В результате выполнения большого объема научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ на ХПЗ удалось подобрать основные конструктивные параметры нового дизеля и оформить материалы для его изготовления.
К 1 мая 1933 года быстроходный дизель БД-2 был собран и обкатан. Но испытания обнаружили в нем столько дефектов, что о постановке его на танк пока не могло быть и речи. Например, головка двигателя с двумя клапанами не обеспечивала заданной мощности из-за низкого коэффициента наполнения цилиндров. Оказались недостаточно жесткими конструкции картера и коленвала. Дизель имел значительную вибрацию. Картер давал трещины, в его соединениях появлялись течи масла, разрушались подшипники коленчатого вала. В соединении головки блоков с блоком цилиндров пробивались газы, появлялись трещины в опорах кулачкового валика. Недостаточной была и жесткость цилиндров, из-за чего нарушалась их геометрия, а это приводило к нарушению нормальной смазки поршневой группы, разрушались поршневые кольца.
Конструкторы перепутали день и ночь, гоняя дизель на стенде, затем то разбирая его после очередной поломки, то вновь собирая.
Позднее один из конструкторов Н. А. Кучеренко вспоминал:
«Понимая, что военное дело не может стоять на месте, наш заводской коллектив поставил перед собой задачу: заменить бензиновый мотор на мощный малогабаритный быстроходный дизель. Но в практике танкостроения такого дизеля еще не было. И тогда пришло решение – создать его... И двигатель был создан!
Однако он не сразу встал на свое место. Как строптивый конь, новый двигатель доставил немало хлопот. Во время испытаний модернизированной машины то и дело происходили различные поломки. Но конструкторы не отчаивались. Дизель постепенно стал «привыкать» – устойчиво работать на испытательном стенде и в опытном образце».
Основная трудность заключалась в том, что рабочий процесс такого двигателя, тепловой режим и механическая прочность его деталей в условиях повышенных динамических нагрузок были еще мало исследованы. Лишь предполагалось, что давление газов в цилиндрах быстроходного дизеля превысит в 2 – 2,5 раза давление вспышки в обычных карбюраторных двигателях. А как будет?
Для решения возникших проблем требовались экспериментально проверенные данные. Для исследовательских работ на заводе был изготовлен 2-цилиндровый двигатель БД-14 с V-образным расположением цилиндров, с углом развала 45°. Диаметр цилиндров был выбран 140 миллиметров с ходом поршня 165 миллиметров. Такой двигатель при 1700 оборотах в минуту развивал мощность 70 лошадиных сил.
Параллельно началась конструктивная проработка и изыскание материалов для 12-цилиндрового дизеля БД-2 – родоначальника отечественного танкового дизеля.
В результате выполнения большого объема научно-исследовательских работ удалось подобрать основные конструктивные параметры нового дизеля и материалы для изготовления. Его мощность составила 400 лошадиных сил при 1700 оборотах в минуту, удельный расход топлива 180 – 190 граммов на лошадиную силу в час, диаметр каждого поршня 150, ход поршня 180 миллиметров, угол развала между цилиндрами 60 градусов, охлаждение принудительное, водяное. Камера сгорания была смещена относительно оси цилиндров. Каждый цилиндр снабжался впускным и выпускным клапанами. Неподвижные части кривошипно-шатунного механизма {картер, блоки, головки) соединялись силовыми шпильками. Коленчатый вал имел конусный конец с одной шпонкой для крепления главного фрикциона.
При проектировании конструкторы разработали две схемы общей компоновки двигателя: полублочную с отдельными стальными цилиндрами и блочную со вставными гильзами и общей головкой, а также несколько вариантов передач к распределительным валам.
Все дизели того периода были водяного охлаждения и строились в основном по блочной схеме. Наибольшее распространение получили V-образные двигатели – два блока по шесть цилиндров.
Советское правительство внимательно следило за развитием моторостроения и принимало все меры для его форсирования. На вторую пятилетку намечался переход на производство только бескомпрессорных дизелей на всех заводах страны и широкое развитие производства легких дизелей для всех видов транспорта: тепловозного, автомобильного, тракторного и даже авиационного.
Уже в ноябре 1930 года вышло специальное постановление ЦК ВКП(б) об установлении дизелей на автомобили и тракторы. Надо сказать, что на первых порах при создании дизеля БД-2 на ХПЗ недостатка в квалифицированных кадрах конструкторов-дизелистов не ощущалось. В разработке дизеля активно участвовали такие опытные конструкторы-дизелисты, как К. Ф. Челпак, Я. Е. Вихман, Т. П. Чупахин, И. С. Бер, А. В. Дворниченко, военпред завода М. Н. Федоров и другие. Поэтому наркомат тяжелой промышленности, хотя и имел в своем распоряжении ЦИАМ, поручил отделу «400» ХПЗ также работы по доводке авиационного двигателя АН-1. И получилось, что отделу в дальнейшем пришлось одновременно трудиться над разработкой и доводкой модификаций дизелей: авиационного, танкового. Это, конечно, распыляло силы. Но говорят: нет худа без добра. Опыт работы по созданию легких, быстроходных авиационных дизелей с их высокой культурой проектирования и производства был использован при постройке на ХПЗ более мощного варианта танкового дизеля БД-2.
Пополнились и конструкторские силы, работавшие над созданием и доводкой танкового дизеля. Теперь в тепловом отделе «400», по-прежнему возглавляемом К. Ф. Челпаном, рядом с его помощниками Я. Е. Вихманом, И. Я. Трашутиным, П. О. Яриным работали такие квалифицированные конструкторы, как А. К. Башкин, Г. Д. Париевский, С. Ф. Горбатюк, Е. М. Лев, М. Н. Литвиновский.
В октябре 1933 года на ХПЗ из Москвы прибыла представительная комиссия. Возглавил ее начальник кафедры двигателей Военной академии механизации и моторизации РККА профессор Ю. А. Степанов. В комиссию вошли военпред ХПЗ М. Н. Федоров, а также И. И. Гутерман, Н. А. Шалягин, Т. П. Чупахин, И. Я. Трашутин, М. П. Поддубный и другие.
Комиссия решила подвергнуть испытаниям два дизеля БД-2. Один был размещен на стенде, а второй комиссия потребовала установить на танк БТ-5.
Вот тут-то и возникли споры, а нужно ли на танк устанавливать дизель вместо бензинового двигателя? Тем более, что уже был проект в дальнейшем на танк вместо двигателя М-5 установить более надежный авиационный бензиновый двигатель М-17Т, освоение которого только что начато промышленностью.
– Дизель экономичнее, он расходует меньше топлива на единицу мощности. Главное же – применение тяжелого дизельного топлива вместо авиабензина уменьшает опасность пожара в танке,– говорили приверженцы дизеля.
– Но... новый двигатель еще только проходит стендовые испытания и лишь предполагается опробовать его в танке. А как он себя поведет в нем – бабушка надвое сказала,– возражали скептики.
– Все без исключения иностранные танки имеют бензиновые моторы. Целесообразно ли для наших танков вводить особый сорт горючего? Это затрудняет снабжение войск, машины не смогут заправляться бензином со складов, захваченных у противника...– возражали противники дизеля.
В разгар спора конструктор Николай Кучеренко на заводском дворе использовал не самый научный, зато наглядный пример преимущества нового топлива. Он брал зажженный факел и подносил его к ведру с бензином – ведро мгновенно охватывало пламя. Потом тот же факел опускал в ведро с дизельным топливом – пламя гасло, как в воде...
И тут же Кучеренко добавлял:
– Кто же из вас не знает, что пожар в танке угрожает взрывом боекомплекта, последствия которого непоправимы...
– В принципе дизель проще по конструкции и надежнее бензинового мотора, он не имеет «деликатных» систем зажигания и карбюрации рабочей смеси,– убеждал сомневающихся конструктор Афанасий Фирсов.– Топливо с помощью форсунки подается непосредственно в цилиндры двигателя и самовоспламеняется, когда температура сжимаемого воздуха достигает необходимой величины...
Дизель БД-2 установили на танк БТ-5 и к 16-й годовщине Великой Октябрьской социалистической революции (к 7 ноября 1933 года) провели первые пробеговые испытания танка.
Члены комиссии обратили внимание на устойчивость работы дизеля при изменениях нагрузок и переключениях передач, на жесткость и вибрацию при работе его в танке и многое другое. Но так как среди проверявших не было специалиста-танкиста, который мог бы дать квалифицированное заключение по характерным особенностям работы дизеля в танке и управлению машиной, то снова вокруг дизеля вспыхнули жаркие споры.
Теперь уже противники установки дизеля на танках кроме теоретических предпосылок имели и некоторые данные испытаний. Некоторые члены комиссии заметили, что работа дизеля в танке вызывает ненормальную и повышенную его вибрацию, которая передается на броневой корпус, а это вызывает болезненные ощущения у экипажа машины. Высказывались опасения, что такое явление повысит утомляемость танкистов. Говорили, что вибрация дизеля помешает вести наблюдение через оптические приборы и, следовательно, затруднит стрельбу из орудия.
