии отрабо­тавших в цилиндре газов в механическую, которая исполь­зуется для привода нагнетателя. Использование энергии от­работавших газов в турбине повышает экономичность рабо­ты двигателя.

Мощность, развиваемая газовой турбиной, меньше мощности, необходимой для привода нагнетателя. Для компенсации недостаю­щей мощности ,используется часть мощности, развиваемой поршне­вой частью двигателя. С этой целью нагнетатель через редуктор 3 соединяется с коленчатыми валами двигателя.

Пять цилиндров расположены горизонтально. В стенках каж­дого цилиндра имеются: с одной стороны — три ряда продувочных окон, с другой — выпускные окна. Продувочные окна служат для пуска в цилиндры свежего заряда (воздуха). Воздух подается к продувочным окнам от нагнетателя через промежуточный объем блока, называемый продувочным ресивером. Выпускные окна 4 обеспечивают выпуск из цилиндра отработавших газов. Выходя­щие из цилиндра отработавшие газы поступают через выпускной коллектор ,в газовую турбину.

iB каждом цилиндре расположены два противоположно движу­щихся поршня. Между поршнями при их максимальном сближении образуется камера сгорания. Каждый поршень посредством шату­на связан со своим коленчатым валом. Поршни помимо своего пря­мого назначения управляют открытием и закрытием продувочных и выпускных окон, т. е. выполняют функции газораспределительно­го механизма. В связи с этим поршни, управляющие продувочными окнами, а также связанные с ними детали иривошиляо-шатунного механизма называются впускными (продувочными), а поршни, управляющие выпускными окнами, — выпускными.

Коленчатые валы связаны между собой шестернями главной передачи. Направление вращения валов одинаковое — по ходу часо­вой стрелки оо стороны турбины. При этом выпускной коленчатый вал опережает впускной вал на 10°. При таком смещении коленча­тых валов максимальное сближение виуокных и выпускных порш­ней получается тогда, когда выпускной вал пройдет свою геомет­рическую внутреннюю мертвую точку (в.м.т.) на 5°, а впускной вал не дойдет до своей внутренней мертвой точки на 5°. Это положение кривошипно-шатунного механизма двигателя соответствует мини­мальному расстоянию между поршнями и условно называется внутренней объемной мертвой точкой (в.о,м.т.).

Действительная степень сжатия, определяемая по моменту за­крытия продувочных окон, составляет 16,i5. Геометрическая сте­пень сжатия равна 20,9.

Угловое смещение коленчатых валов в сочетании с несиммет­ричным расположением продувочных и выпускных окон по длине цилиндра обеспечивает получение требуемых фаз газораспределе­ния, при которых достигаются достаточная очистка цилиндра от отработавших газов и наполнение цилиндра сжатым воздухом.

В связи с угловым смещением коленчатых валов крутящий мо­мент, снимаемый с них, неодинаков и доставляет для впускного ва­ла 30% и для выпускного вала 70% суммарного крутящего момен­та двигателя. Крутящий момент, развиваемый на впускном валу, передается через шестерни главной передачи на выпускной вал. Суммарный крутящий момент снимается с двух сторон выпускного вала и передается через две зубчатые муфты полужесткого соеди­нения на валы коробок передач объекта.

Рабочий цикл двигателями фазы газораспределения

Рабочие циклы (Двухтактного и четырехтактного двигателя скла­дываются из одних и тех же процессов — наполнения цилиндра свежим зарядом, сжатия рабочего тела, расширения продуктов сгорания и выпуска отработавших газов.

В четырехтактных двигателях, как известно, эти процессы осу­ществляются за четыре такта — четыре хода поршня или два обо­рота коленчатого вала. При этом процессы сжатия и расширения, необходимые для преобразования тепла в работу, занимают лишь половину времени всего цикла.

Другую половину цикла занимают вспомогательные процессы впуска и выпуска, обеспечивающие смену рабочего тела в цилинд­ре. Вследствие этого время, отводимое на рабочий цикл, с точки зрения получения работы используется недостаточно полно.

В двухтактных двигателях рабочий цикл осуществляется за два такта — два хода поршня или один оборот коленчатого вала. Поэтому в двухтактном двигателе число циклов, совершаемых в единицу времени, будет в два раза больше, чем в четырехтактном, что при прочих равных условиях определяет повышение мощности двигателя.

Наиболее существенные отличия двухтактного цикла от четы­рехтактного связаны с организацией процессов газообмена. В че­тырехтактных двигателях процессы впуска и выпуска осуществля­ются в результате насосного действия поршня в течение двух так­тов. В двухтактных двигателях время протекания этих процессов ограничено периодами открытого состояния выпускных и продувоч­ных окон. Для того чтобы в условиях ограниченного времени и от­сутствия насосного действия поршня обеспечить удовлетворитель­ное протекание процессов газообмена, наполнение и очистка ци­линдра двухтактного двигателя осуществляются воздухом, предварительно сжатым до определенного давления специальным агрега­том, который называется нагнетателем.

Рабочий цикл двигателя 5ТДФ иллюстрируется индикаторной диаграммой рабочего цикла (рис. 2), показывающей изменение давления газа в цилиндре в зависимости от положения поршня, диаграммой фаз газораспределения (рис. 3) и схемой характерных положений кривошипно-шатувного механизма двигателя  (рис. 4).

Рис 2. Индикаторная диаграмма рабочего цикла.

Рабочий цикл двигателя 5ТДФ протекает в изложенной ниже последовательности.

Такт расширения. Начало такта расширения (конец такта сжа­тия) соответствует положению кривошипно-шатунного механизма двигателя в в.о.м.т. Состояние газа в цилиндре в этот момент от­мечено точкой С индикаторной диаграммы (рис. 2). Такт расшире­ния характеризуется увеличением объема цилиндра, обусловленно­го, расходящимся движением поршней.

Рис. 3. Диаграмма фаз газораспределения: - при начале отсчета от в.о.м.т.; б - при начале отсчета от в.м.т. выпускного вала.

Рис. 4. Схема характерных положений кривошипно-шатунного механизма.

В начальный период такта расширения в цилиндре идет про­цесс сгорания топлива, в результате которого химическая энергия топлива превращается в тепловую, вследствие интенсивного теп­ловыделения температура и давление газов в цилиндре резко уве­личиваются (линия С — Z). Максимальное давление газов дости­гается в точке Z через несколько градусов после в.о.м.т B даль­нейшем вследствие постепенного затухания сгорания и быстрого увеличения объема цилиндра давление уменьшается  (линия Z — в₁).

В ходе процесса расширения часть тепловой энергии газов пре­образуется в механическую работу.

Через 106° после в.о.м.т. (111° после внутренней мертвой точки выпускного вала) выпускной поршень начинает открывать выпуск­ные окна (точка в₁ на рис. 2, 3 и 4, а). Под действием избыточного давления начинается выпуск из цилиндра отработавших газов. Отработавшие газы по выпускному коллектору поступают в тур­бину, в которой происходит дальнейшее расширение газов и преоб­разование их тепловой энергии в механичеакую работу.

Вследствие начавшегося выпуска давление газов в цилиндре уменьшается (линия в₁ — П₁ на рис. 2).

Через 20° после открытия выпускных окон (126° после в.о.м.т., 131° после в.м.т. выпускного вала) впускной поршень начинает от­крывать продувочные окна цилиндра (точка П₁ на рис. 2, 3 и 4, б). Через постепенно открывающиеся продувочные окна из продувоч­ного ресивера в цилиндр устремляется сжатый воздух, вытесняя из цилиндра отработавшие газы.

Наполнение цилиндра свежим зарядом при одновременном вы­теснении отработавших газов называется продуикои цилиндра.

Для улучшения продувки, а также последующего смесеобразо­вания входящему в цилиндр воздуху сообщается вращательное движение, что обеспечивается соответствующим расположением продувочных окон.

По достижении поршнями наружной объемной мертвой точки (в.о.м.т.) такт расширения заканчивается (точка а на рис. 2). Вы­пускные и продувочные окна цилиндра полностью открыты (рис. 4, в).

Таким образом, в данном такте на основной процесс расшире­ния (линия С — Z — в₁ — П₁ — а на рис. 2) накладываются в на­чальный период сгорание топлива, а в конечный — процесс выпу­ска отработавших газов и наполнения цилиндра свежим зарядом.

Такт сжатия. Такт сжатия характеризуется уменьшением объе-м>а цилиндра и осуществляется при сходящемся движении порш­ней от Н.О.М.Т. к в.о.м.т. В начале такта при одновременно откры­тых продувочных и выпускных окнах продолжается продувка ци­линдра (линия а — в₂). Затем выпускные окна закрываются (точ­ка в₂ на рис. 2, 3 и 4, г), что соответствует окончанию выпуска га­зов и продувки цилиндра. В это же время закрываются и проду­вочные окна. С момента закрытия продувочных окон (точка П₂ на рис. 2, 3 и 4, г) начинается сжатие свежего заряда, в ходе которого давление и температура его в цилиндре увеличиваются (ли­ния П₂ — С на рис. 2).

В конце такта сжатия за 19° до в.о.м.т. (или 14° до в.м.т. вы­пускного вала) топливный насос начинает подачу топлива (точка т на рис. 2 и 3). Впрыск топлива в цилиндр начинается несколько позже. Под действием высокой температуры сжатого в цилиндре воздуха распыленное топливо нагревается, испаряется и вскоре вос­пламеняется.

Горение топлива, начавшееся в конце сжатия, продолжается в начальный период такта расширения.

Из диаграммы фаз газораспределения (рис. 3) следует, что 'про­должительность открытия выпускных окон (выпуск) составляет 138° поворота коленчатого вала, а продувочных (впуск) — 118°. Одновременное открытие продувочных и выпускных окон, соответ­ствующее периоду лродугаки, равно 118°.

Процесс газообмена рассматриваемого двигателя можно разде­лить на два характерных периода (рис. 2 и 3):

свободный выпуск (выпуск до продувки)   —линия  в₁ — П_1.

впуск и выпуск (продувка) — линия П₁ — в_2.

2. УСТРОЙСТВО ДВИГАТЕЛЯ

Двигатель 5ТДФ состоит из кривошипно-шатунного механизма, механизма передач, нагнетателя, турбины, систем питания топливом, управления, смазки, охлаждения, суфлирования и запуска.

Кривошипно-шатунный механизм двигателя состоит из остова, коленчатых валов, шатунов и поршней.

К остову двигателя относятся: блок, корпус передачи, плита турбины, боковые картеры и цилиндры.

В блоке 8 (рис. 5) установлены цилиндры 4 и коленчатые ва­лы — впускной 3 и выпускной 16.

В каждом цилиндре установлено два поршня — впускной 23 и выпускной 22. Поршни посредством шатунов 11 связаны с коленча­тыми валами.

Двигатель имеет пять цилиндров. Диаметр цилиндра и ход поршня одинаковы и равны 120 мм.

Сторона двигателя, на которой расположена турбина, считает­ся передней стороной двигателя. С этой стороны ведется счет ци­линдров. Направление вращения коленчатых валов — по ходу ча­совой стрелки с передней стороны двигателя.

Порядок работы цилиндров 1—4—2—б—3.

Коленчатые валы установлены в блоке взаимопараллельно с противоположных сторон в разъемных коренных подшипниках. Крышки (подвески) 2 и 17 коренных подшипников коленчатых ва­лов стянуты с блоком двенадцатью силовыми болтами 19.

Силы давления газов, действующие на впускной и выпускной поршни, передаются через соответствующие шатуны, коленчатые валы и крышки на силовые болты и на них замыкаются. Вследст­вие этого блок от сил давления газов разгружен.

K блоку шпильками крепятся боковые картеры впускной 1 и выпускной 18. Боковые картеры закрывают внутреннюю полость блока, кроме того, используются для крепления ряда агрегатов дви­гателя.

В блоке имеются полости для прохода охлаждающей жидкости, а также масляные и топливные каналы. Масло из двигателя сли­вается через клапан 26, охлаждающая жидкость — через клапан 24. В продольных каналах нижней части блока устанавливаются откачивающие масляные насосы 20 и 25. В цилиндрической расточке в верхней части блока на подшипниках скольжения установлен кулачковый вал 6 привода топливных насосов высокого давления.

В центральном поясе цилиндров устанавливаются форсунки си­стемы литания двигателя топливом и клапан 10 воздухопуска си­стемы запуска двигателя сжатым воздухом.

Продувочные окна, а цилиндра через полость в блоке соединя­ются с двумя продувочными ресиверами б, выполненными в виде продольных каналов в отливке блока. Продувочные ресиверы свя­заны с верхним 4 (рис. 6) и нижним 11 выходными патрубками нагнетателя 12.

Рис. 5. Поперечный разрез двигателя по оси 3-го цилиндра и по силовым болтам:

/ и 18 — боковые картеры; 2 и 17— подвески; 3 —впускной коленчатый вал; 4 — цилиндр; 5—стартер-генератор; 6— кулачковый вал; 7—топ­ливный насос высокого давления; 8 — блок; 9 — крышка; 10 — клапан системы запуска двигателя сжатым воздухом; // — шатун; 12 — верхний выпускной коллектор; 13 — водяной коллектор; 14 — масляный центробежный фильтр; 15 -— топливный фильтр тонкой очистки; 16— выпускной ко­ленчатый вал; 19 — силовой болт; 20 и 25 — откачивающие масляные насосы; 21 — нижний выпускной коллектор; 22 — выпускной поршень; 23 — впускной поршень; 24 — клапан слива охлаждающей жидкости; 26 — клапан слива масла; 27— шарнирная опора; а — продувочные окна ци­линдра; б — продувочный ресивер; в — выпускные окна цилиндра.

Рис. 6. Двигатель 5ТДФ (вид со стороны нагнетателя):

/ — регулятор; 2 — крышка передачи; 3 — плита передачи; 4 — верхний патрубок нагнета­теля; 5 — салун; 6 — датчик тахометра; 7 — компрессор; 8 — опорный бугель; 9 — зубчатая муфта  отбора   мощности;   10—масляный  насос салуна;    11 —нижний  патрубок нагнетателя; 12 — нагнетатель.

(Выпускные окна в (рис. 5) цилиндра соединяются с патрубка­ми выпускных коллекторов (верхнего 12 и нижнего 21). Выпускные коллекторы посредством переходных патрубков 5 (р,ис. 7) связаны с патрубками входника турбины 4.

На переднем торце блока крепится плита 6 турбины. Плита тур­бины используется для установки турбины и водяного насоса 3.

К заднему торцу блока крепится плита 3 (рис. 6) передачи и крышка 2. В плите ,и крышке передачи монтируются шестерни глав­ной передачи и приводов к агрегатам. На плите и крышке переда­чи устанавливаются нагнетатель, к которому крепится факельный подогреватель воздуха, нагнетающий масляный насос, топливонод-качивающий насос, регулятор / числа оборотов двигателя, сапун 5, ма1сляяый насос 10 сапуна, датчик 6 тахометра, компрессор 7, воздухораспределитель системы запуска сжатым воздухом.

В верхней части двигателя установлены стартер-генератор 5 (рис. 5), топливный фильтр 15 тонкой очистки, топливные насосы 7 высокого давления, закрытые крышкой 9, масляный центробеж­ный фильтр 14, водяной коллектор 13 и агрегаты системы запуска сжатым воздухом — влагомаслоотделитель 1 (рис. 7), дозатор 9 масловпрыска.

В нижней части блока в продольных каналах устанавливаются два откачивающих насоса 7. Двигатель соединен с трансмиссией объекта с помощью двух зубчатых муфт 9 (рис. 6), установленных на концах выпускного коленчатого вала.

Для крепления двигателя используются два опорных бугеля 8, закрепленных на блоке и боковых картерах в местах выхода кон­цов выпускного коленчатого вала, и шарнирная опора 27 (рис. 5), установленная ,на ,нижней части бакового картера продувочной сто­роны. На бугель со стороны турбины три монтаже двигателя в объ­ект устанавливаются в проточку два стальны/х полукольца, кото­рые служат для жесткой фиксации и двустороннего (вдоль оси вы­пускного коленчатого вала) !направления температурных удлине­ний двигателя относительно корпуса объекта.

Подвижные элементы шарнирной опоры обеспечивают темпе­ратурные удлинения двигателя вдоль оси коленчатых валов и в пер­пендикулярном направлении, т. е. в сторону впускного коленчато­го вала.

3. СВЕДЕНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ

Применяемые эксплуатационные материалы

Основным, видом топлива для питания двигателя является топ­ливо для быстроходных дизелей ГОСТ 4749—73:

при температуре окружающей среды не ниже +5°С — мар­ки ДЛ;

при температуре окружающей среды от  +5 до —30°С  — марки ДЗ;

при температуре окружающей среды ниже -30°С — марки ДА.

В случае необходимости допускается при температуре окру­жающей среды выше +50°С применять топливо марки ДЗ.

Кроме топлива для быстроходных дизелей двигатель может ра­ботать на топливе для реактивных двигателей TC-1 ГОСТ 10227—62 или автомобильном бензине А-72 ГОСТ 2084—67, а также смесях применяемых топлив в любых пропорциях.

Для смазки двигателя применяется масло М16-ИХП-3 ТУ 001226—75. В случае отсутствия этого масла допускается примене­ние масла МТ-16п.

При переходе с одного масла на другое остатки масла из кар-терной полости двигателя и масляного бака машины необходимо слить.

Смешивание применяемых масел между собой, а также приме­нение других марок масел запрещаются. Допускается смешивание в масляной системе несливаемого остатка одной марки масла с другой, вновь заправленной.

При сливе температура масла должна быть не ниже +40°С.

Для охлаждения двигателя при температуре окружающей сре­ды не ниже +5°С применяется чистая пресная вода без механиче­ских примесей, пропущенная через специальный фильтр, придавае­мый в ЭК машины.

Для предохранения двигателя от коррозии и «акипеобразова-ния в воду, пропущенную через фильтр, добавляют 0,15% трехкомпонентной присадки (по 0,05% каждого из компонентов).

Присадка состоит из тринатрий фосфата ГОСТ 201—58, хром­пика калиевого ГОСТ 2652—71 и нитрита натрия ГОСТ 6194—69 необхо­димо предварительно растворить в 5—6 л воды, пропущенной через химический фильтр и подогретой до температуры 60—80°С. В слу­чае дозаправки 2—3 л разрешается (разово) применять воду без присадки.

Засыпать антикоррозионную присадку непосредственно в систе­му запрещается.

При отсутствии трехкомпонентной присадки допускается при­менение чистого хромпика 0,5%.

При температуре окружающего воздуха ниже +50°С следует применять низкозамерзающую жидкость (антифриз) марки «40» или «65» ГОСТ 159—52. Антифриз марки «40» применяется при температуре окружающего воздуха до —35°С, при температуре ни­же — 35°С — антифриз марки «65».

Двигатель заправлять топливом, маслом и охлаждающей жид­костью с соблюдением мер, предотвращающих попадание механи­ческих примесей и пыли, а в топливо и масло, кроме того, влаги.

Заправлять топливо рекомендуется с помощью специальных топливозаправщиков или штатного топливозаправочного устройст­ва (при заправке из отдельных емкостей).

Заправлять топливо необходимо через фильтр с шелковым по­лотном. Заправлять масло рекомендуется с помощью специальных маслозаправщиков. Масло, воду и низкозамерзающую жидкость заправлять через фильтр с сеткой № 0224 ГОСТ 6613—53.

Заправлять системы до уровней, предусмотренных инструкцией по эксплуатации машины.

Для полного заполнения объемов систем смазки и охлаждения необходимо после заправки на 1—2 мин запустить двигатель, после чего проверить уровни и при необходимости дозаправить системы,

В процессе эксплуатации необходимо контролировать количест­во охлаждающей жидкости и масла в системах двигателя и под­держивать их уровни IB заданных пределах.

Не допускать работу двигателя при наличии в баке системы смазки двигателя менее 20 л масла.

При понижении уровня охлаждающей жидкости вследствие ис­парения или утечек в систему охлаждения доливать соответствен­но воду или антифриз.

Охлаждающую жидкость и масло сливать через специальные сливные клапаны двигателя и машины (котел подогрева и масля­ный бак) с помощью шланга со штуцером при открытых заправоч­ных горловинах. Для полного удаления остатков воды из системы охлаждения во избежание ее замерзания рекомендуется систему пролить 5—6 л низкозамерзающей жидкостью.

Особенности работы двигателя на различных видах топлива

Работа двигателя на различных видах топлива осуществляется механизмом управления подачей топлива, имеющим два положе­ния установки рычага  многотопливности:  работа на топливе для быстроходных дизелей, топливе для реактивных двигателей, бен­зине (со снижением мощности) и их смесях в любых пропорциях; работа только на бензине.

Эксплуатация на других видах топлива при этом положении рычага категорически запрещается.

Установка механизма управления подачей топлива из положе­ния «Работа на дизельном топливе» в положение «Работа на бен­зине» осуществляется вращением регулировочного винта рычага многотопливности по ходу часовой стрелки до упора, а из положе­ния «Работа на бензине» в положение «Работа на дизельном топ­ливе» — вращением регулировочного винта рычага многотоплив­ности против хода часовой стрелки до упора.

Особенности запуска и эксплуатации двигателя при работе на бензине. Не менее чем за 2 мин до запуска двигателя необходимо включить насос БЦН машины и интенсивно прокачать топливо ручным подкачивающим насосом машины; во всех случаях незави­симо от температуры окружающего воздуха перед запуском произ­водить двойной впрыск масла в цилиндры.

Бензиновый центробежный насос машины должен оставаться включенным на протяжении всего времени работы двигателя на бензине, его смесях с другими топливами и при кратковременных остановках (3—5 мин) машины.

Минимально устойчивые обороты на холостом ходу при работе двигателя на бензине составляют 1000 в минуту.

4. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

О достоинствах и недостатках данного двигателя вспоминает С. Суворов, в своей книге «Т-64».

На танках Т-64А, выпускаемых с 1975 года, было усилено и бронирование башни за счет применения корундового наполнителя.

На этих машинах также была увеличена емкость то­пливных баков с 1093 л до 1270 л, вследствие чего сзади на башне появился ящик для укладки ЗИП. На машинах прежних выпусков ЗИП размещался в ящиках на правой надгусеничной полке, где и устано­вили дополнительные топливные баки, подключенные в топливную систему. При установке механиком-во­дителем топливораспределительного крана на любую группу баков (заднюю или переднюю) топливо выра­батывалось в первую очередь из наружных баков.

В механизме натяжения гусеницы была применена червячная пара, которая позволяла ее эксплуатацию без обслуживания в течение всего срока эксплуатации танка.

Эксплуатационные характеристики этих машины были значительно улучшены. Так, например, пробе до очередного номерного обслуживания был увеличен с 1500 и 3000 км до 2500 и 5000 км для Т01 и ТО соответственно. Для сравнения на танке Т-62 ТО1 ТО2 проводилось через 1000 и 2000 км пробега, а на танке Т-72 — через 1600-1800 и 3300- 3500 км пробега соответственно. Гарантийный срок работы двигателя 5ТДФ был увеличен с 250 до 500 моточасов, гарантийный срок всей машины составил 5000 км пробега.

Но училище — это только прелюдия, основная экс­плуатация началась в войсках, куда я попал после окончания училища в 1978 году. Перед самым выпус­ком до нас довели приказ Главкома Сухопутных войск о том, что выпускников нашего училища распреде­лять только в те соединения, где имеются танки Т-64. Связано это было с тем, что в войсках имелись случаи массового выхода из строя танков Т-64, в частности, двигателей 5ТДФ. Причина — незнание материаль­ной части и правил эксплуатации этих танков. Приня­тие на вооружение танка Т-64 было сравнимо с пере­ходом в авиации с поршневых двигателей на реактив­ные — ветераны авиации помнят, как это было.

Что касается двигателя 5ТДФ, то основных причин выхода его из строя в войсках было две — перегрев и пылевой износ. Обе причины происходили по незна­нию или по пренебрежению правил эксплуатации. Ос­новной недостаток этого двигателя — не слишком рас­считан на дураков, иногда требует, чтобы делали то, что написано в инструкции по эксплуатации. В мою бытность уже командиром танковой роты один из моих

командиров взводов, выпускник Челябинского танкового училища, готовившего офицеров на танки Т-72 как-то начал критиковать силовую установку танк Т-64. Не нравился ему двигатель и периодичность его обслуживания. Но когда ему был задан вопрос «А сколько раз за полгода вы на своих трех учебных танках открывали крыши МТО и заглядывали в мотор но-трансмиссионное отделение?» Оказалось, что ни разу. И танки ходили, обеспечивали боевую подготовку.

И так по порядку. Перегрев двигателя происходил по нескольким причинам. Первая — механик забывал снять коврик с радиатора и затем не смотрел на при­боры, но такое бывало очень редко и, как правило, зи­мой. Вторая, и основная — заправка охлаждающей жидкостью. По инструкции положено заливать воду (в летний период эксплуатации) с трехкомпонентной

присадкой, причем вода должна заливаться через специальный сульфофильтр, которым машины ран­них выпусков комплектовались все, а на новых маши­нах такой фильтр выдавался один на роту (10-13 тан­ков). Выходили из строя двигатели, в основном, танков учебной группы эксплуатации, эксплуатиро­вавшихся минимум пять дней в неделю и находящих­ся обычно на полигонах в полевых парках. При этом механики-водители «учебники» (так называли меха­ников учебных машин), как правило, трудяги и добро-

совестные парни, но не знавшие до тонкостей устрой­ства двигателя, могли себе позволить иногда залить воды в систему охлаждения просто из-под крана, тем более что сульфофильтр (который один на роту) хра­нился обычно на зимних квартирах, где-нибудь в кап­терке зампотеха роты. Результат — образование на­кипи в тонких каналах системы охлаждения (в районе камер сгорания), отсутствие циркуляции жидкости в самом нагреваемом месте двигателя, перегрев и вы­ход двигателя из строя. Образование накипи усугуб­ляло и то, что вода в Германии очень жесткая.

Один раз в соседнем подразделении был выведен двигатель по причине перегрева по вине механика-во­дителя. Обнаружив небольшую течь охлаждающей жидкости из радиатора, он по совету одного из «знато­ков» добавить в систему горчицы купил пачку горчицы в магазине и всю ее высыпал в систему, в результате — засорение каналов и выход двигателя из строя.

Бывали еще и другие сюрпризы с системой охлаж­дения. Вдруг начинает выгонять охлаждающую жид­кость из системы охлаждения через паровоздушный клапан (ПВК). Разобрались и с этим. Дело в том, что двигатель 5ТДФ имеет горизонтальное расположение поршней, и соответственно рубашка охлаждения ци­линдров расположена вокруг них, т.е. и сверху, и сни­зу. Через рубашку охлаждения в каждый цилиндр вкручены по четыре топливные форсунки (две сверху, две снизу) с прокладками из жаропрочной резины.

и двигатель перестанет заводиться. Некоторые, не разобравшись в чем дело, пытаются завести его с бу­ксира — результат разрушение двигателя. Таким об­разом мой зампотех батальона сделал мне «подарок» к Новому году, и мне пришлось менять двигатель 31 декабря. До Нового года я успел, т.к. замена двигате­ля на танке Т-64 процедура не очень сложная и, самое главное, не требует центровки при его установке. Больше всего времени при замене двигателя на тан­ке Т-64, как и на всех отечественных танках, занимает процедура слива и заправки масла и охлаждающей жидкости. Если бы на наших танках вместо дюритных соединений трубопроводов стояли разъемы с клапа­нами, как на «Леопардах» или «Леклерках», то замена двигателя на танках Т-64 или Т-80 по времени зани­мала бы не больше, чем замена всего силового блока на западных танках. Так, например, в тот памятный день 31 декабря 1980 г. после слива масла и охлажда­ющей жидкости мы с прапорщиком Е. Соколовым «выкинули» двигатель из МТО всего за 15 минут.

Вторая причина выхода двигателей 5ТДФ из строя — это пылевой износ. Система очистки воздуха Если своевременно не проверять уровень охлаждаю­щей жидкости, а положено проверять перед каждым выходом машины, то может настать такой момент, ко­гда в верхней части рубашки охлаждения жидкость бу­дет отсутствовать, и происходит местный перегрев. При этом самое слабое место форсунка. В этом слу­чае горят прокладки форсунки либо выходит из строя сама форсунка, затем через трещины в ней или сго­ревшие прокладки газы из цилиндров пробиваются в систему охлаждения, и под их давлением жидкость выгоняется через ПВК. Все это не смертельно для двигателя и устраняется при наличии в подразделе­нии знающего человека. На обычных рядных и V-образных двигателях в аналогичной ситуации «ведет» прокладку головки блока цилиндров, и работы в этом случае будет побольше.

Если в такой ситуации двигатель остановить и не принять никаких мер, то через некоторое время ци­линдры начнут заполняться охлаждающей жидкостью, двигателя представляет собой инерционную решетку и циклонный воздухоочиститель. Воздухоочиститель согласно инструкции по эксплуатации промывается по необходимости. На танках типа Т-62 он промывал­ся зимой через 1000 км пробега, а летом через 500 км. На танке Т-64 — по необходимости. Вот здесь-то и камень преткновения — некоторые приняли это как то, что можно его вообще не промывать. Необходи­мость же возникала тогда, когда в циклоны попадало масло. И если хоть в одном из 144 циклонов есть мас­ло, то воздухоочиститель надо промывать, т.к. через этот циклон в двигатель попадает неочищенный воз­дух с пылью, и далее, как наждаком, стираются гиль­зы цилиндров и кольца поршней. Двигатель начинает терять мощность, увеличивается расход масла, а по­том и вовсе перестает запускаться.

Проверить попадание масла в циклоны нетрудно - достаточно посмотреть входные отверстия циклонов на воздухоочистителе. Обычно смотрели на патрубок выброса пыли из воздухоочистителя, и если на нем обнаруживали масло, то тогда смотрели и воздухо­очиститель, и если надо, то промывали. Откуда же по­падало масло? Все просто: заливная горловина мас­лобака системы смазки двигателя расположена ря­дом с сеткой воздухозаборника. При дозаправке мас­лом обычно используется лейка, но т.к. опять же на учебных машинах лейки, как правило, отсутствовали (кто-то терял, кто-то положил на гусеничную ленту, за­был и поехал через нее и т.д.), то механики заливали масло просто из ведер, при этом масло проливалось, попадало сначала на сетку воздухозаборника, а затем и в воздухоочиститель. Даже заправляя масло через лейку, но в ветреную погоду, масло ветром забрызги­вало на сетку воздухоочистителя. Поэтому со своих подчиненных я требовал при заправке масла стелить на сетку воздухозаборника коврик из ЗИпа танка, в результате чего избегал неприятностей с пылевым из­носом двигателя. При этом надо отметить, что усло­вия запыленности в Германии в летнее время были са­мые что ни есть суровые. Так, например, во время ди­визионных учений в августе 1982 года при соверше­нии марша по лесным просекам Германии из-за ви­севшей пыли не было даже видно, где заканчивается ствол пушки собственного танка. Дистанцию между машинами в колонне выдерживали буквально нюхом. Когда до впередиидущего танка оставалось буквально несколько метров, то можно было различить запах его выхлопных газов и вовремя затормозить. И так 150 ки­лометров. После совершения марша всё: танки, люди и их лица, комбинезоны и сапоги были одного цвета — цвета дорожной пыли.

Модернизированный двигатель 5ТДФМ

Установка двигателя 5ТДФМ требует замены штатного воздухоочистителя на новый и доработки выпускной системы.  Модернизация осуществляется путем замены двигателя 5ТДФ на двигатель 5ТДФМ, установки нового воздухоочистителя с увеличенным расходом воздуха для питания двигателя и доработки выпускной системы.

1. Двигатель 5ТДФ. Техническое описание. М – 1977. Изд-во министерства обороны СССР.

2. "Чемодан", или два поршня в одном цилиндре, Виктор Марковский.  «Двигатель» №4 (10) июль-август 2000

3. С. Суворов. Т-64. Танкомастер. Специальный выпуск.

4. Все решат заказчик и конструктор. Александр Павлович Ефремов. «НВО» 07.09.2001 г.

5. Записи сообщений В. Л. Чернышева форума БТВТ/ГСПО.

По истории танкостроения - История отечественного танкостроения Т-64, Т-72, Т-80

См. также - ДОКТОРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ А. Д. ЧАРОМСКОГО – СТРАТЕГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ РАЗВИТИЯ ТАНКОВОГО ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЯ В СССР В ПОСЛЕВОЕННЫЕ ГОДЫ