В конце 1930-х годов советскому автопрому потребовался мощный двигатель для грузовых автомобилей. Имеющиеся бензиновые моторы до нужных показателей не дотягивали. В Совнаркоме посовещались и решили: нужен дизель. Его разработку поручили нескольким КБ. Наиболее удачным оказался дизель «КОДЖУ», созданный под руководством профессора Н.Р. Брилинга. Но наладить его производство не удалось – слишком сложными оказались некоторые узлы и детали, слишком высокими были требования к точности изготовления.

Судьба отечественного дизеля обсуждалась в 1943 году на заседании Наркомата среднего машиностроения. За основу предлагалось взять американские двухтактные двигатели с прямоточно-щелевой схемой продувки. А именно агрегаты GMC Series 71, вышедшие на рынок незадолго до начала Второй мировой войны. Аргументы выдвигались весомые. Во-первых, возможность применения на самой разной технике. Во-вторых, опыт эксплуатации артиллерийских тягачей Я-12 на фронтах Великой Отечественной войны. Эти тягачи оснащались дизелями GMC. Военные подтверждали: мотор выносливый и тяговитый

В итоге вынесли решение: берем «американца». В качестве базовых моделей выбрали четырехцилиндровый дизель GMC 4-71 и шестицилиндровый GMC 6-71. Вот тогда-то и отправилась в США комиссия, с которой началась эта статья. Ничего удивительного – мы были союзниками в борьбе с гитлеровцами, и двигатели GMC поставлялись в СССР наряду с другой военной и гражданской техникой. Правда, конструкторская документация по агрегатам GMC Series 71 досталась комиссии не бесплатно. Недаром она именовалась «закупочной». Этот факт отражен в книге «Ярославский Автодизель», выпущенной в 1996 году к 80-летнему юбилею Ярославского моторного завода.

А как появились на свет американские моторы? В 1938 году инженеры подразделения Detroit Diesel Engine Division компании General Motors создали линейку рядных двухтактных дизелей с водяным охлаждением. Назвали её Series 71. Индекс 71 означал объём цилиндра в 71 куб. дюйм, или 1,16 л. Число цилиндров в серии могло меняться, а объём цилиндра – нет. Это открывало широчайшие возможности унификации, а с ней и удешевление производства. В итоге линейка 71 была унифицирована по поршням и поршневым кольцам, шатунам, подшипникам (вкладышам и втулкам), клапанам и седлам, насос-форсункам, фильтрам, водяным насосам, а также другим узлам и деталям.

В линейке присутствовалио пять типоразмеров двигателей – от одноцилиндрового GMC 1-71 до «шестерки» GMС 6-71. Эти моторы использовались в генераторных и прочих стационарных установках, на автомобилях и гусеничных машинах, на водном и железнодорожном транспорте.

Что интересно, моторы Series 71 выпускались в разных вариантах: с возможностью размещения трансмиссий в передней или задней части блока, с левым или правым вращением коленчатого вала и т.д. Бери и присоединяй исполнительные механизмы как тебе удобно.

Конструкторы и технологи пересчитали все размеры из дюймовой системы в метрическую, сделали анализ химического состава конструкционных материалов, классов чистоты поверхностей деталей и провели исследования основных режимов работы двигателя. Для оптимизации работ наши инженеры отказались от ряда решений американского прототипа.

В частности, исключили возможность снимать мощность с передней и задней части двигателя (на заводе это называли симметричным расположением привода) и упразднили выбор направления вращения коленчатого вала. Иными словами, оставили классическую схему: радиатор и вентилятор спереди, маховик и коробка сзади, блок с продувочными окнами без возможности перекомпоновки.

Да, это сделало двигатель не универсальным – представляете, сколько компоновочных решений для силовых установок потеряли! Но зато ускорили выполнение основной задачи – создать дизель именно для грузовиков. Причем с приятным дополнением: впервые в отечественной практике был создан жидкостный подогреватель, обеспечивающий запуск дизеля при низких температурах.

Так на свет появились отечественные дизели – четырехцилиндровый ЯАЗ-204 и шестицилиндровый ЯАЗ-206. По основным характеристикам – мощности, экономичности, габаритам и весовым параметрам – они не отличались от американских прототипов. Позже эти двигатели модернизировали, присвоив им названия ЯАЗ-М204 и ЯАЗ-М206 соответственно (см. таблицу в конце статьи).

Если кто-то считает, что скопировать чужое изделие просто, то сильно ошибается. Во-первых, все размеры и допуски на американских чертежах – в дюймах. Пересчитать их в метрическую систему не такое простое дело, как кажется со стороны. Просто помножить линейные размеры на 25,4 не получится – набежит такая ошибка, что сборка станет невозможной. Есть в машиностроении такое понятие – размерная цепь. Кто изучал курс «Детали машин» и другие подобные дисциплины, тот поймет.

Во-вторых, все конструкционные материалы американские. Рецептуры чугуна, стали и цветных сплавов, состав резинотехнических изделий и прочее требуют подбора отечественных аналогов. А то и новых разработок. Иначе придется забыть о качестве. В-третьих, оборудование, станки, технологические режимы. Пусть даже классные американские. Но их тоже надо отладить под новое изделие. Иначе серийного производства не получится.

И для решения всех перечисленных задач требуется слаженный коллектив конструкторов, технологов, металлургов, химиков и других специалистов. Поэтому подчеркнем ещё раз: простота копирования – она кажущаяся. Так что давайте считать, что американский дизель просто сменил гражданство. В мировой машиностроительной практике случай распространенный.

Многие хорошо знакомы с бензиновыми двухтактными моторами – компактными и легкими. Мотоциклы, мопеды, садовая техника, бензопилы… Но двухтактный дизель для грузовика и артиллерийского тягача? Звучит интригующе. Давайте обратимся к «анатомии» и особенностям работы тяжелых двухтактных дизелей. Если вы всё знаете или вам интересны только исторические подробности, просто пропустите несколько абзацев.

Главным отличием двухтактных дизелей от четырехтактных собратьев является отсутствие впускных клапанов в газораспределительных механизмах. Их функции выполняют так называемые продувочные окна, расположенные в средней части гильз. И цилиндры в начале такта сжатия запираются непосредственно поршнями. А вот пары выпускных клапанов есть в каждом цилиндре.

В соответствии с названием у двухтактных дизелей за один ход поршня совершаются два такта: при движении поршня вверх – продувка и сжатие, а при движении поршня вниз – рабочий ход и выпуск вместе с началом продувки. С точки зрения чистой механики это большое преимущество перед четырехтактным двигателем.

Топливо подается в цилиндры насос-форсунками, которые управляются кулачками распределительного вала, установленного в головке блока цилиндров. Привод распределительного вала осуществляется системой цилиндрических шестерён. Угол опережения впрыска топлива в эксплуатации не регулируется.

Ещё одна особенность заключается в следующем. Двухтактный дизель имеет пару валов – распределительный и уравновешивающий. Они вращаются синхронно вместе с противовесами в головках блока. Благодаря этому 800-килограммовые двигатели ЯАЗ-М204 имеют меньший уровень вибрации, чем моторы многих отечественных легковушек.

Почему это важно? Дело в том, что кабины грузовиков ЯАЗ и МАЗ в 1940–1950-х годах имели деревянные каркасы, собранные на деревянных шипах, винтах-саморезах с угольниками-подкосами и редко – на резьбовых стяжных болтах. И сколько-нибудь продолжительных и повышенных вибраций они просто не выдерживали.

Рассматриваемые двигатели комплектуются двумя типами воздушных фильтров – в зависимости от того, в каких условиях придется работать. Инерционно-масляные очистители применяются при малой запыленности окружающего воздуха, а центробежно-контактные фильтры – при большой. Двигатель ЯАЗ-М204 оснащается двумя фильтрами, а шестицилиндровый дизель ЯАЗ-М206 – тремя.

Дизели ЯАЗ имеют нагнетатели воздуха, состоящие из пары роторов с тремя спиральными лопастями каждый. Благодаря этому обеспечивается непрерывная подача воздуха в распределительную камеру двигателя. Привод нагнетателя шестеренчатый. Во впускных коллекторах между воздушными фильтрами и нагнетателями установлены воздушные заслонки аварийной остановки двигателей. По терминологии того времени – «аварийного останова».

Аварийная остановка требуется в случаях, когда двигатель «идет вразнос», неуправляемо увеличивая обороты коленчатого вала вплоть до запредельных. «Разнос» может происходить из-за попадания в цилиндры избыточного количества топлива (при неисправностях насос-форсунок) или моторного масла при износе поршневых колец. А водители тех лет отмечали, что ярославские дизели потребляли изрядное количество масла! Поэтому аварийную остановку не всегда можно осуществить простым прекращением подачи горючего. А вот без доступа воздуха горение невозможно – отсюда и воздушные заслонки.

А возможна ли аварийная остановка двигателя с помощью включенной передачи в КП и тормозов? Как правило, она была бесполезной, слишком мощный крутящий момент развивал «взбесившийся» дизель. Хотя попытки заглушить двигатель торможением автомобиля всё же применялись – например, при обрыве привода аварийного останова.

В январе 1941 года Ярославский автозавод направил в отраслевой институт НАМИ группу конструкторов и технологов для совместной разработки проекта 7-тонного грузового автомобиля. С началом войны работы в НАМИ свернули, а конструкторскую документацию направили назад в Ярославль. Несмотря на тяжелое военное время, заводчане работы продолжили. Уже в 1943 году они подготовили рабочие чертежи для изготовления опытного образца нового грузовика. А в декабре 1944-го был готов и сам автомобиль. На нем стоял уже знакомый нам дизель GMС 4-71. Грузовику присвоили марку ЯАЗ-200 и начали заводские испытания. В июне 1945 года ЯАЗ-200 предъявили правительственной комиссии. Она автомобиль одобрила и включила в отраслевой план развития.

В 1947 году на Ярославском автозаводе наладили серийный выпуск бортовых грузовиков ЯАЗ-200 и самосвалов ЯАЗ-205. Их оснастили новым ярославским дизелем ЯАЗ-204 и пятиступенчатой коробкой передач. Вскоре производство этих автомобилей передали в Минск, назвав МАЗ-200 и МАЗ-205 соответственно. Их внешний вид немного изменился: у ярославских грузовиков решетка радиатора была горизонтальной, а на капоте красовался медведь; у минских решетка стала вертикальной, а на боковинах капота появился зубр.

В конце 1940-х годов на Ярославском автозаводе разработали семейство тяжелых трехосных грузовиков. Им требовался более мощный дизель. Выбор пал на уже освоенный ЯАЗ-206 (позже ЯАЗ-М206).
Бортовой трехосный автомобиль получил название ЯАЗ-210. Он мог перевозить груз до 12 т. Правда, с оговоркой – на дорогах с твердым покрытием. Для грунтовок грузоподъёмность была поменьше – 10 т. Кроме того, автомобиль мог буксировать 15-тонный прицеп на дорогах с твердым покрытием со скоростью до 55 км/ч.

Харизматичный получился автомобиль, этот ЯАЗ-210. И, как оказалось, перспективный. В 1948-1950 годах на его базе были разработаны и запущены в серию:
– тягач ЯАЗ-210Г с балластной платформой грузоподъёмностью восемь тонн, способный буксировать прицеп массой до 30 т;
– седельный тягач ЯАЗ-210Д для буксировки полуприцепов массой до 30 т;
– самосвал ЯАЗ-210Е грузоподъёмностью 10 т.

Ярославские трехосники нашли широкое применение в народном хозяйстве и армии. Самосвалы ЯАЗ-210Е работали на всех крупных стройках и непрерывно мелькали в кинохрониках, сбрасывая бетонные глыбы в сибирские реки. А тягачи ЯАЗ-210Г и ЯАЗ-210Д перевозили крупногабаритные грузы и буксировали самолеты на аэродромах.

В 1957 году Ярославский автозавод провел модернизацию семейства ЯАЗ-210. На смену бортовому грузовику ЯАЗ-210, седельному тягачу ЯАЗ-210Д и самосвалу ЯАЗ-210Е пришли модели ЯАЗ-219, ЯАЗ-221 и ЯАЗ-222. Они получили более мощные двигатели ЯАЗ-226 (двухтактные дизели с петлевой продувкой), усовершенствованную трансмиссию, полностью металлическую кабину и новую облицовку радиатора.
А в 1959 году их производство передали в Кременчуг. И стали они КрАЗами. Рядную двухтактную «шестерку» сменил восьмицилиндровый V-образный четырехтактный дизель. Но это уже не наша тема.

Интересен опыт применения дизеля ЯАЗ-М204 на автобусе ЗИС-154 с электромеханической трансмиссией. Схема эта известна: дизель крутит генератор, а тот выдает энергию для тягового электродвигателя. Прототипом советского автобуса стала лицензионная американская модель Yellow Coach GM TDH-3610. По кузову они просто «один к одному». А вот с силовой установкой было немного сложнее.

Американский автобус TDH-3610 имел гидромеханическую трансмиссию, о чем говорит буква H (hydromechanical transmission). Поэтому электромеханику взяли с другой модели – Yellow Coach TDE-4001. Как вы догадались, буква E здесь означает электрическую трансмиссию. Но двигатель был один и тот же – GMC 6-71.
Кстати, автобус TDH-3610 известен как символ борьбы с апартеидом. В декабре 1955 года темнокожая афроамериканка Роза Паркс отказалась уступать место в салоне белому пассажиру и была арестована. Этот акт гражданского неповиновения привел к волнениям и в итоге к расширению прав темнокожего населения Америки. А тот самый автобус занял почетное место в Музее американских инноваций Генри Форда в Детройте.

Но вернемся к технике, а именно к нашему ЗИС-154. Первый экземпляр был выпущен в 1946 году. Сначала эти автобусы оснащались двигателями GMC 6-71, а затем их сменил ЯАЗ-204. Обороты тягового электродвигателя зависели от генератора, а его отдача определялась оборотами дизеля, которые задавал водитель. Автобус разгонялся очень плавно. Правда, эта плавность сопровождалась повышенной шумностью силовой установки, что вызывало недовольство пассажиров и жителей окрестных домов.

Автобусы ЗИС-154 выпускались до середины 1951 года. Всего было изготовлено 1165 единиц. Из них столица получила 368 экземпляров, последний из которых был списан в 1956 году. А по дорогам СССР эти автобусы ходили до первой половины 1960-х годов, о чем свидетельствует богатый архив черно-белых снимков.

А потом ЗИС-154 впал в немилость. Высокая стоимость комплектующих в сравнении с бензиновым автобусом на «механике», повышенный расход топлива (до 47 л на 100 км пути) и сложность в обслуживании не позволили развивать этот интересный проект. И даже был сделан поспешный и ошибочный вывод о неприемлемости дизелей для городских автобусов! Хотя виноват был не дизель, а конструкторская недоработка взаимодействия механики и электрики в силовой установке.

На фотографиях представлен автобус ЗИС-154 с заводским номером 46, выпущенный в 1947 году. Это действующий музейный экспонат, восстановленный до оригинального состояния из дачного сарая.

И завершает нашу «автобусную экскурсию» красавец ЗИЛ-127. В феврале 2024 года на ВДНХ состоялась ретро-презентация этой машины. Напомним, что ЗИЛ-127 (ЗИС-127) – первый советский междугородный автобус. Выпускался в 1955-1961 годах. Всего произвели 851 экземпляр. И вот один из них восстановили, поставили «на ход» и показали широкой публике. На автобусе установлен уже знакомый нам дизель ЯАЗ-М206 с индексом А (автобусный).

Кроме грузовиков и автобусов различные модификации двигателей ЯАЗ-204/206 применяли на армейской технике, передвижных электростанциях, компрессорных, насосных и перекачивающих станциях, электросварочных агрегатах, буровых установках, самоходных кранах, узкоколейных тепловозах, малотоннажных катерах, торфодобывающих комбайнах и другой технике. Сколько «лампочек Ильича» питалось от дизель-генераторов, трудно даже представить.

О дизелях ЯАЗ-М204 и ЯАЗ-М206 можно говорить не только в прошлом, но и в настоящем времени. Во-первых, их активно используют реставраторы. Взять хотя бы автобусы ЗИС-154 и ЗИЛ-127, которые фигурируют в нашей статье. Во-вторых, в Интернете до сих пор публикуются объявления о продаже таких дизелей – причем совершенно новых. Так что ярославский двухтактный дизель скорее жив, чем мертв. И в любом случае он навсегда вписал свое имя в автомобильную историю страны.
 
Автор благодарит сотрудников Ярославского моторного завода за помощь в подготовке материала

Вернуться на главную страницу сайта