Видя острую потребность в более мощном и выносливом, чем ЗИС-5М, двигателе для установки на быстроходные тягачи и легкие бронированные гусеничные машины, Миасский автомоторный завод приступил к созданию его форсированной до 90-100 л.с. и более надежной модификации. Этому способствовал и ГАЗ, настойчиво искавший альтернативу своей вынужденной "спарке" ГАЗ-203. Именно военпредом ГАЗа полковником Муравичем была высказана идея максимально форсировать довоенный двигатель ЗИС-16, одновременно доработав его и приспособив к "танковой" службе. Перепроектированием фактически чужого мотора в начале 1943 года занимались конструкторы А.М. Кригер, Н.Г. Мозохин, Г.В. Эварт под общим руководством Главного конструктора ГАЗа А.А. Липгарта, двигателиста по образованию и профессиональным наклонностям. И хотя эта работа закончилась неудачей, а ГАЗ к ней больше не возвращался, ему удалось заинтересовать в проведении коренной модернизации мотора ЗИС-5М А.С. Айзенберга, руководителя бюро двигателей Миасского автомоторного завода. Несмотря на малочисленность коллектива КБ, к тому же загруженного работой, связанной с массовым производством, отсутствие экспериментального цеха и нехватки универсальных станков на еще не полностью оборудованном заводе, его сотрудники проделали очень большую работу по созданию фактически нового двигателя ЗИС-МФ ("миасский форсированный").
Уже в ноябре 1943 года выпустили его опытные образцы. На ЗИС-МФ применили термодинамически более совершенную головку блока со степенью сжатия 6,1 (предельную для бензина КБ-70), алюминиевые поршни с иным расположением колец, более жесткие шатуны с усиленными поршневыми пальцами и с заливкой нижних головок (как и коренных подшипников) высококачественным баббитом Б-83, усиленный коленчатый вал с закалкой шеек ТВЧ, новый распредвал с расширенными фазами (продолжительность впуска и выпуска – по 276°) и увеличенным подъемом клапанов. Для ЗИС-МФ разработали новые всасывающий (с увеличенными каналами в блоке) и выхлопной коллекторы с регулируемым подогревом рабочей смеси, поставили новый карбюратор МКЗ-10 типа "Зенит" с пневматическим ограничителем максимальных оборотов типа "Солекс". Были усилены маховик и его картер. В систему смазки ввели полнопоточный фильтр "Куно" с ручной очисткой пластин, маслонасос со значительно увеличенной производительностью. К сожалению, дополнительная секция насоса для подачи масла в радиатор (в тяжелых условиях оно перегревалось) так и не была установлена. В какой-то степени это компенсировалось увеличенным на 4 литра объемом маслоподдона, позволявшего к тому же нормально работать двигателю на уклонах до 30° без ограничения по времени.
Ввиду значительного форсирования двигателя ввели более теплонапряженные свечи, а также 12-вольтовое электрооборудование с 200-ваттным двухщеточным генератором с реле-регулятором, стартер МАФ-31 мощностью 2 л.с. (у ЗИС-5М – 0,9 л.с.). Двигатель ЗИС-МФ с полным оборудованием устойчиво развивал мощность 95-96 л.с. при 2800 об/мин. В связи с возросшим на нем до 30,5-31 кгс/м максимальным моментом пружины ГФ соответственно усилили. Все шестерни в КП подвергались термообработке на более высокую твердость (по технологии завода, принятой для изготовления КП СУ-76М). Был сохранен штатный механизм блокировки от самовыключения шестерен. Силовой агрегат ЗИС-МФ предполагалось устанавливать на тягачи Я-13 взамен недостаточно мощного ЗИС-5М. В этом случае максимальная скорость движения с нагрузкой без прицепа по дороге с твердым покрытием возрастала до 24 км/ч, а расчетная сила тяги на крюке увеличивалась на 350-590 кгс.
Тем не менее, как и на тягаче Я-13, из-за недостаточного запаса по сцеплению масса буксируемого прицепа по-прежнему ограничивалась 5 тоннами. Тягач с двигателем ЗИС-МФ получил марку Я-13Ф. При установке нового силового агрегата масса машины возросла незначительно. Снова вернулись к главному соединительному валу с упругими шарнирами "Харди". Все остальные отличия Я-13Ф от Я-12 – такие же, как у Я-13. В 1944 году Я-13Ф прошел краткие испытания на полигоне ГБТУ в Кубинке, подтвердившие значительное улучшение тягово-динамических качеств и надежности этой машины в целом, по сравнению с Я-13. Однако, в очередной раз стало ясно, что создать легкий быстроходный арттягач с отечественным двигателем для уверенной буксировки прицепов массой до 8 тонн не удается. Это было возможно только в перегрузку. Из-за малого количества выпускаемых, фактически несерийных двигателей ЗИС-МФ, они, вопреки бытующим представлениям, на ярославские тягачи практически не устанавливались: в 1944 году выпустили три тягача Я-13Ф, в 1945 – два. К тому же в это время возобновились поставки дизельных агрегатов GMC и одновременно началась подготовка к передаче производства тягачей, в том числе и Я-1ЗФ, на завод № 40. Впоследствии основную массу тягачей с двигателем ЗИС-МФ выпустили именно на этом заводе.
М-13А
Осваивая одновременно с М-12А выпуск тягачей типа Я-13Ф с бензиновым двигателем, завод № 40 в течение 1945 года внес в их конструкцию те же изменения, что и в дизельный М-12А. Отличия заключались в обслуживающих системах двигателя и в трансмиссии. Был установлен сотовый радиатор, подобный СУ-76М. В маслосистему двигателя введен двухсекционный радиатор с параллельным забором масла из магистрали через приоритетный клапан и перекрывной (на зиму) кран. Появилась система вентиляции картера. Благодаря более рациональной регулировке, заложенной в новый карбюратор МКЗ-10МФ, максимальная мощность обкатанного двигателя с полным оборудованием увеличилась до 99 л.с. (без навесного оборудования – до 109 л.с.). Передаточное число ГП осталось прежним – 1,666.
В результате динамика нового тягача, получившего индекс М-1ЗА, уже ненамного уступала М-12А, хотя ограничение по массе буксируемого прицепа сохранялось. Однако для буксировки новых полевых 100-мм пушек БС-3, поступивших на вооружение в 1944 году, этого было достаточно. Совершенствование тягача Я-13Ф, проведенное в Мытищах по аналогии с М-12А, неизбежно привело к росту его собственной массы на 195-200 кг. Но от этого тяговые свойства (по сцеплению с грунтом) только улучшились, а проходимость особенно не пострадала.
В ноябре 1945 года М-1ЗА испытали в Кубинке. Выпуск его начался в 1946 году и продолжался по 1948 год параллельно с производством М-12А. Для снижения массы машины был разработан вариант с несущим корпусом, но он так и остался опытным образцом. В течение осени 1946 – зимы 1947 года по просьбе завода №40 в НАМИ провели износные и мощностные испытания двух двигателей ЗИС-МФ в объеме 500 моточасов. Местами отмечались небрежная сборка и неправильная регулировка их на заводе-изготовителе; в процессе испытаний происходили коробление седел выпускных клапанов, поломки клапанных пружин, пробой прокладок головок блока, выкрашивание заливки подшипников коленвала и шатунов, обрывы ремней вентилятора; на рабочих поверхностях некоторых деталей появились риски, выходили из строя агрегаты электрооборудования.
Но, в целом, работоспособность, надежность и долговечность двигателей оказались вполне удовлетворительными. На стенде они выдерживали непрерывную работу под нагрузкой (по смешанным циклам) в течение 250 ч, наработка на отказ составляла более 500 ч. И в эксплуатации на тягачах М-1ЗА эти двигатели работали достаточно надежно и долго – до середины 1950-х годов. Как и в случае с М-12А, в частях эти тягачи нередко называли Я-13Ф или просто Я-13.
Текст - Евгений Прочко |
