В 1956 г. конструкторский отдел завода в инициативном порядке подготовил техническое предложение по новому семейству танковых дизелей с размерностью 15/15 (диаметр цилиндра и ход поршня - 150 мм) в шести- и двенадцатицилиндровом исполнении с сохранением технологической преемственности с дизелями типа В-2. В декабре того же года был разработан ряд эскизных проектов четырехтактных двенадцатицилиндровых V-образных танковых двигателей. Уже в 1957 г. изготовили два одноцилиндровых отсека (на них провели отработку рабочего процесса и деталей поршневой группы), а также образцы новой топливной аппаратуры, автоматической муфты изменения угла подачи топлива, шатунов и ряда других узлов. В конце того же года собрали первый экспериментальный образец двенадцати -цилиндрового V-образного дизеля с углом развала цилиндров 66° и провели тензометрирование его силовых элементов, сняли мощностные и экономические характеристики. Опытный образец проработал на стенде 57 ч и вышел из строя по причине обрыва шатуна.
На основе проведенных экспериментальных работ 6 июня 1958 г. постановлением Совета Министров СССР №609-294 и соответствующими приказами ГКОТ заводу было поручено создание семейства унифицированных короткоходных высокооборотных (повышенной быстроходности) танковых дизелей (УТД) для легких, средних и тяжелых танков. В ноябре того же года для разработки этих двигателей на заводе организовали ОКБ во главе с Б.Г. Егоровым.
Исходя из того, что в этот период времени в других конструкторских бюро отрасли велись работы в основном по созданию двигателей для средних и тяжелых танков, в результате выполненных НИОКР в ОКБ завода в 1958-1959 гг. в первую очередь были разработаны проекты двигателей мощностного ряда от 426-460 до 735 кВт (от 580-625 до 1000 л.с.):
- УТД-10 мощностью 460 кВт (625 л.с.), предназначавшийся к установке в опытный танк «Объект 140» завода №183;
- УТД-30 мощностью 426 кВт (580 л.с.) — для харьковского опытного танка «Объект 430» (как альтернативный вариант опытному двухтактному двигателю 5ТД того же завода);
- УТД-40—для нового челябинского тяжелого танка «Объект 770». Все двигатели создавались в безнаддувном варианте. Проект первого двигателя УТД-10 (8Д12П1-1038) в связи с прекращением работ по танку «Объект 140» так и остался в чертежах.
Конструкторско-техническая документация по дизелю УТД-30 (8Д12П1-30), была полностью отработана к концу 1958 г. Опытный образец изготовили в июне 1959 г. По сравнению с серийными двигателями типа В-2 он имел лучшие массогабаритные показатели (например, высоту двигателя уменьшили, изменив угол развала блоков цилиндров). Наряду с сокращением хода поршня (со 180 до 150 мм) увеличили частоту вращения коленчатого вала двигателя (с 1800-1900 до 2600 мин-1). По топливной экономичности дизель УТД-30 находился на одном уровне с двигателем 5ТД.
Суммарная теплоотдача в воду и масло была меньше, чем у серийного дизеля В-55, имевшего аналогичную мощность. По показателям теплоотдачи УТД-30 уступал лишь двухтактному двигателю 5ТД (200 ккал/ч против 150 ккал/ч). Средняя скорость поршня у дизеля УТД-30 составляла 13,5 м/с и была выше, чем у всех серийных и опытных танковых двигателей. Высокая габаритная мощность 435 кВт/м3 (592 л.с./м3) была получена путем перехода на более высокие температуры цикла. Отказавшись от применения наддува и форсируя двигатель при уменьшении коэффициента избытка воздуха, разработчики существенно упростили его конструкцию, но при этом возникли трудности в обеспечении работоспособности деталей поршневой группы из-за более высоких температур рабочего процесса. Температура отработавших газов доходила до 700°С и выше.
В безнаддувной модификации дизель УТД-30 практически не имел возможности для форсирования по мощности. Для этого двигателю нужен был воздух, который мог дать только наддув.
Дизель УТД-30. | Дизель УТД-45. |
Конструкция дизеля УТД-30 имела ряд интересных компоновочных решений. Так, для обеспечения поперечной установки двигателя в танке коленчатый вал был выполнен с двухсторонним отбором мощности. Монтировался он на роликовых подшипниках. Привод к элементам газораспределения и агрегатам систем осуществлялся с помощью цилиндрических шестерен, устанавливавшихся на подшипниках качения. Авиационный быстроходный генератор мощностью 7,5 кВт и стартер соединялись с коленчатым валом шестеренчатым приводом.
Неразъемный монолитный туннельный блок-картер дизеля, выполненный из легких алюминиевых сплавов, имел поддон с закрытой полостью для прохода откачиваемого масла. Отсеки блок-картера соединялись с этой полостью через лепестковые клапаны. Такая конструкция обеспечивала эффективную откачку масла из картера при малых размерах нижней части блок-картера.
В конструкции двигателя использовались вильчатые шатуны и топливная аппаратура с оригинальными (дифференцированными) клапанами топливного насоса и автоматической муфтой регулирования впрыска топлива. Силовой газовый стык обеспечивался индивидуальными красномедными прокладками. Кроме того, на двигателе была предусмотрена установка центробежного масляного фильтра, насосов системы смазки трансмиссии танка и компрессора высокого давления для заправки сжатым воздухом баллонов системы воздухопуска.
После согласования вопросов по установке дизеля УТД-30 в разрабатываемый средний танк «Объект 430», доводочные работы по двигателю были активизированы. Ряд узлов и деталей претерпел существенные изменения.
Работы по УТД-30 завод завершил проведением в декабре 1961 — январе 1962 гг. совмещенных заводских и межведомственных стендовых испытаний в объеме 250 ч. Двигатель испытания выдержал с некоторыми замечаниями. После устранения выявленных недостатков (закоксование отверстий распылителей форсунок, недостаточное уплотнение водяного насоса и др.) дизель прошел без замечаний дополнительные стендовые испытания в объеме 150 ч. В 1963 г. межведомственная комиссия рекомендовала УТД-30 к серийному производству в качестве резервного варианта для установки в новый средний танк.
В процессе доводки дизеля УТД-30 в ОКБ завода в ноябре 1962 г. был разработан проект его форсированного варианта, получившего наименование УТД-45. Разработка проекта нового двигателя мощностью 515 кВт (700 л.с.) велась исходя из требований продольного расположения двигателя в МТО танка и применения приводного центробежного нагнетателя, который вместе с редуктором крепился на правой стороне блок-картера двигателя. В 1966 г. двигатель прошел стендовые испытания и был рекомендован в качестве резервного варианта для установки в танк «Объект 434» завода №75.
38 Буква «П» в заводском наименовании двигателя обозначала его поперечное расположение в МТО танка, для которого он предназначался.