ЗИЛ на солярке
Завод им. Лихачёва совместно с НАМИ провел в 1958 г. конструктивную разработку быстроходного дизеля
В 1960 г. был изготовлен автомобиль модели ЗИЛ-136 с дизелем. Автомобиль являлся модификацией базового автомобиля ЗИЛ-130 и отличался от него тем, что был оснащен дизельным двигателем, двухскоростным редуктором заднего моста и усиленной рамой. Двухскоростной редуктор был использован, поскольку дизель ЗИЛ-136 имел меньший мощностный запас, чем двигатель ЗИЛ-130. Для обеспечения достаточных тяговых показателей автомобиля редуктор заднего моста изготовили с передаточными отношениями 6,63:1 и 8,6:1, выбранными на основании проверочного тягового расчета. Из тягового баланса следовало, что даже при i = 8,6:1 автомобиль ЗИЛ-136 до 2000 об/мин имел худшую тягу, чем ЗИЛ-130, а при i =6,63:1 тяга была хуже во всем диапазоне оборотов дизеля.
Сконструированный на базе карбюраторного двигателя ЗИЛ-130, дизель ЗИЛ-136 весил 547 кг. Карбюраторный двигатель ЗИЛ-130 имел массу 480,7 кг. Массу дизеля увеличивали, в том числе головки цилиндров дизеля – чугунные, с вихревыми камерами сгорания в виде шаровой полости, нижняя половина которой была съемной, вставной, выполненной из жаростойкой стали. Дизель, имевший размерность двигателя ЗИЛ-130 (V-образный, 8-цилиндровый, диаметр цилиндра x ход поршня = 100x95 мм), развивал мощность 125 л.с. при 2800 об/мин и максимальный крутящий момент 35 кгм. Двигатель показывал низкий крутящий момент в левой ветви кривой, что существенно ухудшало тяговые показатели автомобиля. Требовались доводочные работы по устранению этого недостатка.
Электрооборудование автомобиля ЗИЛ-136: 12-вольтовое, использовались 2 аккумулятора емкостью 84 А.ч. Автомобиль массой 4592 кг получил чугунные тормозные колодки на колеса. Остальные детали и агрегаты соответствовали проекту базового автомобиля.
Основные отступления от проекта опытного двигателя ЗИЛ-136 сводились к следующему: на двигателе вместо запроектированного топливного насоса конструкции ЦНИТА со всережимным механическим регулятором был установлен насос производства Motorpal (ЧССР) с двухрежимным регулятором. При стендовых испытаниях в 1959 г. опытный дизель развил мощность 123 л.с. (по ТУ 120–140 л.с. при 2800–3000 об/мин) и крутящий момент 33,4 кгм (по ТУ максимальный крутящий момент должен быть не менее 35 кгм).
Первый этап заводских испытаний дизеля ЗИЛ-136 в дорожных условиях включал в себя пробег 20 тыс. км. Испытания проводили с июля по ноябрь 1961 г. Обкатка автомобиля производилась на Киевском шоссе в объеме 1000 км (500 км без груза, остальной пробег с нагрузкой 2000 кг). Дальнейшие испытания проводились с нагрузкой 4000 кг, 5500 кг и в составе автопоезда с нагрузкой на тягаче 5500 кг и прицеп общим весом 6000 кг. В период с 5 по 23 июля на 126-м км Ленинградского шоссе проводились динамические и экономические испытания с нагрузкой 4000 кг и 5500 кг. Опыты проводили с двумя передаточными отношениями редуктора главной передачи.
В период с 26 сентября по 15 октября те же опыты проводились с той же нагрузкой плюс прицеп массой 6 т. Скорость автомобиля, путь и время разгона контролировались прибором «путь-время-скорость» с записью на ленту. Расход топлива при определении экономических характеристик замерялся расходомером с ценой деления 5 cм3. Максимальная скорость с нагрузкой 5500 кг при передаточном отношении 6,63:1 равнялась 81 км/ч. При передаточном отношении 8,6:1 – 63 км/ч. В обоих случаях скорость ограничивалась регулятором числа оборотов двигателя. Динамика автомобиля признавалась удовлетворительной во всех весовых состояниях: динамика ЗИЛ-136 была выше, чем динамика автомобиля ЗИЛ-164 и близка к динамике автомобиля ЗИЛ-130 и ЗИЛ-130А.
Удельные расходы топлива у автомобиля ЗИЛ-136 были значительно ниже, чем у автомобиля ЗИЛ-130. Сравнительная экономичность возрастала с увеличением нагрузки. Так, при нагрузке 4000 кг удельный расход топлива автомобилем ЗИЛ-136 был ниже на 20–30%; при нагрузке 5500 кг уже на 30–39%; при нагрузке 4000 кг плюс прицеп 6000 кг – на 65–73%; при нагрузке 5500 кг плюс прицеп 6000 кг – на 70–73%. Заезды по дорогам 1-го класса на 25 км в двух направлениях на скоростях 30 и 50 км/ч подтвердили величины расходов топлива, замеренных на мерном участке.
Заезды по грунтовым дорогам с мягким основанием были произведены в октябре по маршруту Угодский завод – Высокиничи – Серпухов протяженностью в одном направлении 30 км с нагрузкой 4000 кг при двух передаточных отношениях 6,63:1 и 8,6:1. Средний расход топлива на 100 км при передаточном отношении 6,63:1 оказался равным 30,4 л при средней скорости движения 26,2 км/ч, при передаточном отношении 8,6:1 – 33,4 л при средней скорости 26,1 км/ч.
Температура масла в картере двигателя в летний период не поднималась выше +60 °С, в осенний – выше +50 °С. Для поддержания температуры масла двигателя в пределах +80 °С было необходимо закрывать картер двигателя брызговиками. Температура воды в двигателе в летний период не поднималась выше +80 °С. В осенний период при температуре +414 °С для поддержания температуры воды было необходимо прикрывать жалюзи радиатора. Весь пробег автомобиля в 20 000 км с различными нагрузками производили по дорогам 1-го класса, за исключением отдельных заездов на грунтовых дорогах. Общий пробег автомобиля составил 20 259 км. Режим движения автомобиля был близок к форсированному по скорости: примерно 8590% от максимальной скорости автомобиля.
Обслуживание автомобиля производилось в соответствии с проектными рекомендациями ЗИЛ и НИИАТ: ТО-1 проводилась через 16002000 км и ТО-2 – 50006000 км пробега. В первоначальный период испытаний до 12 000 км пробега было три случая разрушения вала водяного насоса. В результате проведенных исследований было выяснено, что причиной разрушения являлась большая масса шкива водяного насоса, более тяжелого, чем серийный шкив. После замены стального шкива массой 4,61 кг на шкив из алюминиевого сплава массой 2,145 кг разрушение валов водяного насоса прекратилось. После пробега в 20 000 км произошел обрыв трех болтов крепления крышек промежуточных коренных подшипников коленчатого вала. При осмотре была обнаружена трещина по оси резьбы в третьей опоре. Оторвавшимися деталями пробило масляную магистраль в блоке.
Всего было пять случаев поломок коренных опор коленчатого вала, два из которых произошли при дорожных испытаниях, а три при испытаниях на стенде. Первый случай поломки узла крепления коренных подшипников дизеля произошел в двигателе № 2 изготовления 1959 г. во время дорожных испытаний на 832-м км пробега. Двигатель перед постановкой на автомобиль проработал на стенде 226 ч 25 мин. Второй случай поломки произошел в двигателе № 3 изготовления 1959 г. при стендовых испытаниях, который проработал на стенде 176 ч 23 мин. Третий случай поломки – в двигателе № 4 изготовления 1960 г. при стендовых испытаниях на надежность, который проработал 301 ч 42 мин. Четвертый случай поломки – в двигателе № 3 изготовления 1960 г. в дорожных испытаниях после 20 000 км пробега. Пятый случай поломки – в двигателе № 1 изготовления 1960 г. при стендовых испытаниях в НАМИ, который проработал 351 ч. Во всех случаях характер поломок был совершенно одинаковым.
По вопросу объяснения причин разрушений крышек коренных подшипников, обрыва болтов и поломок блока цилиндров опытных образцов двигателя ЗИЛ-136 1 декабря 1961 г. состоялось техническое совещание с участием специалистов НАМИ. При осмотре двух блоков цилиндров: после пробега 20 тыс. км и после 250 ч стендовых испытаний на надежность был выявлен ряд дефектов.
В целом ситуация с созданием дизеля ЗИЛ-136 повторяла ход событий четвертьвековой давности, когда в 1932 г. на базе бензинового двигателя АМО-3 был разработан автомобильный предкамерный дизель НАТИ М-12. Автозавод им. Сталина закончил сборку первых опытных образцов дизелей НАТИ-ЗИС М-12 в июле 1933 г. При испытаниях все четыре изготовленных опытных экземпляра последовательно выбыли из строя. В сентябре на ЗИСе собрали еще один двигатель НАТИ-ЗИС М-12. Дизель после 10 ч работы на стенде был установлен на шасси грузовика ЗИС, где проработал еще 30 ч. Одновременно шла сборка дополнительно двух двигателей М-12. При последующих испытаниях в результате 100-часовой работы дизеля выявились дефекты коленчатого вала. Тогда из-за малой прочности шатунно-кривошипного механизма работы по мотору М-12 распространения не получили.
К сожалению, несмотря на большой объем проведенных исследовательско-конструкторских работ, создать пригодную для массового выпуска и эксплуатации дизельную модификацию не удалось. Конструкторы были сильно ограничены требованием обеспечить технологическую унификацию в производстве ЗИЛ-136 с его прототипом ЗИЛ-130. Однако полученный опыт и наработки впоследствии были использованы при создании дизельного двигателя ЗИЛ-645.
