УТД-20

С 1942 года на Барнаульском дизельном заводе (ныне «Барнаултрансмаш») был запущен в массовое производство двигатель В-2 (размерность 15 х 18) на дизельном топливе. Затем в 1950-1960-х годах на его основе была разработана серия унифицированных танковых двигателей, которые получили название УТД.

Основным в этой серии был мотор УТД четырёхтактного типа, который имел размерность 15 х 15. Уменьшение хода поршня снизило массу и увеличило литровую мощность за счёт роста номинальных оборотов. Также была уменьшена высота V-образного двигателя. Конструкция имеет неразъёмный сухой картер, что обеспечивает надёжную смазку при большом продольном и поперечном крене бронемашины, повышает жёсткость. Коленчатый вал опирается на подшипники качения.

В кривошипном механизме были зафиксированы шатуны, что позволило сократить продольные габариты мотора, так называемые «центральные шатуны», также известные как вилка-нож, где есть главный (вилка) и внутренний (нож) шатуны. Данное решение позволяет сделать степень сжатия в левом и правом рядах равной в отличие от В-2 и его наследников. Блок цилиндров выполнен в варианте картера туннельного типа^[3].

Конфигурация камеры сгорания УТД изменилась по сравнению с В-2, но клапанный механизм сохранился прежним. Он имеет привод от шестерен цилиндрической конфигурации, более простых по конструкции. Такие шестерни показали свою высокую надежность, по сравнению с косозубыми. Конструкторы представленного предприятия разработали прототипы двигателей на 12, 10, 8 и 6 цилиндров. Дальше были созданы модификации с большим количеством этих элементов. Причем разрабатывались как наддувные, так и безнаддувные разновидности.

Технический процесс сборки двигателя УТД-20 претерпевал ряд изменений. В результате появились модификации с мощностью 150—1200 кВт. При этом удельный расход топлива составлял 240 г/кВт*ч. Двигатели устанавливались на бронированные самоходные машины. Их период эксплуатации составлял не менее 1000 часов. В дефорсированных коммерческих версиях этот показатель составлял 15-20 тыс. часов.

По силовой схеме УТД-20 отличается от В-2 шатунами, коленвалом и по цилиндро-поршневой группе и является параллельной ветвью развития дизелей семейства В-2.

Наиболее востребованной в серии стала 6-цилиндровая модификация мотора. Она применялась в боевой пехотной технике (в машинах БМП-2 и БМП-1). Двигатель УТД-20 производился массово в Чехословакии, а также в городах Барнауле и Токмаке.

Десятицилиндровый дизельный четырёхтактник был установлен на БМП-3. Исследования в области разработки представленных моторов привели к появлению многоцелевых высокоскоростных двигателей. Их мощность варьировалась в диапазоне 74-965 кВт. Эти вариации предназначены для установки в коммерческих автотранспортных средствах. Также их можно устанавливать в броневики. Они соответствуют ряду требований.

Силовая установка на основе дизеля УТД-20 содержит ряд основных систем: питания топливом, питания воздухом, двигателя, охлаждения, подогрева и воздушного пуска, а также механизм защиты двигателя от попадания воды (машины с данной силовой установкой в основном плавающие)^[4].

В конструкции мотора предусмотрено жидкостное охлаждение. Впрыск топлива производится непосредственно. Агрегат прост в эксплуатации, отличается длительным сроком использования и неприхотливостью к топливу, на котором может работать система.

Применение на коленчатом валу подшипников качения вместо подшипников скольжения является отличительной особенностью представленного агрегата. Это техническое решение позволило упростить процесс эксплуатации мотора. Он стал надежнее.

Силовой агрегат имеет рабочий объём 15,9 л. Это наделяет дизельную установку замечательными тяговыми качествами. Поэтому мотор применяли на танковой технике и устанавливают и сейчас на грузовых автомобилях. С минимальными изменениями этот двигатель устанавливали на КамАЗы и специальную автотехнику.

Модификация УТД-20С1 позволяет эксплуатировать мотор при температуре до −20 °С^[5]. Здесь конструкторы предусмотрели наличие бесфорсуночного факельного подогрева входящего потока воздуха^[2]. Так как мотор изготовлен из качественного металлического сплава, он может применяться в условиях повышенных нагрузок. Двигатель является устойчивым к перегреву^[6].

Блоки цилиндров УТД-20 изготовлены из алюминиевого сплава. Тип двигателя V-образный, развал блоков с углом 120°. Рабочий объём цилиндров — 15,9 л.

При 2600 об/мин. двигатель имеет мощность 285—300 л. с.

В системе предусмотрено 6 цилиндров, на которых имеется по 4 клапана. Ход поршня составляет 150 мм, как и диаметр цилиндра. Степень сжатия составляет 15,8. Агрегат способен работать на топливе ДЛ (в летнее время), ДЗ (в зимний период), ТС-1.

Двигатель УТД-20 расходует не более 175 г топлива в час на 1 единицу развиваемой мощности (л. с.), то есть является высокоэкономичным для своего назначения и эпохи, а также учитывая его конструктивную унификацию с более ранними двигателями семейства В-2. Удельный расход масла при 2200 об/мин — 8 г/л. с.ч.

Диапазон изменения эксплуатационных оборотов: 1500—2600 об/мин, минимально устойчивые обороты на холостом ходу — не более 700 об/мин.

Габаритные размеры (Д х Ш х В) составляют 791х1150х748 мм (без вала отбора мощности).

Масса сухого двигателя 665 кг + 5 %^[1].

Производителем гарантирована работа прибора в течение 500 ч. Это основные характеристики представленного двигателя. Они определяют его область применения и особенности эксплуатации.

В системе применяется смазка М-16ИХП-3, МТ-16п или МТЗ-10п. Масла при полной заправке требуется около 58 л. При этом расход смазочного компонента составляет максимум 10,9 г/кВт*ч. В этом случае количество оборотов вала составляет 2200 об/мин.

Система имеет два типа пуска:

• Основной. Применяется сжатый воздух.
• Дополнительный. Используется электростартер.

Двигатель имеет автоматическую систему защиты от попадания воды. С помощью ручного привода клапан устанавливается в первоначальное положение.

Двигатель 5Д20 является модификацией двигателя УТД-20 с минимальными конструктивными изменениями: уменьшена мощность (до 240 лс при 2400 об/мин) при этом увеличился удельный расход топлива (до 178 г/л. с.ч), уменьшена производительность водяного насоса до 16000 л/ч при 2400 об/мин. Никаких других отличий в основных технических данных данные двигатели не имеют. Существуют лишь мелкие конструктивные отличия: например на 5Д20- не ставится сапун блок-картера, а головка двигателя отличается тем, что вместо шпилек крепления выпускного коллектора в головку ввёрнуты резьбовые втулки, и прочие мелкие отличия. В остальном двигатель 5Д20 рассматривается в наставлениях и технических описаниях как двигатель УТД-20 с некоторыми отличиями, которые указывают отдельно^[7]. В основном данный двигатель устанавливается на боевые машины для Воздушно-десантных войск: БМД-1, БМД-2, БТР-Д и их варианты.

Одной из самых удачных доработок стал мотор с предусмотренной системой объединённого слива горючего из системы форсунок. Этот силовой агрегат получил маркировку УТД-20С1. У него также был предусмотрен бесфорсунчатый факельный подогрев потока входящего воздуха. Также конструкция дополнялась двухсекционным фильтром для топлива. Это была одна из самых удачных доработок. Представленный двигатель впервые был введен в эксплуатацию в 1985 году^[8].

Наличие обратки в представленной модели позволило полноценно подготовить его к зиме. Для этого с двигателя УТД-20С1 сливалось летнее топливо. Также появилась возможность проведения качественной консервации силового агрегата. Поэтому область применения этого мотора была гораздо шире.

У представленной модификации также появилась система подогрева горючего. Поэтому её применяли даже в зимний период. Однако иных существенных отличий представленная модификация не имела. При этом она оказалась более универсальной и простой в применении.

Как и УТД-20, двигатель УТД-20С1 представляет собой шестицилиндровый V-образный четырёхтактный бескомпрессорный дизель жидкостного охлаждения со струйным распыливанием топлива. Мощность от двигателя отбирается на силовую передачу с носка коленчатого вала через маховик, а на компрессор — с противоположного конца коленчатого вала через вал отбора мощности^[9]. Данные двигатели устанавливались на боевые машины пехоты БМП-2, БМО-1 и некоторые БМП-1.

Модель 3Д20 применяется на судах. Он работает на дизеле и имеет подвиды:

• С2 — предусмотрен забортный насос для воды, но отсутствует вал отбора мощности;
• АС2 (или 3Д23) — нет ВОМ и забортного насоса;
• ВС2 — есть насос и вал отбора мощности;
• ВС2-1 — с забортным водным насосом, но без ВОМ;
• 3Д23-01 — с насосом, но без вала;
• 3Д23-02 — с валом и насосом.

Ещё одна модификация — силовой агрегат 1Д20. Мотор предназначен для передвижных или стационарных электрических станций. Он производится на базе силового агрегата 5Д20. От последнего представленная модификация отличается особенностями настройки регулятора скорости. Это узел ТНВД всережимного типа, который предназначен для функционирования на постоянных оборотах 1500 шт/мин.

Представленная модификация уступает базовой модели по показателю мощности. Её номинальное значение составляет 150 л. с. При этом максимальное значение представленного показателя достигает 208 л. с. В конструкции не предусмотрено наличие низковольтного генератора.

Следующим поколением двигателей представленного типа стала модель УТД-29. Этот силовой агрегат устанавливается в БМП-3.