Быстрое израсходование первой партии силовых агрегатов GМС и неопределенность с их дальнейшими поставками заставили ярославцев подстраховаться и снова вернуться к идее использования на своем тягаче какого-нибудь отечественного двигателя. Осенью 1943 года таким реальным силовым агрегатом мог быть только бензиновый 6-цилиндровый двигатель ЗИС-5 мощностью 73 л.с. при 2300 об/мин вместе с двухдисковой муфтой сцепления (по танковой терминологии - ГФ) и 4-сту-пенчатой КП с силовым диапазоном 6,59. Он уже в достаточных количествах производился Миасским автомоторным заводом, а с января 1944 года там начался выпуск улучшенной модификации ЗИС-5М с повышенной степенью сжатия (5,3) мощностью 76 - 77 л.с. (до 80 л.с), с измененной регулировкой карбюратора МКЗ-6В и максимальным крутящим моментом на маховике 28,7 кгс/м (ранее-28-28,5).
В конце 1943 года ситуация с нехваткой двигателей GМС заставила ЯАЗ параллельно освоить выпуск бензиновых тягачей Я-13. Из-за значительного снижения мощности двигателя и его меньшей экономичности машина неизбежно и довольно существенно теряла свои тяговые и тактические показатели- уменьшились максимальная скорость, масса буксируемого прицепа, запас хода. Для сохранения приемлемых тяговых усилий на крюке передаточное число ГП было увеличено до 1,666. При этом максимальная тяга оставалась на уровне 5400 кгс (с двигателем ЗИС-5М - 5635 кгс), но в эксплуатации она нередко снижалась из-за нестабильной мощности бензинового двигателя. Правда, учитывая уменьшение снаряженной массы Я-13 до 5700 кг, такого тягового усилия оказалось достаточно. Максимальная расчетная скорость движения не превышала 20,2 км/ч (с двигателем ЗИС-5М -21,9 км/ч).
Массу буксируемого прицепа пришлось ограничить 5 т, но в тяжелых ситуациях и в благоприятных условиях Я-13 мог транспортировать все прежние артсистемы, в том числе и 152-мм орудия. А проходимость Я-13 даже улучшилась - среднее удельное давление на грунт (с тем же грузом 2000 кг) уменьшилось до 0,473 кгс/см2, клиренс увеличился до 310 мм (на Я-12 он был недостаточен), преодоление профильных препятствий, по крайней мере, не ухудшилось. Из-за снижения центра тяжести машина стала устойчивее - допустимый боковой крен возрос до 26°. Но средние скорости движения с грузом и прицепом, естественно, значительно упали: по дорогам с твердым покрытием - до 13 км/ч, по грунту - до 9 км/ч. Запас хода уменьшился соответственно до 210 и 185 км.
Замена двигателя потребовала внесения изменений и в конструкцию Я-13. Например, для соединения силового агрегата с ГП был использован штатный карданный вал ЗИС-5 с двумя закрытыми шарнирами «Спайсер». Для предотвращения самовыключения передач КП снабжалась механизмом их блокировки (как на Т-70М и СУ-76М) с приводом от управления ГФ.
Я-13 удовлетворительно прошел испытания в Кубинке, и к концу 1943 года ЯАЗ выпустил 71 тягач. В эксплуатации эти машины, конечно, уступали Я-12, зато имели высокие пусковые свойства холодных двигателей ЗИС-5 и ЗИС-5М и возможность их ручного запуска. Кроме пониженных динамических показателей, недостаточной была и их надежность: прогорали из-за перегрева клапаны, ломались картеры сцепления. В целом двигатели ЗИС-5 и ЗИС-5М из-за постоянной перегрузки служили недолго. Правда, нехватки их в артчастях особенно не испытывали и поэтому могли часто менять.
Особенно ценились наши же двигатели ЗИС-5 из немецких трофеев, до этого прошедшие весьма качественный капитальный ремонт на французских предприятиях (уж там-то подшипники коленвала заливались высокооловянистым баббитом). Иногда эти моторы даже постоянно возились в кузове как запасные, что одновременно увеличивало сцепной вес тягача на 410 кг и уменьшало так свойственное Я-13 буксование на скользких грунтах.
Я-13Ф
 |
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 ТВ4, 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 л 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 т. 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 т 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-м - два. К тому же в это время возобновились поставки дизельных агрегатов GМС 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. Тягачи Я-13 и Я-13Ф, к тому времени, видимо, последние сохранившиеся экземпляры, до 1967 года находились в музее НИИ-21.
М-12А
При передаче в конце 1944 года производства тягачей Я-12 на завод № 40 учитывалось то обстоятельство, что здесь продолжался выпуск самоходных установок СУ-76М и имелся опыт изготовления важнейших агрегатов этих машин: главных передач с бортовыми фрикционами и тормозами, бортовых передач, соединительных валов с зубчатыми муфтами, основных элементов ходовой части, включая наиболее трудоемкие торсионы и гусеничные траки - всего того, что широко применялось в конструкции Я-12. Что же касается клепано-сварной рамы, дерево-металлической кабины и платформы, буксирного прибора, то эти узлы вполне соответствовали довоенному вагоностроительному профилю предприятия. В течение 1945 года, пока шло освоение тягача, главный конструктор завода Н.А.Попов провел его доработку. Все три соединительных вала были снабжены зубчатыми муфтами, широко применявшимися в танкостроении. Это повысило их надежность (на Я-12 упругие резинокордные муфты «Харди» иногда рвались), но и заставило более тщательно вести сборку (центрирование) валов. С другой стороны, вследствие их повышенной угловой жесткости иногда происходили поломки шестерен ГП и БП (шарниры «Харди» все-таки сглаживали крутильные колебания). ГП и БП с целью унификации с действующим производством полностью использовались от СУ-76М, поэтому суммарное постоянное передаточное число в трансмиссии увеличилось на 10,3%. Это снизило максимальную скорость движения на пятой передаче на 3,5 км/ч - величина незначительная, учитывая ее редкое использование в эксплуатации, особенно с тяжелым прицепом. С небольшой «перекруткой» дизеля (в пределах допуска регулятора) максимальная скорость достигала 35 км/ч, что было вполне достаточным и практически не уступало Я-12.
К сожалению, увеличившееся тяговое усилие на крюке, как и раньше, не могло быть реализовано по сцеплению с грунтом, несмотря на несколько возросшую массу тягача.
Из-за недостаточно надежной работы ряда узлов трансмиссии и ходовой части Я-12 (в основном из-за перегрузки) на М-12 (такое обозначение получила мытищинская версия тягача с дизелем; после усовершенствования - М-12А) массу буксируемого прицепа пришлось ограничить 6-ю тоннами. Значительно был увеличен клиренс, явно недостаточный на Я-12. Емкость топливных баков повысили в сумме на 50 л. Применили «фирменный» сотовый радиатор системы охлаждения, аналогичный СУ-76М. Опорные катки и ленивцы имели уже штампованные диски - более легкие и прочные (также от СУ-76М). Венцы ведущих звездочек делались холодной штамповкой (с нагартовкой) из более износостойкой стали. Пришлось доработать и раму - повысить ее прочность. Кабина получила обшивку из кровельного железа и стала более практичной и удобной. Значительно (на 305 мм) была расширена платформа и увеличена высота бортов, что позволило улучшить условия размещения расчета и повысить объем перевозимого боекомплекта и артиллерийского снаряжения. В результате этих доработок собственная масса М-12А возросла незначительно - менее, чем на 200 кг.
 |
В 1946 году изготовили первые образцы тягачей М-12А (в войсках новое название не прижилось - тягач продолжали называть Я-12). и с того же года начался выпуск малыми партиями по мере поступления силовых агрегатов ОМС (после войны поставки из США по ленд-лизу стали сворачиваться). Производство продолжалось (с перерывами) по 1948 год. В Советской Армии М-12А буксировали те же артсистемы, что и Я-12, дополненные орудиями нового поколения: 152-мм гаубицы Д-1, 152-мм пушки-гаубицы Д-20, 122-мм гаубицы Д-30, 122-мм пушки Д-74,57-мм зенитные пушки С-60, 100-мм зенитные пушки КС-19, 160-мм и 240-мм минометы М-160 и М-240. Тягач М-12А хранился в музее НИИ-21 вплоть до ликвидации последнего.
М-13А
Осваивая одновременно с М-12А выпуск тягачей типа Я-13Ф с бензиновым двигателем, завод № 40 8 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-13А, уже не намного 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-13А испытали в Кубинке. Выпуск его начался в 1946 году и продолжался по 1948-й 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 ч. 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-13А 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.
| Параметр | Я-11 | Я-12 | М-12А | Я-13Ф | М-13А |
|---|---|---|---|---|---|
| 1943 |
1943 |
1944 |
1944 |
1945 | |
| 3 |
3 |
3 |
3 |
3 | |
| 8-10 |
8 |
8 |
8 |
8 | |
без груза с грузом буксируемого прицепа
|
5418 2000 5000
|
6550 2000 8000
|
6740 2000 6000
|
5710 2000 5000
| 5905 2000 5000 |
давление на грунт, кг/см2 0,456 |
0,526 |
0,538 |
0,474 |
0,486 | |
длина, м ширина, м высота, м
|
4,89 2,44 2,213
|
4,89 2,44 2,215
|
4,873 2,45 2,29
|
4,89 2,44 2,29
| 4,873 2,45 2,295 |
| 0,358 |
0,305 |
0,35 |
0,31 |
0,355 | |
| 2 х ГАЗ-М |
GМС-4-71 |
GМС-4-71 |
ЗИС-МФ |
ЗИС-МФ |
|
| 86 л.с. | 112 л.с. | 112 л.с. | 95 л.с. | 99 л.с. | |
| 325 |
350 |
415 |
250 |
295 | |
| 29,4 |
37,1 |
35 |
24 |
27,7 | |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 | |
 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
 |
 | |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 | ||
Чертежи арттягача Я-12:
- общие проекции Я-12
- компоновка тягача Я-13
- шасси тягача Я-12
- двигатель GМС-4-71
- интерьер кабины Я-12
- щиток приборов Я-12
- опорный каток и торсионная подвеска
- ведущее колесо, ленивец и механизм натяжения гусеницы
- грузовая платформа
- тент грузовой платформы
- буксирное приспособление
| В.Дмитриев "Артиллерийский тягач Я-12" (М-Хобби №4, 2005 г.) "Артиллерийские тягачи Красной Армии".Ч II (Бронеколлекция №2, 2005 г.) |