Уральские опытные

Испытания опытных образцов УралЗИС в 1951 году

В период с 1 октября 1950 г. по 1 февраля 1951 г. в НАМИ были проведены типовые и доводочные испытания двух опытных образцов автомобилей УралЗИС.

Испытания организовали на основании директивного письма заместителя Министра автомобильной и тракторной промышленности СССР за № К-12556 от 26/VI-1950 г. и директивного письма заместителя начальника Технического управления министерства за № 25/2-43 от 24/VII-1950 г.

Объектами испытаний являлись два образца автомобиля:

УралЗИС № 1, имеющий шасси № 4, двигатель № 5;

УралЗИС № 2, имеющий шасси № 5, двигатель № 6.

Автомобили подверглись лабораторно-дорожным замерам. Автомобиль № 1 дополнительно подвергли ходовым испытаниям протяженностью до 20 тыс. км. Дорожные испытания проводили как в загородных, так и в городских условиях.

Для загородных заездов использовались участки шоссе. Участок Москва–Калинин Ленинградского шоссе имел умеренно-пересеченный профиль и хорошее асфальтовое покрытие. Участки Рогачёвского шоссе отличались пересеченным профилем с крутыми и затяжными подъемами и имели смешанное, большей частью разбитое покрытие. В зимнее время дороги были покрыты снегом, преимущественно укатанным и местами обледенелым. Несколько заездов провели по грунтовым дорогам и дорогам с рыхлым снежным покровом.

Городские заезды проводили по Садовому кольцу, по так называемому маршруту «Большая роза», установленному НАМИ для испытания грузовых автомобилей, включающему участки Садового кольца и улицы к городским заставам Москвы.

Кроме дорожных испытаний опытных образцов на общие качества, их двигатели подверглись стендовым испытаниям в отделении автомоторных лабораторий НАМИ: была испытана впускная система двигателя нового автомобиля.

Автомобили в основном испытывали с полной номинальной нагрузкой (3,5 т). Часть замеров провели без нагрузки, несколько заездов провели с прицепами общей массой по 4,5 т. Загрузка грузовиков осуществлялась мерным чугунным балластом, который равномерно распределяли по площади платформы. Общий пробег автомобиля № 1 составил 19 797 км, № 2 – 12 585 км.

Опытный УралЗИС представлял собой оснащенный бензиновым двигателем 3,5-тонный грузовой автомобиль, изготовленный Уральским автозаводом (г. Миасс) в порядке модернизации грузовика модели ЗИС-5. Кроме агрегатов автомобиля ЗИС-5 (блок цилиндров, радиатор, сцепление, коробка передач, задний мост, балка передней оси, задние рессоры и подрессорники) использовались узлы и детали других отечественных автомобилей. Рама автомобиля УралЗИС коренным образом отличалась от рамы ЗИС-5. Раму УралЗИС делали из малоуглеродистой стали 1025 без термообработки, в то время как раму ЗИС-5 изготовляли из стали 1330 с термообработкой. Лонжероны рамы усилили в среднем пролете вкладышами. Пять поперечин соединялись с лонжеронами при помощи косынок на заклепках.

Автомобиль получил двухместную скругленную кабину, двухстворчатый капот, облицовку радиатора с вертикальными ребрами, штампованные крылья глубокого профиля, буфер со щитом, перекрывающим пространство перед радиатором. Использовались раздельные сиденья с регулировкой по глубине. Опытные автомобили не были оборудованы подфарниками и розетками для прицепов, что уже не соответствовало существующим правилам. Обогреватель кабины и обдув ветрового стекла теплым воздухом не предусматривались. Для создания кабины использовали компоненты кабины ГАЗ-51, что ограничивало высоту кабины УралЗИС. Деревометаллическая конструкция кабины не имела должной прочности и долговечности. При испытаниях стеклоподъемники кабин вышли из строя, запоры держателей ветрового стекла не обеспечивали надежной фиксации.

Передняя подвеска автомобиля УралЗИС при максимальной нагрузке, равной двойной статической, концы рессоры отгибаются вниз

Двигатель УралЗИС, являющийся модернизацией двигателя ЗИС-5М, по техническим характеристикам соответствовал двигателю ЗИС-120 автомобиля ЗИС-150, имел степень сжатия 6,0 (ЗИС-5 – 5,5), развивал мощность 90 л.с. при 2700 об/мин, однако имел массу двигателя ЗИС-5 – 434 кг, в то время как московский двигатель весил 420 кг. Это обстоятельство объяснялось в основном конструкцией блок-картера. Двигатель УралЗИС, как и ЗИС-5, имел блок с плоскостью разъема масляного поддона по оси коленчатого вала. В передней части блок имел расширение для размещения шестерен привода. Разъем блока двигателя ЗИС-120 был ниже оси коленчатого вала. Блок УралЗИС отличался антикоррозийными вставными гильзами в верхней части цилиндров и рядом других изменений. В связи с тем, что конструкция двигателя УралЗИС была максимально унифицирована с двигателем ЗИС-5, его конструкция не претерпела существенных изменений. Вследствие этого по общей схеме двигатель УралЗИС являлся менее совершенным, чем ЗИС-120. Усложнение компоновочной схемы обусловливалось сохранением громоздкого шестеренчатого привода и раздельным выполнением водяного насоса и вентилятора.

Испытаниям на стенде подверглись два двигателя. Двигатель № 3 был предварительно обкатан на стенде в течение 70 ч. Двигатель № 5 прошел обкатку на автомобиле пробегом 3800 км. Двигатели опытных автомобилей и двигатель, на котором проводились испытания впускной системы, имели ряд отступлений от проекта:

у двигателя № 3 отсутствовала гильзовка цилиндров;
головки блока у двигателей № 3 и 5 были алюминиевые, а не чугунные;
тонкостенные вкладыши коренных подшипников отсутствовали у всех трех двигателей;
отличались фазы газораспределения.

Поставленные на двух опытных двигателях алюминиевые головки оказались в работе несколько переохлажденными, что приводило к повышенному нагарообразованию в камерах. Серьезным конструктивным недостатком двигателя УралЗИС являлось отсутствие фильтра грубой очистки масла, последовательно включенного в систему. Отсутствие вентиляции картера способствовало течи масла через подшипники концевых опор коленчатого вала, не имеющих сальниковых уплотнений. Новый впускной трубопровод обеспечивал двигателю хорошее наполнение и удовлетворительное распределение смеси по цилиндрам. Введение регулируемого подогрева являлось целесообразным.

На двигателе применялась система электрооборудования с напряжением 12 В, что обеспечивало надежный пуск при увеличении степени сжатия. Вследствие повышения степени сжатия свечи М-12/15 двигателя ЗИС-5 стали несколько горячими. В связи с этим рекомендовались свечи НМ-12/10, являющиеся более холодными. Такие свечи применялись на двигателях ГАЗ-51 и М-20. Использовались другие агрегаты и приборы, применяемые на автомобилях ГАЗ-51 и ЗИС-150.

Автомобили поступили на испытания в НАМИ без проверки экономичности. Карбюраторы К-80 на их двигатели ставились впервые. Расходы топлива у автомобилей оказались чрезмерно высокими: эксплуатационный расход у автомобиля № 1 доходил до 60–70 л/100 км. Поэтому дополнительно провели испытания с карбюраторами МКЗ-16А и «Картер». В целом двигатель УралЗИС нуждался в доработке конструкции. НАМИ рекомендовал унифицировать его с двигателем ЗИС-120. Двухдисковое сцепление, существенно не отличающееся от сцепления ЗИС-5, рекомендовалось заменить однодисковым, а коробку передач ЗИС-5 не использовать.

Карданная передача автомобиля УралЗИС состояла из двух трубчатых валов открытого типа, с промежуточной опорой, заимствованной от автомобиля ГАЗ-51. Задний мост автомобиля УралЗИС, выпускаемый с начала 1950 г., представлял собой модернизированный агрегат автомобиля ЗИС-5: имел литую балку с трубчатыми вставками в чулках. Передаточное отношение с 6,41 уменьшили до 6,27. Дифференциал имел четыре сателлита. Использование литой, а не кованой балки, утяжеляло мост, но объяснялось отработанной технологией и имеющимся оборудованием. Модернизированный передний мост получил шкворни с увеличенным с 25 до 30 мм диаметром и подпятник из стальной и бронзовой шайб вместо упорного подшипника. После пробега в 20 тыс. км состояние шкворневого узла осталось удовлетворительным.

Рулевое управление автомобиля УралЗИС было разработано заново. Рулевой механизм, взятый с автомобиля ГАЗ-51, располагался, как и продольная тяга, перед осью. Наклон колонки составлял 65° к вертикали. Большой угол наклона применялся на легковых автомобилях и легких грузовиках. На средних и тяжелых грузовиках и автобусах, где усилие на руле существенно выше, чем на легковых автомобилях, большой наклон рулевого колеса считался нежелательным. При испытании автомобилей УралЗИС в дальних рейсах отмечалась усталость рук водителя.

Кроме того, вынос руля привел к тому, что рулевая колонка загораживала левую сторону двигателя, что создавало неудобство при обслуживании двигателя. Из-за малой длины продольной тяги (305 мм) даже незначительные вертикальные перемещения колеса вызывали его поворот, что приводило к повышенному износу протектора. Малой длиной продольной тяги объяснялось значительное превышение радиуса поворота над проектной величиной при повороте налево: передний шарнир тяги ограничивал поворот колес. В положении поворота поперечная тяга задевала за кронштейн стойки амортизатора. Маневренность автомобиля следовало улучшить путем увеличения предельных углов поворота колес, для чего требовались переделки конструкции.

Передняя подвеска автомобиля УралЗИС существенно отличалась от подвески ЗИС-5. Над задней, более длинной части рессоры стоял резиновый ограничитель. Серьга располагалась на заднем конце рессоры. Подвеска получила гидравлические амортизаторы от автомобиля ГАЗ-51. Рессоры выбранной длины 1100 мм имели автомобили ГАЗ-51 и ДАЗ-150. Однако подвеска оказалась излишне жесткой, хотя была лучше, чем у автомобиля ЗИС-5, но значительно хуже, чем подвеска автомобиля ГАЗ-51. Подвеска УралЗИС лимитировала скорость движения автомобиля по дорогам с неровным и разбитым покрытием. Поскольку автомобиль предназначался в основном для использования в сельском хозяйстве, то его переднюю подвеску необходимо было переконструировать. Прочность передних рессор оказалась недостаточной. Из-за малой длины четвертого, пятого и шестого листов коренные оказывались перегруженными и ломались. Чертежи рекомендуемых НАМИ рессор были направлены заводу. Задняя подвеска отличалась от подвески ЗИС-5 бòльшим количеством листов в рессоре и увеличением толщины листов дополнительной рессоры (подрессорника). Конструкция подвески замечаний не вызывала.

Тормоза для автомобиля УралЗИС завод разработал заново. Рабочие тормоза получили гидравлический привод, действующий на четыре колеса. Использовались компоненты гидравлического привода автомобиля ГАЗ-51. Стояночный тормоз воздействовал на трансмиссию: диск тормоза с парой колодок установили за коробкой передач. Ход тормозной педали оказался слишком большим, и водителю требовалось заносить ногу при торможении. Усилие на педали также было большим. Для снижения нагрузки предлагалось применить двухступенчатый главный тормозной цилиндр.

Взвешивание снаряженных автомобилей производили на автомобильных 20-тонных весах. Массы автомобилей с нагрузкой и людьми в кабине, а также распределение массы по осям определялись путем расчета. Вес водителя и пассажира принимался равным, по 75 кг. Собственная масса опытных образцов автомобилей оказалась выше запроектированного значения: для автомобиля № 1 на 100 кг, для автомобиля № 2 на 230 кг. Масса автомобиля № 1 составила 3560 кг, автомобиля № 2 – 3690 кг. По ТУ масса должна была составлять 3450 кг.

Отношение грузоподъемности к собственной массе у автомобиля УралЗИС было несколько хуже, чем у 4-тонных грузовиков ЗИС-150 и ДАЗ-150, но выше, чем у автомобилей меньшей грузоподъемности: 3-тонного ЗИС-5 и 2,5-тонного ГАЗ-51. Шины задних колес автомобиля УралЗИС при давлении 4,2 атм, указанном в маркировке покрышек, существенно перегружались. Имели место три случая разрыва шин. Поэтому дальнейший пробег проводили при давлении 4,5 атм. НАМИ рекомендовал заменить диски колес ЗИС-5 с вылетом 114 мм на диски с вылетом 127 мм: при установке шин 8,25-20, соответствующих проекту, зазор между шинами двойного ската оказывался недостаточным.

В итоге автомобиль УралЗИС сменил ЗИС-5 на конвейере Уральского автозавода и выпускался непродолжительное время, после чего также был заменен более совершенными моделями, о которых мы расскажем позже.