История без мифологии

"Русский дизель" с немецко-швейцарскими генами. (Часть 1)

Если все же отвлечься от неумных политических штампов, то... уже спустя 5 лет после окончания Гражданской войны, Советский Союз уже предпринял активные шаги по созданию нового, современного предприятия по выпуску судовых дизелей.

В ту пору морской транспорт являлся одним из самых дешевых (он и сейчас мог бы быть намного дешевле. если бы... ладно об этом потом).

В общем, молодой стране был нужен транспортный флот, а судну нужен двигатель. Паровая машина уже не устраивает (архаизм): КПД низкий, нужны котлы, трубопроводы, клапана. В итоге дорого, масса большая, расход топлива высокий. Турбина? Дорого, сложно, много требований по обслуживанию. Что остается? Дизель? Наверное, самое то.

Только нет, на тот момент, в стране дизелей нужной мощности. Базовым заводом по выпуску судовых двухтактных малооборотных дизелей стал завод "Русский дизель". Почему почему двухтактных, почему малооборотных?

Оптимальный вариант: чтобы (как со с старыми паровыми машинами), двигатель работал напрямую на винт. Редуктор - это и вес, и габариты, и деньги. А, еще хорошо бы было, чтобы дизель был с реверсом, чтобы редуктор заднего хода не делать. (Я понимаю, что объяснение очень сильно упрощенное, но так понятнее).

Главное различие между двух– и четырехтактными ДВС заключается в количестве произведенной работы за один оборот двигателя – двухтактном дизеле рабочий ход совершается на каждом обороте, а в четырехтактном – на двух оборотах. Т.е. при всех равных условиях мощность двухтактного двигателя теоретически вдвое больше по сравнению с четырехтактным.

На практике, совсем не вдвое, а намного меньше, потому, как, если на продувку двухтактных дизелей отводится по углу поворота коленвала менее 180°, у четырехтактных на выхлоп и продувку приходится 400–450°. Поэтому, из-за несовершенства продувки цилиндров и других недостатков выигрыш в мощности двухтактных дизелей уменьшается на 20–30% Но все равно, "на выхлопе" двухактный дизель выдает больше.

Малооборотные двухтактные дизели и сейчас используются в качестве главных энергетических установок с непосредственной передачей мощности на винт. Эти дизели обеспечивают выработку большой мощности, могут работать на тяжелых сортах нефтяного топлива и имеют высокий к. п. д. Цилиндры дизелей изолированы от картера, что уменьшает опасность загрязнения циркуляционного смазочного масла и позволяет использовать специальные смазочные масла для смазки цилиндров отдельно от всех остальных деталей. Использование в этих дизелях двухтактного цикла не требует обычно применения впускных и выпускных клапанов. Это облегчает техническое обслуживание и упрощает конструкцию дизеля.

Анализ опыта эксплуатации дизелей показывает, что каждый тип дизеля имеет свое применение на судне. В качестве главных двигателей с прямой передачей на винт, как правило, применяются двухтактные малооборотные дизели с частотой вращения 90–120 об/мин, т.к. частота вращения гребного винта обеспечивает максимальное значение пропульсивного КПД (этот КПД характеризует работу всего пропульсивного комплекса: корпус судна – гребной винт – главный двигатель) именно при этих значениях.

Четырехтактные дизели имеют n = 250–750 об/мин и используются главным образом в качестве вспомогательных двигателей или дизельгенераторов.

"Русский дизель" был ориентирован на производство именно малооборотных двухтактных дизелей. Естественно, пока шла речь только об "атмосферниках" (без наддува, даже по системе А.Бюхи).

Сложность в том, что у дизелей работающих напрямую на гребной вал, при достаточно большой мощности цилиндры, поршни, коленвал получаются ох... (какими большими). И такое производство имеет свои сложности.

Что нужно для такого производства? Прежде всего: возможность получать качественное литье и поковки достаточно большого размера. Иметь возможность обрабатывать детали большого размера. Иметь техническую документацию для изготовления двигателя, и, наконец, иметь грамотный персонал. Кое-что из этого перечня было. Но, большую часть необходимо было еще приобрести.

Традиционно принято писать о том, что "ключевым партнером стала Германия".

Частично это так, но в принципе, фирма "Sulzer", она швейцарская, у нее еще до первой мировой организовались два отделения в Германии, которые занимались именно судовыми дизелями, и в принципе, имели хорошие наработки по двухтактным дизелям. В 1917 году обе компании были объединены в холдинговую структуру под названием Sulzer-Unternehmungen AG с руководством в Людвиксхафене на Рейне. Советские контракты заключались не с самой фирмой, а с ее германским отделением.

Сотрудничество с Германией осуществлялось по целому ряду направлений, среди которых можно особенно выделить закупки необходимых чертежей, устройств, оборудования, инструментов и материалов, заграничные командировки советских специалистов, а также приглашение немецких специалистов на завод «Русский дизель».

К 1927 году удалось наладить взаимодействие с акционерным обществом «Братья Зульцер» в Людвигсгафене на Рейне. В марте этого же года между Ленинградским машиностроительным трестом (Далее — «Машинострой») и германской фирмой был заключен договор о техническом сотрудничестве сроком на 10 лет.

Подписание договора стало возможным после командировки на завод «Братья Зульцер» В.А.Ваншейдта — выдающегося советского инженера, признанного в дальнейшем основателем отечественной школы судового дизелестроения.

Всеволод Александрович Ваншейдт закончил с серебряной медалью в 1908 году 6-ю Петербургскую гимназию и в 1914 году механическое отделение Петербургского технологического института. Работал на заводе «Людвиг Нобель», в 1925 году руководил проектированием и постройкой первого в СССР двухтактного бескомпрессорного двигателя на заводе «Русский дизель». В течении 2 месяцев он знакомился с постановкой производства на германском предприятии и по итогам поездки представил подробный отчет, который в дальнейшем послужил основанием для договора с Зульцером.

В соответствии с договором, немецкое отделение фирмы "Зульцер" в целях оказания содействия производству дизельных двигателей по методике, применяемой им на своих заводах, предоставил Машинострою исключительное право на изготовление и продажу двухтактных дизельных двигателей системы Зульцера всех мощностей.

Можно заметить, что соглашение предусматривало сотрудничество с германской фирмой лишь по двухтактным двигателям, в то время как по четырехтактным дизелям оказание технической помощи не предусматривалось.

Факторов было несколько:

Платить еще и за четырехтактные дизеля, по которым у "Зульцера" не было "революционных наработок" смысла не было (его четырехтактные дизеля не обладали экстраординарными характеристиками, и фирма сама пользовалась чужими наработками)

В отношении дизелей большой мощности двухтактный принцип представлялся более перспективным. Считалось, что он имеет все шансы вытеснить четырехтактный принцип.

Кроме того, учитывая заводские мощности и предыдущие наработки, заводу «Русский Дизель» легче всего было перейти на постройку зульцеровских дизелей.

Двухтактные дизельные двигатели, сотрудничество по которым было положено в основу договора, разделялись на три типа: судовые (типа «S»), стационарные (типа «Z») и вспомогательные судовые или они же стационарные (типа «RK»), стационарные (типов «RV» и «RW»).

По условиям договора Зульцер, в качестве первого этапа, передавал советской стороне для ознакомления, архив чертежей всех перечисленных выше типов двигателей. Передача чертежей была завершена к январю 1928 г.

Из всей линейки двухтактных двигателей заводом были выбраны два: тип RK-30 (мощностью в цилиндре 50 л.с.) и тип S-68 (мощностью 450 л.с. в цилиндре). Оба типа двигателей были достаточно быстро освоены.

Для того, чтобы освоить их производство, потребовалось оборудование (но о нем в следующей главе.