ГАЗ-11 (двигатель)

ГАЗ-11
Общие данные
Производитель	ГАЗ
Тип	Бензиновый, карбюраторный
Камера сгорания
Конфигурация	рядный, 6-цилиндр.
Объём	3480 см3
Цилиндров	6
Клапанов	12
Диаметр цилиндра	82 мм
Ход поршня	110 мм
Тактность (число тактов)	4
Порядок работы цилиндров	1-5-3-6-2-4
Материал блока цилиндров	чугун
Материал ГБЦ	чугун
Питание
Рекомендованное топливо	бензин
Охлаждение	жидкостное
Система питания	карбюратор

ГАЗ-11 — семейство бензиновых шестицилиндровых рядных двигателей производства Горьковского автомобильного завода, выпускавшееся в общей сложности более 50 лет, начиная с 1938 года.

История создания

«Додж Д-5»…

…и его двигатель

Шестицилиндровый двигатель ГАЗ-63, правая сторона
1 — место, где должен находиться полнопоточный масляный фильтр тонкой очистки «ДАСФО»
2 — инерционно-масляный воздушный фильтр
3 — карбюратор
4 — впускной коллектор
5 — выпускной коллектор
6 — место установки предпускового подогревателя
7 — патрубок для подключения предпускового подогревателя
8 — труба от отопителя кабины
9 — место нахождения топливного и масляного насосов (плохо видны)
10 — водяной радиатор
11 — помпа (центробежный насос)
12 — термостат и выходной патрубок к радиатору
13 — головка блока цилиндров
14 — подкапотная осветительная лампа
15 — катушка зажигания
16 — добавочный резистор
17 — реле-регулятор
18 — тросовый привод жалюзи радиаторов
19 — рулевая колонка

Шестицилиндровый двигатель ГАЗ-63, левая сторона
1 — нижний патрубок к помпе
2 — помпа (центробежный насос)
3 — термостат и выходной патрубок к радиатору
4 — маслозаливная горловина
5 — генератор постоянного тока
6 — водяной радиатор
7 — рулевой механизм
8 — рулевая колонка
9 — автомобильный сигнал
10 — прерыватель-распределитель зажигания
11 — вакуумный регулятор опережения зажигания
12 — стартер
13 — педальный привод включения стартера
14 — привод от педали «газа» к дроссельной заслонке карбюратора
15 — тросовый привод жалюзи радиаторов
16 — реле-регулятор
17 — добавочный резистор
18 — катушка зажигания
19 — полнопоточный пластинчатый масляный фильтр грубой очистки
20 — кран отопителя кабины и шланг к нему
21 и 22 — шланги вентиляции картера
23 — тросовые приводы воздушной заслонки карбюратора и «ручного газа»

Модернизируя конструкцию М-1, инженеры ГАЗа пришли к выводу, что машине нужен новый двигатель — резервы старого были почти исчерпаны. Перед Андреем Липгартом встал нелегкий выбор — пытаться создать двигатель силами завода, с нуля, или воспользоваться иностранной разработкой.

Проанализировав конструкции американских моторов, выяснили, что наилучшим является вариант шестицилиндрового нижнеклапанного Chrysler flathead, ошибочно называемый «Додж-Д5» по названию автомобиля Dodge Series D5, на который устанавливался. Это была проверенная временем конструкция, датированная 1928 годом, показавшая себя исключительно выносливой и надежной. Двигатель развивал довольно большую по тому времени удельную мощность 22-24 л. с./л (по сравнению с 12-15 л. с./л у ГАЗ-А и ГАЗ-М1). Важнейшие технические новшества — сменные биметаллические вкладыши подшипников коленчатого вала, термостат в системе охлаждения, 100%-ная фильтрация масла, вставные жароупорные седла выпускных клапанов, система вентиляции картера, автомат опережения зажигания, оксидированные поршни, плавающий маслоприемник. Несмотря на сравнительно большую длину шестицилиндрового чугунного блока, сухая масса «Додж-Д5» составляла 310 кг. Более того, этот двигатель был очень технологичным, для изготовления деталей почти не использовались (за исключением поршней) цветные металлы. По сравнению с ГАЗ-M американский двигатель расходовал на 4-5 % меньше топлива, поскольку работал с более высокой степенью сжатия и имел лучше организованный рабочий процесс. Когда все плюсы и минусы «Додж-Д5» были взвешены, А. А. Липгарт настоял на выделении средств для закупки оборудования. В 1937 г. Липгарт сам поехал в США. Занимаясь заказом оборудования для производства 6-цилиндровых двигателей, он одновременно изучал технологию их изготовления.

Ведущим конструктором проекта стал Евгений Агитов, заместитель главного конструктора по двигателям. Переконструированный специалистами ГАЗа Додж-Д5, переведенный, вдобавок, в метрические размеры, превратился в ГАЗ-11, и его модификации до 1990-х годов жили на конвейере (ГАЗ-52). Додж-Д5 имел цилиндры диаметром 3¼ дюйма (82,55 мм), ход поршня 43/8 дюйма (111,1 мм), а его рабочий объем составлял 217,76 дм3 (3568 см3). Эти же параметры для ГАЗ-11: диаметр цилиндра — 82 мм, ход поршня — 110 мм, рабочий объем — 3485 см3. ГАЗ-11 был задуман в двух вариантах: с чугунной головкой (степень сжатия — 5,6, мощность — 76 л. с. при 3400 об/мин) и с алюминиевой головкой (степень сжатия — 6,5, мощность — 85 л. с. при 3600 об/мин).

До войны таких машин успели сделать немного. Возобновили производство М1 и после войны, пока шла подготовка к выпуску Победы. По сравнению с американской моделью в ГАЗ-11 была измененены масляная система (с плавающим маслоприемником), в приводе распределительного вала цепная передача заменена шестерёнчатой (с текстолитовым ведомым колесом) по образцу мотора Chevrolet straight-6 Дженерал Моторс.

Летом 1938 года опытные образцы мотора были испытаны на стенде, но при внедрении в производство возникли многочисленные технологические трудности и выявились «детские болезни», устранение которых продолжалось до самой войны. Начало массового выпуска мотора пришлось перенести на 15 февраля 1940 года (в 1940 году было изготовлено 128 серийных моторов, в 1941—1951).

Старшим инженером спецгруппы по самолетным двигателям был Л. Л. Зильперт. В авиационной модификации ГАЗ-11 вместо коробки перемены передач был смонтирован редуктор, на первых опытных образцах устанавливался один карбюратор типа К-23 или два типа М-1 в верхней части мотора.

В апреле 1939 года был изготовлен опытный образец судовой модификации. После устранения ряда «детских болезней» к 1941 году конструкция была доработана, и в период с 29 сентября по 16 октября состоялись его государственные испытания. ГАЗ-11 прошел испытания с заключением «может быть принят на вооружение ВМФ». Массовое производство судовой модификации освоено не было из-за необходимости увеличения выпуска силовых установок для танков.

В годы войны требовались двигатели для установки на танки и самоходки, поэтому ГАЗ-11 в «чистом» виде в годы войны практически не выпускался (в небольших количествах использовались только на автомобилях ГАЗ-61 и небольшой партии ГАЗ-11-73, изготовленной до июня 1941 года), но после войны совершенствование ГАЗ-11 было продолжено. В результате модернизации появились моторы ГАЗ-51, ГАЗ-12 и ГАЗ-52.

Двигатели семейства ГАЗ-11

ГАЗ-11

ГАЗ-11 имел диаметр цилиндра 81,88 мм и ход поршня 110 мм. Мощность с чугунной головкой и степенью сжатия 5,6 составляла 76 л.с. при частоте вращения коленвала 3400 об/мин; с алюминиевой головкой и степенью сжатия 6,5 при 3600 об/мин двигатель выдавал 85 л.с.

В расчете на использование мотора ГАЗ-11 были спроектированы полноприводные автомобили — легковой ГАЗ-61 и грузовые ГАЗ-63, ГАЗ-62, ГАЗ-33, ГАЗ-34, бронеавтомобиль ЛБ-62, аэросани КМ-5. Судовая модификация ГАЗ-11 (старшим инженером по судовому двигателю являлся Е. Г. Клементьев) отличалась от базовой версии редуктором числа оборотов обратного и холостого хода, масляным радиатором, водяным насосом.

ГАЗ-85

ГАЗ-63 с шестицилиндровым двигателем

Фильтрующий элемент «ДАСФО»
(полнопоточный фильтр тонкой очистки масла, двухсекционный автомобильный супер-фильтр-отстойник)

В 1938—1939 гг. по требованию Ворошилова был разработан вариант мотора для установки на лёгкие самолёты. По сравнению с базовым вариантом мощность авиационного мотора была повышена, поэтому он назывался ГАЗ-85 («двигатель ГАЗ мощностью 85 л. с.»). При испытаниях на модифицированной под него версии У-2 двигатель показал себя ненадёжным, и был заменён на импортный аналог («Додж»).

ГАЗ-202

Для установки на легкий плавающий танк Т-40 была разработана модификация ГАЗ-202. От базовой версии этот двигатель отличался только электрооборудованием. В период Великой Отечественной войны ГАЗ-202 стали оснащать спаренными карбюраторами М-1 («9510»). ГАЗ-202 устанавливался на танки Т-40, Т-30, Т-60.

Из-за нехватки моторов мощностью 120—140 л.с., начали разработку спаренных силовых установок. К осени 1941 г. был закончен технический проект и изготовлены макеты спаренной силовой установки. К массовому производству был принят силовой агрегат ГАЗ-203 из двух расположенных продольно моторов ГАЗ — ГАЗ-202 (с маркировкой 70-6004 (передний) и 70-6005 (задний)) суммарной мощностью 140 л.с. Коленчатые валы двигателей соединялись с помощью специальной муфты. ГАЗ-203 ставили на танки Т-70 и Т-60. Под именем ГАЗ-15 силовой агрегат производился до конца Великой Отечественной войны и устанавливался на самоходную артустановку СУ-76. После войны было освоено массовое производство спаренных силовых установок ГАЗ-15А на основе двигателя ГАЗ-51.

ГАЗ-12

Двигатель для автомобиля ГАЗ-12 представлял собой форсированную версию двигателя ГАЗ-11. Мощность за счёт алюминиевой головки цилиндров, повышения степени сжатия (6,7 — бензин с октановым числом 70-72), отсутствия ограничителя оборотов, нового впускного трубопровода и двухкамерного карбюратора, удалось поднять до 90 л. с., что по тем временам было хорошим результатом (для сравнения, в США с двигателя Ford V8 (3,9L) модели 1949 года снимали 100 л. с.). Также в связи с установкой на автомобиль АКПП вместо маховика ставилась гидромуфта.

ГАЗ-40

Для БТР-40 была разработана форсированная модификация двигателя с двухрядным коллектором и двухдиффузорным карбюратором, как у ГАЗ-12, мощностью 85—90 л. с. и адаптированным картером сцепления. БРДМ-1 получила модификацию ГАЗ-40П, а БТР-60ПБ — спарку из двух ГАЗ-49Б, отличавшихся мелкими деталями.

ГАЗ-52

На автомобили ГАЗ-52 поздних выпусков устанавливался двигатель с повышенной степенью сжатия (6,7), так как производство низкооктанового бензина в 1980-е годы было прекращено, вместо свечей зажигания М8 с резьбой М18×1,5 устанавливались свечи А11 с резьбой М14×1,25, вместо пластинчатого масляного фильтра грубой очистки и фильтра тонкой очистки «ДАСФО» устанавливался один полнопоточный масляный фильтр. Двигатель ГАЗ-52 был снят с производства в 1993 году.

Двигатель ГАЗ-20 (ГАЗ-69)

Четырёхцилиндровый двигатель ГАЗ-69, правая сторона 1 — головка блока цилиндров 2 — блок цилиндров 3 — карбюратор 4 — впускной коллектор 5 — выпускной коллектор 6 — помпа (центробежный насос) 7 — крышка термостата 8 — прерыватель-распределитель зажигания 9 — вакуумный регулятор опережения зажигания 10 — радиатор 11 — маслозаливная горловина 12 — шланг вентиляции картера 13 — катушка зажигания 14 — фильтр радиопомех 15 — инерционно-масляный воздухоочиститель 16 — масляный насос 17 — крышка клапанов 18 — масляный фильтр тонкой очистки 19 — выхлопная труба 20 — трубопровод к отопителю салона 21 — бензонасос с фильтром 22 — привод заслонок карбюратора 23 — правое переднее крыло

Четырёхцилиндровый двигатель ГАЗ-69, левая сторона 1 — головка блока цилиндров 2 — блок цилиндров 3 — прерыватель-распределитель зажигания 4 — катушка зажигания 5 — фильтр радиопомех 6 — рулевая колонка 7 — стартер 8 — педальный привод включения стартера 9 — генератор постоянного тока 10 — вентилятор 11 — радиатор 12 — помпа (центробежный насос) 13 — ремень вентилятора 14 — маслозаливная горловина 15 — полнопоточный масляный фильтр грубой очистки 16 — кран выключения масляного радиатора (на зиму) 17 — место для установки предпускового подогревателя 18 — левое переднее крыло

На основе шестицилиндрового двигателя ГАЗ-11 был сконструирован аналогичный снятому «Крайслером» с производства в 1933 году четырёхцилиндровый двигатель ГАЗ-20 (ГАЗ-69), устанавливавшийся на автомобили ГАЗ-М-20 «Победа», ГАЗ-69, ГАЗ-М-72.

Чётырёхцилиндровая версия была значительно унифицирована с шестицилиндровой, мощность составляла 52-55 л. с., ход поршня уменьшен на 10 мм (до 100 мм). Рабочий объём — 2120 см³, степень сжатия 6,2-6,5).

На автомобили УАЗ-450 и ранние выпуски ГАЗ-21 «Волга» (в модификации ГАЗ-21Б) устанавливался модифицированный четырёхцилиндровый двигатель с увеличенным до 88 мм диаметром цилиндров, рабочий объём увеличился соответственно до 2430 см³, и мощность до 62-65 л. с. при степени сжатия 6,7-7,0 (для ГАЗ-69В мощность составляла 70 л. с. при степени сжатия 7,4).

ГАЗ-М-72 и ГАЗ-М-20 «Победа» с четырёхцилиндровыми двигателями

Двигатель производился в Польше на предприятии FSO по лицензии до 1970-х гг, причём с 1957 года был слегка форсирован до степени сжатия 6,8:1 и мощности 52 (позднее даже 57) л. с.

S-21

Во время разработки автомобиля «Победа» в Советском Союзе ещё не имелось в широком доступе бензинов с октановым числом выше 70 единиц (бензин А-74 предназначался для автомобилей ЗИС и в свободной продаже практически не встречался), и низкая детонационная стойкость топлива не давала реализовать главное преимущество верхнеклапанной компоновки — возможность резкого увеличения степени сжатия, а следовательно, и удельной мощности мотора. Однако во второй половине пятидесятых основным топливом для легковых автомобилей как в СССР, так и в Польше начал становиться А-72, наряду с которым появился и А-76. Несмотря на сохранение ряда преимуществ с точки зрения простоты производства и обслуживания, нижнеклапанная компоновка двигателя стала сдавать позиции: слишком уж очевидны были преимущества верхнеклапанных двигателей с высокой степенью сжатия применительно к задаче создания современного, более приемистого и быстроходного, но при этом — экономичного, легкового автомобиля.

С целью сохранения технологической преемственности польские инженеры перепроектировали ГАЗ-20 под штанговый ГРМ, перенеся клапана вверх и форсировав по степени сжатия и оборотам. Получившийся 70-сильный двигатель S-21 производился с 1962 по 1993 гг. общим количеством 1188520 экземпляров и устанавливался на поставлявшиеся в СССР «Нысы» и «Жуки».