В 1938 году, с организацией на московском заводе «Комега» выпуска газогенераторных установок для автомобилей ЗИС в дополнение к уже освоенной годом ранее номенклатуре для ГАЗа, появилась возможность поставить на производство модернизированную и более надежную версию установки, которая вдобавок могла бы размещаться на стандартном шасси ЗИС-5. Новая модель газогенераторного грузовика получила индекс ЗИС-21.
Как и у ЗИС-13, газогенераторная установка ЗИС-21 использовала так называемый опрокинутый процесс газификации и сохранила принципиальную схему предшественницы, но размещение ее элементов на машине существенно отличалось от ЗИС-13. Газогенератор ЗИС-21 монтировался с правой стороны кабины грузовика и крепился к правому лонжерону рамы при помощи двух основных кронштейнов и одного вспомогательного, при этом, для сохранения стандартной бортовой платформы, газогенератор был вдвинут в задний правый угол кабины, для чего ее часть со стороны пассажирского сиденья была вырезана, а пассажирская дверь была сужена вполовину от стандартной. В отличие от газогенератора ЗИС-13 с камерой сгорания из жаропрочной хромоникелевой стали, камера сгорания ЗИС-21 выполнялась из дешевой малоуглеродистой стали толщиной 2 мм с алитированием (насыщением поверхностного слоя алюминием), применявшегося для увеличения срока его службы. В связи с тем, что газогенератор, имел значимый вес, вследствие чего иначе распределялись осевые нагрузки, у ЗИС-21 была усилена правая передняя рессора – вместо штатных листов толщиной 6,5 мм монтировались листы толщиной 8 мм. Также ЗИС-21 получил цельнолитой топливник и усиленную защитную рубашку бункера, было изменено крепление газогенераторной установки (добавились опорный пояс и были усилены лапы), ее вертикального тонкого очистителя и соединительных резиноасбестовых шлангов. Высота корпуса газогенератора ЗИС-21 составляла 1790 мм, диаметр – 454 мм. Топливом ЗИС-21, как и у ЗИС-13, служили древесные чурки. Вес чурок в объеме бункера при его полной заправке составлял 85-90 кг (в зависимости от влажности древесины), что позволяло проехать до 80 км.
Охладители-очистители для грубой очистки и охлаждения газа, состоящие из трех последовательно соединенных между собой цилиндров, располагались поперек машины позади кабины под грузовой платформой между первым и вторым поперечным брусом ее основания (у ЗИС-13 четыре охладителя-очистителя были размещены в едином блоке между кабиной и грузовой платформой). С левой стороны автомобиля у кабины устанавливался тонкий очиститель цилиндрической формы высотой 1810 мм и диаметром 384 мм. Для розжига газогенератора был предусмотрен центробежный раздувочный электровентилятор от ЗИС-13 с питанием от электродвигателя мощностью 200 Вт, крепившийся к кронштейну правой подножки (в 1939 году конструкцию крыльчатки была изменена, а сам электровентилятор стал монтироваться на левой подножке). Степень сжатия у двигателя ЗИС-21 сохранялась существенно выше стандартных 4,6 единиц у ЗИС-5, но была несколько понижена относительно ЗИС-13 – с восьми до семи единиц. Увеличение степени сжатия (для компенсации падения мощности двигателя при переходе с бензина на газовое топливо) было достигнуто путем применения оригинальной головки блока цилиндров с измененной камерой сгорания. Для исключения подогрева выхлопными газами подаваемого в двигатель газа, объединенный всасывающе-выхлопной коллектор ЗИС-5 был заменен отдельными всасывающим и выхлопным коллекторами, как это было сделано и у ЗИС-13.
Для ускоренного запуска двигателя и для маневрирования в пределах гаража на ЗИС-21 на моторном щите под капотом, как и у ЗИС-13, устанавливался небольшой бензобак емкостью 7,5 литров. Для питания двигателя бензином был смонтирован карбюратор типа «Солекс-2», также унаследованный от ЗИС-13. Кроме того, автомобиль был оснащен радиатором увеличенного объема типа ЗИС-6 со 134 трубками. Были изменения и в электрической схеме автомобиля: использование электровентилятора и его электродвигателя повлекло за собой установку электрогенератора повышенной мощности и дополнительной аккумуляторной батареи, питающей электродвигатель – на ЗИС-21 устанавливались две последовательно соединенные шестивольтовые батареи емкостью 114 А*ч каждая. Чтобы сократить время на розжиг газогенератора, а также облегчить запуск двигателя стартером, шестивольтовое оборудование было заменено двенадцативольтовым. Для повышения надежности работы двигателя с повышенной степенью сжатия вместо батарейного зажигания ставилось магнето типа СС-6. Использовалась динамомашина типа ГА-27 мощностью 225 Вт. Стартер – стандартный, типа МАФ.
Трансмиссия ЗИС-21 осталась в целом той же, что и у базового грузовика семейства ЗИС-5, за исключением главной передачи, сохранившей от ЗИС-13 увеличенное передаточное отношение i=7,66 для компенсации снижения тяговых качеств из-за падения мощности относительно бензинового мотора. Вес газогенераторного оборудования хотя и стал меньше, чем у ЗИС-13, но все же отличался не сильно, но вот использование стандартного шасси ЗИС-5 привело в снижению общего веса ЗИС-21 на 200 кг относительно ЗИС-13, да и маневренность ЗИС-21, благодаря стандартной колесной базе, была существенно лучше, чем у предшественника. Увеличилась и максимальная скорость – этот показатель у ЗИС-21 составлял 52 км/ч (против 48 км/ч у ЗИС-13). Грузоподъемность ЗИС-21 составляла те же 2500 кг, что и у ЗИС-13.
Первый построенный опытный ЗИС-21 прошел за время испытаний 14500 км, еще четыре таких же автомобиля приняли участие в большом газогенераторном пробеге НАТИ 1938 года по маршруту Москва-Омск-Ленинград-Минск-Киев-Москва протяженностью 10830 км, доказав работоспособность своей конструкции. Серийный выпуск ЗИС-21 был начат в уже сентябре и до конца 1938 года в сбыт было переданно 404 автомобиля. Первое время ЗИС работал в кооперации с заводом «Комега», получая от него готовые газогенераторные установки для монтажа на свои шасси, но уже в ноябре 1938 года автозавод приступил к налаживанию у себя самостоятельного выпуска установок на выделенных под это площадях деревообделочного цеха, а в 1939 году было начато строительство газогенераторного завода-филиала ЗИС в Лихоборах, рядом с НАТИ.
В мае 1939 года был начат выпуск газогенераторного грузовика ЗИС-21А. Если ЗИС-21 представлял собой шасси, подготовленное под установку получаемых по кооперации газогенераторных установок завода «Комега», то ЗИС-21А получил такой же газогенератор, но уже выпускаемый своими силами и с несколько адаптированной под возможности автозавода конструкцией. При этом, пока автозавод не вышел на плановые объемы выпуска собственных газогенераторных установок, ЗИС-21 и ЗИС-21А выпускались параллельно. Значимых внешних отличий эти две модели не имели. Следует отметить, что в довоенной технической литературе существование модификации ЗИС-21А никак не выделяется – все машины, вне зависимости от года выпуска, именуются как ЗИС-21.
Общий выпуск ЗИС-21 за период 1938-1939 годов составил 3 847 автомобилей. Выпуск же ЗИС-21А продолжался до 1941 года и был свернут в связи с эвакуацией ЗИСа после начала войны. Общий объем выпуска ЗИС-21А составил 15 454 экземпляра. После войны, в 1946 году выпуск ЗИС-21А был возобновлен на Уральском автозаводе им. Сталина, где до 1952 года было собрано еще 19 270 таких грузовиков. |
