Двухтактный работяга
Есть в нашей автомобильной истории страницы, за которые не стыдно. Речь в данном случае не о выдающихся конструкторских решениях — о другом. О разработках, десятки лет честно служивших во всех отраслях огромной страны. К таковым относятся двухтактные дизели марки ЯАЗ.
Первая попытка создания отечественного автомобильного дизеля была предпринята в начале 30-х годов прошлого века. Под руководством профессора НАТИ Николая Брилинга построили два опытных экземпляра дизель-мотора. Название этого агрегата расшифровывалось как «Коба Джугашвили» (псевдоним и фамилия И.В. Сталина).
Шестицилиндровые десятилитровые моторы развивали мощность 110 л.с. Двигатели в 1934 году были установлены на ярославских пятитонных грузовиках Я-5. Сравнительные испытания показали, что эти машины могли двигаться почти в 2 раза быстрее автомобилей, оснащенными заграничными движками.
Однако истории было угодно, чтобы нашим первым серийным послевоенным дизелем стал другой мотор. А именно аналог двигателя «Джи-Эм-Си». Он получил название ЯАЗ-204.
Четырехцилиндровый рядный двухтактный двигатель ЯАЗ-М 204 был установлен на новых опытных семитонных грузовиках уже в 1945 году, а с 1946 года в Ярославле и с 1947 года в Минске был налажен выпуск бортовых грузовиков ЯАЗ-200 и самосвалов ЯАЗ-205. Эти же машины, выпускавшиеся в Белоруссии, носили имя «МАЗ».
Дизели, о которых мы рассказываем, работали не только на автомобилях. Ими оснащали специальную технику, в том числе и армейскую, малые речные и морские суда, а также электростанции. Сколько «лампочек Ильича» питалось от дизель-генераторов, трудно даже представить.
А теперь немного технических подробностей. Двухтактные дизели ЯАЗ имеют несколько принципиальных различий не только с четырехтактными дизелями, но и с четырехцилиндровыми бензиновыми моторами.
Главным отличием двухтактных моторов является отсутствие впускных клапанов в газораспределительных механизмах первых агрегатов. Но есть работающие синхронно пары выпускных клапанов в каждом цилиндре. Функции впускных клапанов выполняют так называемые продувочные окна, расположенные в середине высоты гильз цилиндров. И цилиндры в начале такта сжатия запираются непосредственно поршнями.
В отличие от четырехтактных двигателей, где каждому полному ходу поршня соответствует лишь один такт работы мотора, у двухтактных дизелей за один ход поршня совершаются два такта. Или продувка и сжатие, при движении поршня вверх, или рабочий ход и выпуск вместе с началом продувки, при движении поршня вниз.
Второй принципиальной технической особенностью двигателей ЯАЗ-М 204 перед четырехтактными дизелями является отсутствие топливных насосов высокого давления (ТНВД) и регуляторов опережения впрыска топлива. Угол опережения впрыска топлива в эксплуатации не регулируется ни в зависимости от переходных режимов, ни от числа оборотов. Такой технической возможности нет вообще. А топливо подается в цилиндры так называемыми насос-форсунками, которые управляются кулачками распределительного вала, установленного в головке блока цилиндров. В отличие от моторов легковых машин привод распределительного вала осуществляется не цепью (или зубчатым ремнем), а системой цилиндрических шестерен.
Третье различие в том, что эти агрегаты имеют пары валов (распределительный и уравновешивающий), которые вращаются синхронно вместе со своими противовесами в головках блока, образуя так называемый механизм уравновешивания. Благодаря этому 800-килограммовые двигатели ЯАЗ-М 204 при работе имеют меньший уровень вибрации, чем 150–200-килограммовые силовые агрегаты большинства отечественных легковушек. Укажем для сведения, что кабины грузовиков ЯАЗ и МАЗ 1940–1950-х годов имеют деревянные каркасы, собранные на деревянных же «шипах», винтах-«саморезах» с угольниками-подкосами и в значительно меньших местах — на резьбовых болтах-стяжках. И сколько-нибудь продолжительных и повышенных вибраций они бы просто не выдерживали.
И наконец, различие с четырехцилиндровыми бензиновыми моторами определяется тем, что у моторов ЯАЗ-М 204 каждый поршень движется в своей фазе, а кривошипы коленчатого вала расположены четырехлучевой «звездой», если смотреть с торца вала. А у карбюраторных двигателей попарно и синхронно работают поршни 1–4-го и 2–3-го цилиндров, и кривошипы лежат в одной плоскости.
Рассматриваемые двигатели комплектуются двумя типами воздушных фильтров, в зависимости от того, в каких условиях придется работать силовому агрегату. Инерционно-масляные очистители применяются при малой запыленности окружающего воздуха, а центробежно-контактные фильтры — при большой. Не будем подробно останавливаться на различиях этих вспомогательных устройств. Отметим лишь два факта. Во-первых, у центробежно-контактных фильтров имеется система частичной, эжекторной (за счет отсоса части воздуха в выпускной коллектор), постоянной очистки фильтроэлементов при работе мотора, тогда как у инерционно-масляных фильтров очистка производится лишь при техобслуживании всего агрегата. А во-вторых, вне зависимости от типа фильтров, они применяются в количествах из расчета один фильтр на два цилиндра. То есть мотор ЯАЗ-М 204 оснащается двумя установленными вдоль оси двигателя фильтрами, а появившийся позднее шестицилиндровый силовой агрегат ЯАЗ-М 206 — тремя воздухоочистителями.
Во впускных коллекторах, после воздушных фильтров и перед нагнетателями, установлены воздушные заслонки аварийной остановки («аварийного останова» по терминологии того времени) двигателей. Как известно, без доступа воздуха не горит ни костер, ни топливо в цилиндрах двигателя. Аварийная остановка требуется в тех случаях, когда двигатель «идет вразнос» и неуправляемо увеличиваются обороты коленчатого вала, вплоть до запредельных. «Разнос» может происходить из-за попадания в цилиндры избыточного количества топлива (при неисправностях насос-форсунок) или даже масла системы смазки при износе поршневых колец. Потому аварийную остановку не всегда можно осуществить просто прекращением подачи горючего.
Кстати сказать, попытка аварийной остановки двигателя с помощью включенной передачи в КПП и тормозов в ряде случаев была бесполезной, если на пути автомобиля не оказывалось большой кучи песка, щебня или других непреодолимых препятствий. Ну а попытки заглушить двигатель торможением автомобиля применялись при неисправности или обрыве привода аварийного останова. Такие случаи истории тоже известны.
Продолжение следует
