SZOVJET, OROSZ ÉS UKRÁN HARCKOCSIMOTOROK, I. RÉSZ

A mostani posztnak sajnos szomorú apropót ad a szomszédos Ukrajna elleni orosz támadás. A felvételeken feltűnő harckocsik kapcsán vetődött fel bennem, hogy írjak a front két oldalán feltűnő, egykor közös tervek alapján gyártott harckocsik motorjaival kapcsolatosan néhány érdekességről.

A Kelly hősei című filmben a Donald Sutherland által alakított Csodabogár úgy próbálja elhárítani a felelősséget, hogy ő csak vezeti a Sherman harckocsit, de nem tudja, hogy az mitől megy. Jelen cikksorozattal a hasonló kínos helyzetektől szeretném megkímélni a Tisztelt Olvasót. Igyekszem a legfontosabb szovjet és ex-szovjet erőforrásokat bemutatni a teljesség igénye nélkül.

85 éve ugyanaz a motor

Kevéssé ismert tény, hogy a korai BT-7M harckocsiktól (bt = bisztrohodnij tank = gyorsjáratú harckocsi) kezdve a jelenleg is szolgálatban lévő T-90-esig a szovjet, később orosz és ukrán közepes, valamint nehéz harckocsik többségét – a később említett kivételekkel – 85 éve szinte ugyanaz a motor hajtja, a Harkov V-2 típusjelzésű, 38,8 liter hengerűrtartalmú, v-12-hengeres, Diesel-motor, illetve annak származékai. Ez az erőforrás számos érdekes megoldással bír, amit a későbbiekben kifejtek.

Fontos az elején tisztázni, hogy a cirill abc-ben a „v” hangot a mi „b”-betűnknek megfelelő jellel („В”) fejezik ki. Ezért a cirill betűket használó országokban a szöget bezáró két hengersoros motort latin „V”-betűvel jelölik. A V-2 alatt jelen cikkben tehát nem kéthengeres motort fogok érteni. Létezett egyébként v-2-hengeres motorral hajtott harci jármű, a japán Kurogane 95-ös típusú terepjáró, de ez most nem tartozik ide. A motor eredeti típusjelzése a tervezési folyamat során BD-2 (= bisztrij dvigatyel = gyors motor) volt, csak 1938-ban kapta az új típuskódot.

A V-2-est Konsztantyin Fjodorovics Cselpan, a harkovi mozdonygyár mérnökének vezetésével tervezték. A görög ősökkel bíró Cselpant előbb 1935-ben Lenin-renddel jutalmazták, majd 1937-ben – a sztálini tisztogatások idején – azzal vádolták, hogy a görögöknek kémkedett, sőt, titkos görög nacionalista szervezetet vezetett. A kínzások hatására a szerencsétlen mérnök minden koholt vádat bevallott, elítélték, majd 1938-ban a harkovi börtönben agyonlőtték (vele szinte egy időben végeztek hasonló körülmények között a Katyusa néven ismert rakéta-sorozatveztő tervezőjével, Georgij Erihovics Langemakkal). A V-2 sorozatgyártásának beindításakor indult meg ellene az eljárás, nem érhette meg a motor harctereken aratott sikereit.

Cselpan letartóztatását követően a motorok fejlesztésének vezetését Tyimofej Petrovics Csupahin, illetve helyettese, Jakov Efimovics Vihman vette át. A Barbarossa-hadművelet megkezdését követően, 1941 őszén a gyárat a fejlesztő részleggel együtt keletre, Cseljabinszkba, vagy ahogyan később hívták, Tankográdba evakuálták.

A felemás motor

A v-hengerelrendezésű motorok esetében valamiképpen meg kell oldani azt, hogy az egymással szemben lévő hengerek hajtókarjai ugyanarra a forgattyúcsapszegre csatlakozzanak. Ennek háromféle módja lehetséges.

A személyautóknál alkalmazott megoldás az, ha egy forgattyúcsapszegen egymás mellett mozog a két hajtókar. Ilyenkor néhány milliméterrel, egy hajtókar-profilnyi távolsággal eltolják egymáshoz képest a két hengersort, így a hengerek nem tökéletesen egymással szemben helyezkednek el. A harckocsimotorok esetében így történt a német Panzer III-ast és Panzer IV-est mozgató Maybach HL120 típusú v-12-es (hl = hochleistung = magas teljesítmény), vagy az amerikai M4 Shermant hajtó Ford GAA v-8-as benzinüzemű motoroknál (ahogyan a civil Ford v8-as motoroknál is).

A másik módszer, amikor az egyik oldalra villás kialakítású hajtókarokat tesznek. A másik oldalon a hajtókar hagyományos, a villás hajtókar elöl-hátul közrefogja. Ilyenkor a hengersorok egymás tükörképei, tökéletesen szemben vannak, nem kell azokat eltolni. Ilyen a kompresszoros Rolls-Royce Merlin repülőgépmotoron alapuló atmoszférikus Meteor, ami több brit harckocsiba, így a Cromwellbe, a Centurionba, vagy a Conquerorba is került; de ilyen a német Maybach HL210, ami az első Párducokat és az első Tigriseket, valamint a HL230, ami a későbbi Párducokat, Tigriseket és Királytigriseket hajtotta.

A harmadik lehetőség a legritkább, legalábbis v-elrendezésű motoroknál. A mellékhajtókaros rendszernél az egyik oldalon beépített hajtókaron – a főhajtókaron – kialakítanak egy szemet egy külön csapszeg számára. Erre a csapszegre csatlakozik az ún. mellékhajtókar. Ilyenkor a két hengersor szintén egymással szemben van, eltolásra nincs szükség.

A megoldás csillagmotoroknál általános, itt a legegyszerűbb és legkézenfekvőbb módszer. Itt egy főhajtókar és a több mellékhajtókar alkotja a mozgó egységet. Használatos még ikerdugattyús kétütemű Otto-motoroknál is, valamint három soros, „w”-elrendezésű repülőgépmotoroknál, mint pld. a Napier Lion. A v-motornál viszont meglehetősen ritka. Ennek az az oka, hogy a szemben lévő hengerek lökettérfogata eltérő. Ráadásul a mellékhajtókar alsó csapszege nem tökéletes kört, hanem egy ellipszis alakú pályát jár be. A v-hengerelrendezéshez valószínűleg először a Renault 8G típusú, v8-as, első világháborús repülőgépmotornál használták. Később néhány mozdonymotorban is megjelent.

A Harkov V-2 típusú motornál is valamiért az utóbbi megoldást választották. A hengersorok által bezárt szög 60 fok. A 12 henger mindegyikében a hengerfurat 150 mm. A motor jobb oldalán, a mellékhajtókar felől a lökethossz 186,7 mm; míg balról 180 mm. Hangsúlyozom, hogy a hengerek, illetve hengerperselyek fizikai mérete a hengerfej felfekvési síkjától a forgattyúsházig tökéletesen megegyezik mindkét oldalon. A különbség a mellékhajtókaros megoldás miatt bejárt löketpályák miatt adódik.

Mivel a lökettérfogatot a furat és a löket méretei alapján számítjuk, ezért fentiek szerint a jobb hengersor 19 795,6 cm³, míg a bal 19 085 cm³ űrtartalmú. Így jön ki a 38 880,6 cm³ teljes lökettérfogat. A mellékhajtókarok miatt magasabban van a jobb hengersor felső holtpontja, amiből az is következik, hogy jobbról a sűrítési arány 15,5:1, míg balról 14,5:1. Ezt kompenzálhatták volna hengersoronként eltérő dugattyúkkal, hengerfejekkel, vagy mindkettővel, de költségcsökkentési okokból ezzel nem foglalkoztak.

48 szelep

A V-2-motor másik érdekessége a hengerenként négy szelep. Nem ez volt az első ilyen „multivalve” motor, de ez volt a világon az első, amit nagy sorozatban gyártottak és szárazföldi járműbe építettek.

Az első sorozatgyártású négyszelepesek az első világháború alatt készültek és repülőket hajtottak vele. Először, 1916-ban a Maybach MbIVa, a Benz Bz.IV. és a Bugatti U-16 jelent meg ezzel a megoldással, nem sokkal később következett a háromsoros angol Napier Lion.

Kis sorozatú versenyautókban még hamarabb próbálkoztak a szelepszám növelésével. 1908-ban készült a nagydíjakra szánt Peugeot VX3, egyetlen hatalmas hengerrel, azon pedig összesen hat (!) szeleppel. Az akkori szabályok ugyanis előnyöket biztosítottak az egyhengereseknek, ezért alkalmazták ezt a megoldást. Ugyanebben az évben mutatták be a Fiat S61-est is, szintén versenycélokra. Utóbbi sokkal szokványosabb konstrukció volt, négy hengerrel, hengerenként 4 db, összesen 16 db szeleppel.

A négyhengeres, hengerenként két szívó és egy kipufogó szeleppel rendelkező Bugatti 18-as típust használták utcára és versenyre is, igaz, csak 7 db készült belőle 1912-ben.

1917-ben az amerikai Stutz Bearcatből gyártottak hengerenként négy szelepes változatot is, amit inkább versenyre használtak. Ebben motorban a szelepeket oldalt helyezték el: vezérműtengely lent, szeleprugó lent, szeleptányér fent (sv-vezérlés).

Az első világháború után, 1919-ben, szinte egy időben dobták piacra a 3 literes Bentleyt és a Bugatti 13-as, „Brescia” néven is ismert típusát (nem írtam el, a 18-as Bugatti megelőzte a 13-ast); mindkettőt négy hengerrel, 16 szeleppel. De mindezen típusok mindegyikéből igen kevés készült.

Ekkor jött a V-2-es harckocsimotor. A tervezőket azzal is megvádolták, hogy a motort a Klimov M-100 repülőgépmotorból fejlesztették ki, amit viszont az Hispano-Suiza HS 12Y licenciája alapján gyártottak (nem írtam el, néma „h”, azaz „iszpanó-szujsza”; a cég spanyol alapítású, de a repülőgépmotorjait és fegyvereit Franciaországban gyártotta). Egy 1944-ben készített angol tanulmány állította ezt.

Valójában annyi a közös a két erőforrásban, hogy mindkettő 12 hengeres, összesen 48 szelepes és a hengerfurat mérete megegyezik. Az Hispano villás hajtókaros, ezért a lökethossz mindkét oldalon egyezik. Az Hispano centrifugálkompresszoros, a V-2 atomszférikus. Bár mindegyikük szelepeit királytengely mozgatja, de az Hispanónak 2, a V-2-nek 4 db vezérműtengelye van. Azonban a legfőbb különbség az, hogy az Hispano benzinüzemű Otto-motor, míg a V-2 Diesel. Tehát ez a legenda nem igaz.

Viszont számos forrás állítja, hogy a V-2-est eredetileg repülőgépmotornak szánták, ezért növelték a szelepek számát, valamint ezért került bele mellékhajtókar.

Visszatérve a hengerenként négy szelepre; ez a megoldás a civil járművekben csak jóval később terjedt el, mint a harcmezőkön. A V-2-őt ebben követte a már említett brit Rolls-Royce Meteor és a Ford GAA, mindkettő benzinüzemű volt.

Az is érdekes tény, hogy tehergépkocsiknál hamarabb jelent meg nagy sorozatban, mint a személyautóknál. A Thornycroft Mighty Antar teherautót a Rolls-Royce Merlin és Meteor motorokból származó v-8-as motor Diesel-változatával, a Meteorite-tal kisebb szériában már 1951-től; a Mercedes-Benz OM346 Diesel-üzemű teherautómotort pedig nagy szériában 1963-tól gyártották. Az OM346 esetében a hengerenként négy szelepet a blokk oldalán elhelyezett vezérműtengely hajtotta (ohv-vezérlés). Csak 1972-ben jelent az angol Jensen Healey a Lotus-fejlesztésű 16-szelepes motorjával. Egy évvel később követte a szintén angol Triumph Dolomite Sprint, ez volt az első négyajtós autó „multivalve”-konstrukcióval.

(folytatása következik)