Текст книги "Хронология отечественных сельскохозяйственных тракторов ХХ века"

Компоновка трактора «Коломенец-II» существенно не отличалась от своего предшественника, но двигатель и трансмиссия подверглись существенным переделкам (рис. 16).

Рис. 16. Испытания трактора «Коломенец-II». КМЗ, Коломна. 1924 г.

Для охлаждения двигателя вместо градирни установили радиатор, который обдувался вентилятором. Усовершенствовали систему подачи топлива и воды в цилиндры двигателя. Новая трансмиссия трактора предусматривала три передачи вперёд и одну заднего хода. Муфту сцепления выполнили фрикционной, многодисковой, постоянно замкнутой. Благодаря внесённым конструктивным изменениям вес трактора снизился и стал равным 2080 кг.

Рис. 17. Трактор «Коломенец-IV», с участниками проекта. В середине, без головного убора, Пугавко Сергей Владимирович (1884–1955 гг.).

В дальнейшем конструкторы завода по инициативе инженера С. Пугавко постоянно совершенствовали устройство своего трактора, увеличивали мощность двигателя и число передач. От модели к модели его качество улучшалось, хотя конструктивные недостатки остались и в «Коломенце-IV». Так, система смазки у него работала под давлением, а привод масляного насоса располагался за муфтой сцепления, т. е. при остановке трактора насос отключался. Во время стоянки трактора с работающим двигателем масло необходимо было подкачивать ручной помпой.

Во Владивостоке, на Дальзаводе в 1923–1924 гг. была попытка наладить производство тракторной техники. Специалисты завода использовали 12–сильный нефтяной двигатель, спроектировав для него швеллерную раму и колёсное шасси. Исходя из имеющегося довольно скромного описания в литературе [38], можно заключить, что трактор был выполнен по трёхколёсной схеме. Заднее колесо большого диаметра было ведущим, переднее колесо меньшего диаметра – направляющим и третье колесо среднего диаметра располагалось с левой стороны для устойчивости трактора (рис. 18).

Рис. 18. Трёхколёсный трактор Дальзавода мощностью 12 л. с. Владивосток. 1924 г.

В задней части рамы имелись крепления для соединения с плугами и другой сельскохозяйственной техникой. Ввиду отсутствия основных параметров по трактору Дальзавода его показатели не вносились в итоговую таблицу.

Создание трактора простой конструкции с двигателем, работающим на сырой нефти, поручалось и специалистам завода «Большевик» (бывший Обуховский), имеющим опыт в разработке конструкций гусеничных тракторов. В 1925 г. на заводе был изготовлен опытный образец колёсного трактора [39], весом 1800 кг. Он имел задние ведущие колёса диаметром 1,2 м и шириной 0,3 м со шпорами из угольников. База трактора составляла 1,85 м. Клиренс был равен 0,3 м, а ширина колеи равнялась 1,25 м. Передние управляемые колёса имели диаметр 0,7 мм и ширину 0,15 м. На тракторе устанавливался двухцилиндровый двигатель повышенного сжатия, с продувкой из кривошипной камеры. Нефтяной трактор демонстрировался в 1925 г. на автомобильной выставке в Москве. С Манежной площади, где проходила выставка, нефтяной трактор с грузовым прицепом прошел по улицам города до Поклонной горы. Колёсный нефтяной трактор завода «Большевик» серийно не изготавливался, поэтому его данные не внесены в итоговую таблицу.

Созданная в 1923 г. Тракторная комиссия при Госплане установила, что стране требуется 220 тыс. тракторов мощностью 20 л. с. У отечественной промышленности в СССР не было ещё опыта по крупносерийному производству такой техники, поэтому специалисты подыскивали в мировом тракторостроении конструкцию трактора, наиболее полно отвечающую требованиям серийного производства. Из колёсных тракторов таким требованиям на тот момент отвечали американские «Фордзон» (Fordson) и «Титан» (Titan).

Выбор предприятия, на котором можно было бы налаживать производство, был сделан в пользу Путиловского завода в Ленинграде. Что касается модели трактора, то было принято решение о воспроизводстве «Фордзона», это был самый распространённый и самый дешёвый на тот момент трактор в мире.

Отличием от прототипа в советском варианте трактора было то, что на двигателе дополнительно устанавливался центробежный регулятор числа оборотов, а карбюратор системы «Holley» был заменён на «Kingston». Несколько были изменены передаточные числа в коробке передач. Во всем остальном трактор был точной копией американского «Фордзона» [40].

1 октября 1924 г. с конвейера завода сошёл первый серийный «Фордзон-Путиловец» (рис. 19).

На нем был установлен 20–сильный четырёхцилиндровый четырёхтактный двигатель. Диаметр цилиндра равнялся 102 мм, ход поршня 127 мм. Частота вращения коленчатого вала 1000 об/мин. Рабочее топливо – керосин. Воспламенение смеси происходило от электрического зажигания, ток для которого вырабатывался магнето, крепившееся на маховике двигателя (зажигание системы «Форд»).

Рис. 19. Трактор «Фордзон-Путиловец». Завод «Красный Путиловец», Ленинград. 1924 г.

Регулировка момента вспышки изменялась от руки с места тракториста. Засасываемый двигателем воздух очищался специальным водяным воздухоочистителем. Выхлопные газы отводились глушителем под трактор.

Смазка двигателя происходила за счёт разбрызгивания масла, находящегося в картере двигателя, за счёт вращающего коленчатого вала.

Охлаждение двигателя было водяным термосифонным. Трубчатый радиатор размещался в передней части трактора и обдувался вентилятором.

Передний мост трактора был автомобильного типа, управление осуществлялось штурвалом с места тракториста. Внешний диаметр передних колёс составлял 0,71 м, ширина обода 0,13 м. Диаметр задних ведущих колёс равнялся 1,07 м, ширина обода составляла 0,31 м.

Передача мощности от двигателя на задние ведущие колёса осуществлялась посредством мокрой многодисковой муфты, коробки скоростей, червячной передачи и дифференциального механизма.

Конструкция предусматривала три передачи вперёд – 3,45; 4,50; 11,36 км/час и одну назад – 4,30 км/час. Трактор был снабжён шкивом (1000 об/мин) для привода стационарных машин: молотилок, корморезок, мельниц и др.

Габаритные размеры трактора: длина 2,59 м, ширина 1,71 м, высота 1,39 м, база 1,6 м. Общий вес равнялся 1574 кг, на заднюю ось приходилось 1029 кг, на переднюю – 546 кг. Трактор мог работать с 2–лемешным плугом.

На испытаниях в Тимирязевской сельскохозяйственной академии трактор показал производительность на вспашке, равную 0,24 га в час, расход керосина – 25,01 кг на гектар. Среднее тяговое усилие на второй передачи – 700 кг.

Выпуск тракторов «Фордзон-Путиловец» развивался стремительными темпами, если за первый год было выпущено 74 трактора, за второй – 422, то в 1931 г., спустя семь лет после освоения производства, годовой план завода составлял 32 000 тракторов! Всего за годы производства было выпущено 36 100 тракторов.

Эксплуатация трактора в русских условиях показала, что система зажигания трактора была ненадёжной и часто выходила из строя. Отсутствие у коленчатого вала двигателя сменных вкладышей вела к сложному ремонту, так как баббит приходилось заливать непосредственно в тело картера и в нижнюю головку шатуна. Термосифонная система охлаждения при напряжённой работе не справлялась, что приводило к перегреву двигателя. Отсутствие крыльев на задних колёсах вело к забрызгиванию тракториста грязью, а при работе на склонах шпоры колёс могли нанести ему травму. Специалистами также отмечалась недостаточная мощность трактора. Зачастую он не мог работать с трёхкорпусным плугом, а для двухкорпусного его мощность была избыточной.

Трактор «Фордзон-Путиловец» был самым распространённым трактором в отечественном сельском хозяйстве в 1924–1933 гг., а его безрамная конструкция стала прообразом современных колёсных тракторов.

В апреле 1923 г. Советом труда и обороны принимается постановление об организации тракторостроения в СССР. Производство тракторов продолжает развиваться, в том числе и на заводе «Большевик» (бывший Обуховский), там стали осваивать выпуск копии американского пятитонного трактора «Holt» мощностью 40 л. с. В 1924 г. изготавливается первый образец трактора под маркой «Большевик» [39] (рис. 20). Это был гусеничный трактор классической компоновки, без кабины. Двигатель – карбюраторный, четырёхтактный с вертикальным расположением четырёх цилиндров.

Рис. 20. Гусеничный трактор «Большевик». Завод «Большевик» (бывший Обуховский), Ленинград. 1924 г.

Диаметр цилиндра равнялся 121 мм, ход поршня 152 мм, частота вращения коленчатого вала равнялась 1050 об/мин. Система охлаждения водяного типа с принудительной подачей воды и охлаждением в трубчатом радиаторе. Топливом служил бензин.

Муфта сцепления – однодисковая, фрикционная с накладками феррадо. Коробка передач – трёхвальная с продольным расположением валов. Главная передача – коническая зубчатая пара. Конечная передача – две пары цилиндрических шестерён на левую и правую стороны. Механизм поворота – многодисковые бортовые фрикционы, установленные на валу ведущей шестерни первой пары конечной передачи. Звенья гусеницы были литыми из стали. Литой была и стальная рама трактора.

Трактор мог оснащаться шкивом для привода стационарных машин. Прицепное устройство имело крюк с буферной пружиной.

Длина трактора равнялась 3,15 м, ширина – 1,60 м, высота – 1,63 м, ширина колеи – 1,25 м. Ширина гусеницы составляла 0,28 м.

Скорость трактора на первой передаче составляла 2,3 км/час, на второй – 4,5 км/час, на третьей – 8,6 км/час, при движении задним ходом – 1,5 км/час. Вес трактора равнялся 5000 кг.

Испытания в Тимирязевской сельскохозяйственной академии показали, что трактор развивал тяговое усилие в 2160 кг, производительность на пахоте равнялась 0,55 га/час, расход бензина на один гектар – 16 кг, масла – 1,0 кг.

Заказы на эти тракторы поступали от крупных совхозов и военного ведомства. Основная их часть поставлялась Красной Армии, где они использовались в качестве артиллерийских тягачей.

Высокая стоимость 40–сильного трактора сдерживала его широкое распространение в сельском хозяйстве, однако их производство осуществлялось вплоть до 1929 г.

Старейшее машиностроительное предприятие юга России, Харьковский паровозостроительный завод (ХПЗ), после окончания Гражданской войны получил заказ на воспроизводство немецких гусеничных тракторов WD-50 «Ganomag». Предполагалось, что его советский аналог будет использоваться на энергоёмких операциях по обработке земли в сельском хозяйстве, на транспортных работах по вывозу леса в труднодоступных лесных массивах и в качестве тягача для транспортировки тяжёлых артиллерийских орудий в Красной Армии.

Во исполнение государственного заказа, в апреле 1923 г. Харьковский завод получил образец немецкого трактора WD-50 «Ganomag». Развернутые работы по испытаниям и изготовлению рабочих чертежей в скором времени увенчались успехом. Специалисты предприятия во главе с К. И. Марьиным внесли существенные изменения в немецкую конструкцию. Так, бензиновый двигатель был переделан для работы на более дешёвом керосине, при этом его мощность была сохранена и равнялась 50 л. с. Подверглась некоторым изменениям трансмиссия трактора, были увеличены длина рамы и гусениц. Детали из цветных металлов заменили стальными и чугунными. Были также внесены изменения, учитывающие заводскую специфику сборки и наличие конструкционных материалов в стране на тот период. В результате получился трактор, похожий на оригинал, но отличающийся от последнего размерами и весом. Вес трактора Харьковского завода был на 2,5 тонны тяжелее немецкого прототипа.

Первый опытный образец трактора участвовал 1 мая 1924 г. в праздничной демонстрации трудящихся. После проведения всесторонних испытаний трактор был принят к производству и вначале выпускался под маркой «ГХПЗ», а затем под именем «Коммунар» [41, 42].

Конструкция трактора «Коммунар» во многом унаследовала основные принципы, сложившиеся в европейском танкостроении в период Первой мировой войны. Это был двухгусеничный трактор со сложной клёпаной рамой, составляющей одно целое с рамами гусениц (рис. 21).

Из-за жёсткого крепления к корпусу рам гусениц они не копировали рельеф поля, поэтому на пересечённой местности лишь часть опорной поверхности находилась в сцеплении с почвой.

Рис. 21. Трактор «Коммунар» (50 л. с.). ХПЗ, Харьков. 1925 г.

Все части механической трансмиссии трактора располагались в пространственной конструкции рамы и были предохранены от пыли, а большая часть гусеничных тележек во избежание попадания камней и грязи закрывалась металлическими листами, прикрепленными к раме трактора.

Трактор имел будку для водителя, состоявшую из каркаса с крышей, передних и задних щитков, инструментального ящика, поверх которого крепилось мягкое двухместное сиденье. За задней стенкой будки располагался цилиндрический бак для горючего ёмкостью 320 л. Для попадания водителя в будку имелась специальная лестница, установленная с левой стороны трактора.

Двигатель трактора – карбюраторный, четырёхтактный, четырёхцилиндровый с вертикальным, рядным расположением цилиндров. Частота вращения коленчатого вала равнялась 900 об/мин. Цилиндры, диаметром 150 мм, выполнялись в виде отдельных чугунных отливок без съёмных головок. Ход поршня составлял 180 мм.

Смазка мотора – под давлением от шестерённого насоса. Масло подводилось к коренным подшипникам от насоса, смазывало их, а затем через отверстия в коленчатом вале проходило к шатунным подшипникам и далее, по трубкам к поршневому пальцу. В картере двигателя вмещалось 16 кг масла.

Система охлаждения – принудительная, водяного типа с охлаждением в трубчатом радиаторе. Основное топливо – керосин, пусковое – бензин. Зажигание – от магнето высокого напряжения.

Муфта сцепления – фрикционная, конусного типа, постоянно замкнутая. Управление педалью. Накладки конуса из ферадо.

Коробка передач – трёхвальная с подвижными шестернями, соединяется с муфтой сцепления и центральной передачей карданными валами кулачкового типа. Трактор имел три скорости вперёд (1,83; 4,75 и 7,00) км/час и одну назад – 2,4 км/час.

Главная передача располагалась в отдельном картере и состояла из двух одноступенчатых конических редукторов – по одному на борт.

Конечная передача – пара цилиндрических шестерён внешнего зацепления.

Механизм поворота – сухие фрикционные многодисковые муфты. Они располагались в картере главной передачи на продольных по отношению к оси трактора валах. Диски стальные с накладками ферадо.

Тормоза ленточного типа служили как для остановки, так и для поворота трактора.

Звенья гусеничной цепи – составные, башмаки – стальные, штампованные. Подвеска – полужёсткого типа. Рама стальная, клёпанная, в машинах последних выпусков – электросварная.

Прицепное приспособление состояло из планки с отверстиями для присоединения сельскохозяйственных орудий. Для транспортных работ устанавливался крюк с буферной пружиной. Для стационарных работ трактор снабжался приводным шкивом.

Длина трактора составляла 4,35 м, ширина 2,06 м, высота 2,46 м. Вес трактора равнялся 8900 кг.

Испытания, проведённые в 1924 г. в Москве, на полях Тимирязевской сельскохозяйственной академии, показали, что трактор развивал тяговое усилие в 3360 кг, производительность на пахоте равнялась 0,82 га/час, расход керосина на один гектар – 18,80 кг.

Производство трактора на ХПЗ пытались организовать по принципу массового производства. Цех механического отделения был разбит на 10 пролётов, которые располагались перпендикулярно основной сборочной линии, состоящей из подвижных платформ, на которых происходило соединение отдельных агрегатов в единое целое. В каждом из пролётов делали один из узлов трактора – двигатель, коробка скоростей, мост и т. д. Однако, несмотря на внешне признаки массового производства, такового на самом деле организовать не удалось. Причинами стали отсутствие опыта, плохое оборудование и нехватка финансовых средств. Поэтому в 1925 г. принимается решение, устанавливающее годовой выпуск для ХПЗ вместо 1200, как планировалось ранее, всего 300 тракторов, но и этого уровня завод достиг только в 1930 г.

Вновь созданный научно-исследовательский институт НАМИ уделял большое внимание тракторной тематике, его специалисты под руководством Д. К. Карельских в 1921–1923 гг. разработали концептуальный проект «ЛАБТРАК» [31, 45] (рис. 22).

Наименование «ЛАБТРАК» происходит от названия подразделения института – Тракторная лаборатория, работники которой занимались испытаниями и изучением тяговой техники.

В этом проекте была сделана попытка объединения преимуществ гусеничных движителей и простых в конструктивном исполнении и относительно дешёвых в эксплуатации нефтяных двигателей.

Рис. 22. Проект семейства гусеничных тракторов. НАМИ, Москва. 1921–1923 гг.

Разработчики проекта руководствовались принципами максимальной унификации между различными моделями трактора и минимальным применением высокосортных материалов (ванадиевых и никелевых сталей).

Модель «Г26–28» имела двухтактный двухцилиндровый нефтяной двигатель мощностью 26–28 л. с. водяного охлаждения. Коленчатый вал двигателя располагался поперёк продольной оси трактора, а цилиндры были горизонтальными. Радиаторы охлаждения располагались по бокам двигателя, причём их обдувочные вентиляторы приводились во вращение фрикционно от маховиков.

С двух сторон коленчатого вала крепились шестерни и маховики. От шестерён коленчатого вала вращение передавалось на промежуточный вал, где симметрично крепились четыре шестерни (по две с каждой стороны), которые связывались с валом посредством двух кулачковых и двух дисковых муфт. Посредством кулачковых муфт осуществлялось переключение передач, а дисковые муфты применялись для управления трактором посредством отключения одной из гусениц.

В конечной передаче была ещё пара шестерен, вся трансмиссия состояла из восьми шестерён по каждому борту, которые находились в закрытых картерах.

Трактор имел возможность двигаться с двумя скоростями 3 и 6 км/час, задний ход был возможен при реверсировании двигателя.

Управление ходом и переменой скоростей осуществлялось двумя рычагами.

На тракторе устанавливалось двухместное сиденье.

Проектом предусматривалось возможность замены гусеничных движителей на колёсные. В этом случае два ведущих колеса было сзади, а впереди устанавливалось одно направляющее колесо.

В проекте были модели с одно-, трёх– и четырёхцилиндровыми двигателями, с механическими и гидравлическими трансмиссиями для гражданских и военных нужд. Все они достаточно глубоко были проработаны в чертежах, изготавливались ли опытные образцы, пока неизвестно.

По характеру простых решений, заложенных в конструкцию тракторов, можно предположить, что специалисты НАМИ являлись сторонниками «русского направления» в тракторостроении, сформировавшегося в специфических условиях экономической разрухи.

Специалисты НАМИ постоянно отслеживали и анализировали появляющиеся конструкции тракторов в СССР и давали по ним свои заключения [43], что определённым образом сказывалось на выработке политики государства в тракторостроительной отрасли. Практически все тракторы периода поиска и становления тракторостроения в России проходили всесторонние испытания на полях Тимирязевской сельскохозяйственной академии под руководством профессора В. П. Горячкина [19, 44]. Его оценка техники во многом определяла вектор развития конструкции трактора. Необходимо отметить, что полученные им экспериментальные данные по удельному сопротивлению почвы служили отправным материалом при расчёте необходимой мощности тракторов, а теория плуга, разработанная основоположником земледельческой механики, стала важной компонентой при создании теории динамики трактора [37].

Итоги и достижения за пятилетку 1921–1925 гг.

Рассматривая первоначальный период развития отечественной тракторной техники (здесь не анализируется техника, поставляемая из других стран или ее аналоги, воспроизводящиеся на российских предприятиях), можно отметить, что в это время в стране сформировалось так называемое «русское направление» в тракторостроении. Оно характеризовалось максимальным упрощением конструкции, с целью удешевления производства техники, снижения затрат при эксплуатации и возможности её использования малоквалифицированными в техническом отношении пользователями. Как правило, на всех тракторах стояли «калоризаторные» двигатели, топливом для которых служила «сырая» нефть. Это позволяло избавиться от таких сложных в изготовлении и эксплуатации деталей, как магнето, свечи, карбюратор, аккумуляторные батареи и др. Специалисты, занимающиеся разработкой конструкций тракторов, были ограничены в своих возможностях и творили, исходя из сложившейся экономической и политической ситуации. Важно отметить, что такие специалисты в нашей стране были, и благодаря их творчеству были созданы оригинальные конструкции тракторной техники, которая имела значительный ареал распространения в СССР.

Этап так называемого «русского направления» в отечественном тракторостроении был самобытным и скоротечным, благодаря ему осуществлялась механизация сельскохозяйственных работ на селе (поставлено 1300 единиц тракторной техники), накапливался первоначальный опыт эксплуатации самоходной техники, вырабатывались технические и эксплуатационные нормативы, происходило психологическое привыкание крестьян к «железному» коню. В эти годы, в целом тяжёлые для нашей страны, нашлись талантливые новаторы, которые сумели в непростых условиях предложить оригинальные и работоспособные типы тяговых машин. Это говорит о высокой технической культуре народа, о его несгибаемой воле, настойчивости и умении решать сложные технические вопросы, опираясь на собственные силы, невзирая на производственные и бытовые трудности.

На предприятиях, производящих новую технику, отрабатывались технологии изготовления, устанавливались кооперативные связи с поставщиками материалов и комплектующих, совершенствовалась конструкторская работа. Отметим, что участие в проектировании трактора «Коломенец» Львова Е. Д. позволило ему разработать теоретические основы расчёта и проектирования тракторной техники. Работая с 1924 г. заведующим кафедрой «Тракторы» в Московском механическом институте им. М. В. Ломоносова, он вёл курс по тракторной тематике. В этот период Евгений Дмитриевич активно разрабатывал, а впоследствии издал первый в нашей стране печатный труд по конструкциям и расчёту тракторов. Научное издание содержало анализ существующей на тот момент тракторной техники в мире, теорию двигателя и трактора. Были изложены методы конструирования и расчёта сложной самоходной техники [37].

Обучение студентов проектированию тракторов, технологии их производства и эксплуатации давало стране многочисленных специалистов, которые впоследствии со знанием дела, осознанно определяли необходимость закупки передовых технологий по тракторостроению. Разработка чертёжной документации на опытные образцы тракторов, их изготовление и испытания формировали методы проектирования и производства тяговой техники, воспитывали конструкторские и производственные кадры, закладывали отечественные традиции в тракторостроении.

Основные показатели колёсных и гусеничных тракторов, серийно производимых на предприятиях Советской России, а затем СССР в период с 1921 по 1925 г. приведены в Таблицах 1, 2 (см. Приложение).

Из технических новинок, которые появились в конструкциях серийных тракторов, можно отметить безрамный остов у трактора «Карлик» и «Фордзона-Путиловца». Если у «Карлика» остовом служила корытообразная рама, отлитая из чугуна, на которую устанавливался двигатель, а внутри неё монтировалась трансмиссия трактора, то у «Фордзона-Путиловца» двигатель и задний мост трактора с шестерённой трансмиссией сочленялись между собой посредством жёсткого резьбового соединения. Оба решения облегчали вес трактора и обеспечивали необходимую жёсткость. Эти решения использовались в дальнейшем различными фирмами при создании новых моделей тракторов.

Приводя описание тракторной техники с ДВС, необходимо отметить, что в 1921–1922 гг. в Советской России активно велись работы по созданию устройств для так называемой электропахоты, которые в дальнейшем переросли в научно-исследовательские работы по созданию конструкции электротрактора [46, 47].

В рассматриваемый период правительство страны помимо развития собственного тракторостроения проводило массовые закупки тракторной техники за рубежом, которые начались с 60 шт. в 1922 г., продолжились в 1923 г. в количестве 1000 шт., в 1924–1500 шт. и 1925–8137 шт. [48]. Таким образом, за пятилетку было завезено 10 697 тракторов различных марок. Наиболее распространёнными были тракторы американских производителей следующих марок: «Фордзон» (20 л. с.), «Интернационал-10/20» (20 л. с.), «Интернационал-15/30» (30 л. с.), «Ойль-Пулл-15/25» (25 л. с.).

Тракторостроение в нашей стране в период с 1921 по 1925 г. шло по нескольким направлениям:

– закупка тракторной техники за рубежом и её использование в сельскохозяйственном производстве с изучением и накоплением опыта эксплуатации;

– налаживание серийного производства тракторной техники по типу зарубежных образцов на российских предприятиях;

– создание собственных конструкций тракторов и их мелкосерийное производство, что характеризовало поиск собственного пути в тракторостроении, максимально соответствующего реалиям того времени.

На начало 1926 г. тракторный парк в нашей стране составлял примерно 12 000 тракторов [49] разнообразных марок, в основном иностранных, большая часть которых находилась в ведении совхозов, коммун, тракторных отрядов и кооперативов по совместной обработке земли.