Почему в СССР редко сменялись базовые модели двигателей

Очень часто задают вопрос: почему у нас одни и те же моторы выпускали в течение десятков лет, очень редко меняя базовые модели ? При этом, когда начинаешь рассказывать человеку, что для того, чтобы освоить производство каждого нового семейства двигателей, нужно заново изготовить огромное количество очень сложных и дорогостоящих станков, и с этим наша промышленность испытывала постоянные затруднения, и закупить их за рубежом часто тоже не получалось — натыкаешь на стену непонимания. Мол, сколько выпускалось токарных, фрезерных и т.п. станков, они стояли в каждой мастерской — неужели не хватало ?

Увы, речь здесь идёт не об этих станках "общего назначения", выпуск которых действительно наладили в достаточных количествах; они в такой специфической области, как массовое производство двигателей, практически не используются, так как не имеют необходимой для этого производительности. Универсальные станки тоже, конечно, нужны, но они там на вторых ролях. В массовом производстве используются совершенно иные, очень узко специализированные, многоинструментальные агрегатные (составленные из нескольких повторяющихся "модулей") станки, каждый из которых по сути приспособлен только для одной цели — выполнения отдельно взятой операции по обработке конкретной детали конкретного двигателя. Конечно, создание такого узко специализированного оборудования — это огромное расточительство, но иного способа выпускать большое количество технически сложных изделий дёшево и в приемлемые сроки попросту нет.

Отдельные станки на моторостроительном заводе объединяются в поточные линии, осуществляющие обработку той или иной детали от начала до конца в едином производственном потоке, разделённом на простые операции; а по мере развития станкостроения стали использоваться и полностью автоматические линии, где десятки станков работают под управлением единой системы практически без непосредственного участия человека, получая на входе заготовку и "выплёвывая" на выходе готовое изделие.

Не бывает просто "завода автомобильных двигателей" — бывает завод, спроектированный под выпуск двигателей конкретной модели или определённого семейства и оснащённый соответствующим образом; чтобы перейти на выпуск чего-то другого — этот завод нужно если и не снести и построить заново, то как минимум полностью перевооружить новым производственным оборудованием (сегодня с этим стало несколько проще за счёт более гибких современных технологий, но в рассматриваемый период было именно так). По сути, если мы берём послевоенный период, с технологической точки зрения каждое семейство двигателей — это и есть конкретный набор автоматических станочных линий, используемых для производства его составных частей — блока и головки цилиндров, коленчатого и распределительного валов, поршней, поршневых колец, и т.д, и т.п. Причём очень долго такие автоматические линии были жёстко завязаны на выпуск одного-единственного типа двигателей, или как максимум — моторов одного семейства, незначительно отличающихся друг от друга. Списать практически всё оборудование для производства и изготовить новое с нуля — это огромные вложения средств и ресурсов, а если старая оснастка ещё не полностью себя окупила — то ещё и прямая финансовая потеря для предприятия.

Спроектировать, изготовить и отладить всё это оборудование — задача на много порядков более сложная, чем спроектировать и изготовить опытную партию самих двигателей, ведь каждый станок автоматической линии, задействованный в отдельно взятой операции при изготовлении какой-то детали двигателя, на несколько порядков сложнее этого двигателя в сборе, даже самого продвинутого по конструкции. Так что создание самого по себе двигателя — это лишь начало процесса его внедрения в массовое производство, и едва ли не самая простая и малозатратная его часть. В этом, кстати говоря, коренное отличие массового производства автомобилей от отраслей, с которыми его почему-то пытаются сравнивать — вроде авиации, атомного машиностроения или космической отрасли: в этих областях производство как правило штучное или малосерийное, не требующее выпуска продукции в количестве сотен тысяч и миллионов экземпляров. Опыт индивидуального производства даже очень сложных изделий, вроде реактивных самолётов, космических ракет или подводных лодок, довольно мало что даёт с точки зрения обеспечения способности страны полностью самостоятельно выпустить несколько сотен тысяч двигателей в год. Более близкой областью — но тоже со своей спецификой — является валовое изготовление стрелкового оружия, где тоже требуется организовать производство миллионов экземпляров взаимозаменяемых деталей с минимальными затратами времени и ресурсов. Однако в моторостроении сложность конечного изделия и в целом масштаб производства ощутимо выше.

За границей разработкой и выпуском такого рода оборудования занимаются сравнительно немногочисленные и очень узко специализированные фирмы, обслуживающие зачастую если не весь мировой автопром — то сразу множество компаний, включая таких гигантов, как General Motors или Ford Motor Company. За счёт постоянной работы по заказам со всего мира они уже к середине XX века накопили колоссальный опыт в своей области и имели возможность резко снизить свои затраты за счёт объёмов производства, так что тягаться с ними в области цены, эффективности и качества было практически невозможно. Делать самим всегда оказывалось намного дороже, медленнее и хуже — хотя мы и делали всё возможное, чтобы со временем хотя бы сократить этот колоссальный разрыв. Да зачастую другого варианта, кроме как делать самим, для нас попросту и не было, о причинах чего ещё поговорим ниже по тексту.

Здесь же надо искать и ответы на все вопросы касающиеся качества продукции, потому что в массовом производстве подобных изделий практически нет операций, выполняющихся под прямым контролем человека и потому зависящих от квалификации персонала; персонал на таком производстве в основном лишь наблюдает за работой станков-автоматов. Качество изготовления будущего двигателя практически целиком закладывается ещё на этапе проектирования, изготовления и наладки предназначенной для его выпуска производственной оснастки. В некоторых специфических конструкциях моторов есть также ответственные операции, выполняемые вручную — например, установка гильз в блок цилиндров с обеспечением необходимого их выступания над плоскостью за счёт подбора самих гильз и прокладок под них из нескольких размерных групп; но и здесь всё во многом определяется точностью и повторяемостью изготовления самих деталей, в свою очередь определяемыми точностью и качеством используемого для их производства оборудования. Собственно говоря, сама по себе необходимость подбирать гильзы индивидуально под каждый блок многое говорит об уровне повторяемости размеров самих блоков и гильз. В массовом производстве таких моментов по возможности стараются избегать.

Как всё это выглядит на практике — давайте посмотрим на примере производства главной детали любого двигателя, блока цилиндров. При этом помните, что в случае остальных крупных и/или сложных деталей двигателей дела обстояли примерно так же — равно как и с картерами агрегатов трансмиссии, валами, шестернями, деталями подвески и многими другими частями автомобиля, требующими в процессе своего изготовления сложной механической обработки с высокой точностью.

Здесь уже обсуждалась тема литья блоков цилиндров и основных используемых при этом материалов (чугун, алюминий) и методов (в землю, в кокиль самотёком, под давлением). Так вот — представим себе, что у нас уже есть поступившая с литейного производства (на котором также может использоваться своя собственная автоматическая линия формовки и литья, но она принципиально идентична по основным принципам своего устройства линии механической обработки, которую мы будем рассматривать далее) отливка для блока цилиндров. Теперь эту заготовку нужно подвергнуть механической обработке, то есть, из заготовки сделать готовый блок цилиндров, соответствующий чертежу в отношении геометрии, размеров, допусков и т.п.

Можно, конечно, сделать это на обычных универсальных станках, таких же, какие используются в авторемонтной мастерской — сверлильном, токарном, фрезерном, строгальном, расточном и т.п. Именно так и делали на заре отечественного автопрома, например, на заводе АМО в двадцатые годы. Собственно говоря, в те годы у нас всё производство деталей для автомобилей велось подобным полукустарным образом. Юрий Долматовский, "Знакомые и незнакомые", писал о технологиях завода АМО середины двадцатых годов:

Коленчатые валы двигателей делали следующим образом: сначала из огромной металлической глыбы выстругивали плиту, потом размечали на ней контуры вала, сверлили по контурам отверстия и кувалдой отбивали лишние надсверленные куски. Полученную таким образом грубую заготовку вала обдирали и обтачивали на токарном станке, затем шлифовали вручную.

К 1928 году от этой примитивной технологии отошли, наладили производство коленчатых валов способом объёмной штамповки (машинной ковки) — более экономичным (только на материале экономия при этом достигла более 50%) и намного более производительным ["За рулём", №3 за 1928 год]. Но в целом производство оставалось сравнительно медленным и неэффективным. Например, цилиндры блока растачивали последовательно по одному на обычном одношпиндельном станке.

В этом был определённый плюс: затраты на начало выпуска новой модели были сравнительно невысоки — фактически его можно было развернуть на любом хорошо оборудованном универсальными станками предприятии, а благодаря отсутствию большого количества специализированной оснастки в процессе выпуска можно было постоянно модернизировать продукцию в широких пределах; то есть, производство было гибким. Именно поэтому так до сих пор продолжают изготавливать опытные партии двигателей, предназначенные для доводки перед запуском в массовое производство — в этом случае возможность внесения изменений "на лету" является определяющим требованием.

Но когда так пытались выпускать обычную серийную продукцию — получалось, естественно, "медленно и печально". Грузовиков АМО-Ф-15 по подобным технологиям сделали всего 6971 штук с 1928 по 1931 год — это в среднем чуть больше 1700 машин в год. И одним из главных сдерживающих факторов было именно моторное производство. Легковушку НАМИ-1 еле-еле осилили в количестве нескольких сотен штук за три года выпуска (сколько именно — до сих пор не могут подсчитать) — при этом её цена оказалась примерно вчетверо выше, чем у машин, собиравшихся в СССР из фордовских машинокомплектов, привезённых из Америки через океан. А стране нужны были не сотни и тысячи, а сотни тысяч автомобилей в год. И для них были нужны сотни тысяч дешёвых и при этом качественных двигателей. Которые было невозможно изготовить на станочной базе, сохранившейся со времён царизма — равно как не водилось в царёвом наследии и собственного развитого машиностроения, способного обеспечить промышленность нужными современными станками для массового производства.

Поэтому у "Форда" купили готовый завод "под ключ", включая и моторное производство. По современным меркам фордовские технологии тех лет тоже были очень примитивны, но там уже были многошпиндельные станки для обработки блоков и головок цилиндров, а также множество другого узко специализированного оборудования для массового производства, позволившего увеличить выпуск автомобилей в стране сразу в сотню раз. По сравнению с ранее освоенными у нас производственными методами это был следующий, принципиально более высокий уровень технологии. Некоторые полученные от "Форда" в 1929-31 годах специализированные станки прослужили нашему моторостроению до середины пятидесятых годов, когда был свёрнут выпуск двигателя ГАЗ-ММ в запчасти и для стационарных установок.

В этом был, естественно, серьёзный минус — производство на высокопроизводительных узкоспециализированных станках было абсолютно жёстко привязано к конкретным моделям двигателей, так что применить всё это оборудование где-либо ещё было попросту невозможно. До войны фордовские моторы у нас модернизировали, по мере возможности внося в конструкцию многие важные усовершенствования, но при этом затронуть их основные параметры — общую компоновку, межцилиндровое расстояние, число цилиндров, геометрию и базовую конструкцию блока, расстояние между осями отверстий, и т.п. — не представлялось возможным без замены производственного оборудования, что долгое время было нам не по силам и не по карману. Та же самая история происходила и на ЗИСе, где для грузовиков было освоено производство шестицилиндровых двигателей Hercules, также в основном на специализированных станках американского производства. Между тем, оба двигателя серьёзно устарели ещё до войны. То есть — в какой-то мере современная и производительная производственная оснастка превратилась в тормоз на пути дальнейшего развития.

В этой связи хотелось бы сразу развенчать миф о том, что якобы Форд "спихнул" нам старую, уже ненужную оснастку для снятого с производства мотора. На самом деле всё оборудование, поставленное ГАЗ-у, было новейшим, специально произведённым для этого завода. В Америке модернизированный четырёхцилиндровый мотор от Model A выпускался ещё несколько лет, до 1934 года, параллельно с V8; автомобиль с ним назывался Model B, и хотя маркетинговый усилия был сосредоточены на продвижении V8, он продолжал продаваться, и не в единичных количествах. Впоследствии "четвёрку" заменили на маленький 2,2-л. 136 V8, но он оказался неудачным — дорогим и маломощным, поэтому с 1941 года "Форд" со скрипом начал ставить в базовой комплектации рядную "шестёрку", как и все остальные бюджетные американские бренды тех лет.

К 1937 году ГАЗ решил эту проблему за счёт закупки за рубежом документации и, частично, оборудования для производства современного шестицилиндрового двигателя разработки концерна Chrysler (в литературе обычно называется Dodge D5; на самом деле двигатели были по сути общие у всего концерна Chrysler, хотя и отличались нюансами комплектации). Он и стал сначала мотором ГАЗ-11, а затем и ГАЗ-51, и использовался в той или иной роли до девяностых годов. Развёртыванию его массового производства до войны помешало только непродуманное решение о перепрофилировании моторного производства ГАЗа на выпуск авиамоторов (тоже так по сути нормально и не начавшийся) — в результате войну мы встретили со старыми моторами и старыми автомобилями, а не уже разработанными к тому времени ГАЗ-51, ГАЗ-63 и линейкой вездеходов на базе шасси ГАЗ-61. Новых же моторов, выпускавшихся чуть ли не по обходным технологиям, до конца войны хватало только на танки и самоходки.

На ЗИСе же после войны пошли по пути очень глубокой модернизации имевшегося двигателя ЗИС-5 типа Hercules, получив из него по сути уже принципиально новый мотор модели ЗИС-150. А главное — технология его производства была полностью новой: в частности, для него была внедрена первая в стране и одна их первых в мире автоматических линий обработки блоков цилиндров. Помимо новых и очень сложных агрегатных станков, сведённых в четыре автоматические линии, она включала в себя также соединяющие их автоматизированные транспортные линии с рольгангами (роликовыми конвейерами) и накопителями, а также общую систему управления. На обработку одного блока от заготовки до готового изделия уходили считанные минуты.

Описание работы этой автоматической линии взято из научно-популярной книги Зигмунда Наумовича Перля "О станках и калибрах", и я приведу его здесь полностью (вся эта книга целиком она есть на ВикиЧтении):

В цехе завода еще издали бросается в глаза вытянувшийся в длину почти на 20 метров необычный станок. Но когда мы подойдем к нему ближе, то увидим, что это не один, а восемь агрегатных станков, выстроенных в линию. Они стоят сомкнутым строем, и те места в станках, где будет последовательно обрабатываться блок цилиндров двигателя грузового автомобиля ЗИС-150, соединены между собой длинной штангой, проходящей сквозь всю линию. На штанге на равном расстоянии друг от друга расположены особые детали-захваты, которые называются «собачками». Головки станков оснащены сотнями сверл, разверток, метчиков и других инструментов; они размещены так, что точно войдут в многочисленные отверстия в теле блока и прямо сверху, и сбоку, и под углом для обработки наклонных отверстий. Над сквозной штангой образовался своего рода туннель, проходящий сквозь все восемь станков. Это будущий путь обрабатываемого блока.

У начала этого пути перед первым станком расположен пульт управления; около него — один человек, он наблюдает за тем, как работает вся линия, как действуют отдельные ее станки и устройства. Против входа в «туннель» уже приготовлены отливки блока, которые нужно обработать. Человек нажимает пусковую кнопку — и вся линия станков оживает. Сквозная штанга словно дернулась вперед, ее захваты включились в работу, один из них, первый в линии, зацепил и увлек за собой первый блок, точно поставил его на рабочее место в первой позиции линии, и тут же вся штанга подалась назад.

Зажимные приспособления мгновенно «вцепились» в изделие, надежно закрепили его на месте. А в это время точным, размеренным движением подались к поверхностям блока головки станков сверху и сбоку. Миг — и в изделие вошли многочисленные инструменты; проходят десятки секунд — инструменты сделали свое дело и отошли назад. Снова дернулась вперед штанга. На этот раз она зацепила первый блок и переставила его дальше, в промежуток между двумя первыми позициями, и одновременно захватила второй блок, увлекла его на первую позицию.

Теперь следующий блок проходит через начальные операции, а первый как бы ожидает своей очереди попасть под инструменты второй позиции. Еще раз протекают те же десятки секунд и еще раз рывком вперед штанга подает первый блок на вторую позицию, перемещает второй блок на промежуточную и, захватив третий блок, увлекает его под инструменты первой позиции. На этот раз в первом блоке уже рассверливаются наклонные отверстия и продолжается обработка прямых отверстий в боковой поверхности.

Затем штанга еще и еще раз совершает свои точные, размеренные движения — вперед и назад, вперед и назад — и каждый раз продвигает по линии первое изделие и включает в обработку новый, следующий блок. А там, у пульта, советский человек — властитель линии станков — следит за тем, как включаются все новые и новые позиции. Наконец, все они работают, даже последняя — восьмая. Еще около двух минут — и из туннеля линии выходит обработанный блок.

С того момента, когда это изделие поступило на первую позицию, были обработаны несколькими операциями десятки отверстий. 224 инструмента участвовало в работе. Изделие прошло путь в 17,2 метра. И на всем этом пути ни разу не вмешалась рука человека. Но его творческая мысль, выраженная в автоматически действующих устройствах, управляла на расстоянии работой десятков точных электрических приборов: магнитными пускателями, переключателями, промежуточными реле, реле времени. Двенадцать километров проводов связали между собой всю систему линии. Они не только разносили приказы с пульта управления, но и приносили туда и рисовали на экранчиках в виде световых сигналов своего рода отчеты станков об их работе, о перебоях, замедлениях, остановках.

…

Так работает первая автоматическая линия для изготовления блоков цилиндров двигателя грузовых машин ЗИС-150. Именно первая, потому что всего их четыре:

На первой линии обрабатывались отверстия верхней и двух боковых поверхностей блока. Но ведь есть еще торцевые поверхности и в них тоже отверстия, которые надо обработать. Для этой цели служит вторая автоматическая линия. Она меньше первой, ее длина немного больше 7 метров.

Затем нужно обработать отверстие нижней поверхности блока. Это осуществляется на третьей линии, такой же длинной и сложной, как первая; в ней тоже работают 250 различных инструментов.

И, наконец, существуют еще так называемые «клапанные» отверстия, которые обрабатывает четвертая линия.

Каждая линия выпускает очередной блок через две минуты, а работают они одновременно. Непрерывной чередой двигаются блоки от одной линии к другой. Поэтому, после того как все четыре линии полностью загружены, через каждые две минуты с последней позиции четвертой линии выходит блок с полностью обработанными отверстиями. Весь путь, пройденный блоком, немного меньше 60 метров. Десятки блоков тесно следуют друг за другом на этом пути, проходя под остриями около 600 различных инструментов 45 головок.

Раньше та же работа выполнялась на 22 разобщенных многошпиндельных агрегатных станках с 40 головками и на 20 универсальных вертикально и радиально-сверлильных станках. Для изготовления одного блока затрачивалось 75,5 человеко-минуты. Автоматические линии уменьшили это время почти в 10 раз и во столько же раз уменьшилось количество занятых рабочих — вместо 65 только 7.

Как видно, по сравнению с ранее использовавшейся технологией, при которой использовали пусть и сложные сами по себе, но всё же отдельные друг от друга станки, внедрение автоматических линий позволило резко повысить производительность труда при производстве двигателей. А это значит, что на том же заводе можно сделать намного больше моторов за то же самое время, а себестоимость каждого мотора — значительно снизить.

Откуда такая сложная и передовая система взялась у нас сразу после войны — мнения есть разные. Сами американцы писали, что она появилась в СССР одновременно с аналогичными американскими и, видимо, была самостоятельной разработкой. У нас иногда пишут о закупке её или каких-то её компонентов у американской машиностроительной фирмы Gleason, которая в те же годы занималась внедрением таких линий на американских предприятиях. Этот вопрос на самом деле не является принципиальным, а принципиальным здесь является то, что мы, во-первых, так или иначе заполучили передовую и высокопроизводительную для того времени производственную оснастку, а во-вторых — впоследствии уже точно полностью сами смогли проектировать и изготавливать аналогичные линии для других заводов — МЗМА, СТЗ-НАТИ, ГАЗ и многих других. Эти линии также неоднократно частично переоборудовались, например на "Москвиче" — дважды: при переходе от выпуска моторов М400/401 к М402 и далее к М-407/408 [М. О. Якобсон, Технология механической обработки в автоматизированном производстве. Москва, Государственное издательство машиностроительной литературы, 1962 год].

Но была, как это часто оказывается в технике, и обратная сторона. На монтаж, первичную отладку и освоение автоматической линии уходит очень много времени и ресурсов: линии первых поколений выходили на свою полную мощность и начинали окупать себя лишь спустя 4…6 лет эксплуатации [В. В. Кувшинский, Автоматизация технологических процессов в машиностроении. Москва, "Машиностроение", 1972 год]. Поэтому в сороковые, пятидесятые и шестидесятые годы для отдельно взятого семейства двигателей сразу же закладывался срок производства не менее 10…15 лет — за меньший период дорогостоящая оснастка не успела бы окупить себя. Это касается и западных производителей — достаточно посмотреть на то, сколько оставались на конвейере основные семейства американских двигателей, разработанные в те годы (Ford Y-Block V8 — 1954-65, Ford Mileage Maker — 1952-64, Chevrolet Small-block V8 в своём изначальном виде — 1955-73).

При этом опции "делать моторов меньше на менее производительной оснастке, но менять базовую модель более часто" у нас как бы не было — стране нужны были автомобили, особенно грузовые, и чем больше — тем лучше, пусть даже и уступающие ушедшим вперёд по техническому уровню иностранным моделям. Поэтому, планируя производство двигателей для тех же грузовиков, показатели объёмов всегда "выкручивали на максимум" и закладывали использование наиболее производительных из доступных для нас техпроцессов с максимальным возможным уровнем автоматизации. Это делалось каждый раз при освоении нового семейства моторов на ГАЗе и ЗИСе, это же впоследствии было повторено и на КамАЗе.

Помимо огромных затрат времени и ресурсов на их разработку, изготовление и отладку, автоматические линии первого поколения были практически столь же не гибкими, как и предшествовавшие им технологические процессы — на них могли изготавливаться только двигатели одного семейства с минимальными отличиями друг от друга. В первую очередь требовалось точное совпадение геометрии самого блока, включая расположение специальных технологических элементов, служащих для его фиксации зажимами, а также расположения центров отверстий и прочих подлежащих обработке областей на заготовке (то есть, к примеру, можно было варьировать диаметр цилиндра, но не расстояние между их осями). Переход на новые модификации внутри одного семейства допускался, но для освоения принципиально нового семейства двигателей требовалось заменять всю линию (а точнее — все линии, задействованные в его изготовлении) полностью. А, как уже говорилось, каждая такая линия стоит очень и очень дорого, а главное — для её изготовления требовалось огромное напряжение сил. И это значит, что часто менять их попросту не получалось.

Тем более, что помимо автомобильных заводов, наше машиностроение обслуживало также предприятия по выпуску железнодорожной, тракторной, строительной (вспоминаем про массовое строительство "хрущёвок" как раз в этот период), сельскохозяйственной, авиационной и прочей техники — все они тоже нуждались в современных средствах производства. И автомобилестроение далеко не всегда пользовалось в этой системе приоритетом, особенно в годы хрущёвской Семилетки (1959-65), когда центр тяжести развития был временно перенесён в область добывающей, обрабатывающей и тяжёлой промышленности (уголь, нефть, энергетика, металлургия и т.п.).

С закупками сложного машиностроительного оборудования за рубежом также долгое время были большие проблемы. Во-первых, практически сразу после войны СССР вместе с остальными социалистическими странами оказался под санкциями и торговыми ограничениями, для надзора за соблюдением которых в 1949 году была создана целая международная организация КОКОМ (COCOM, Координационный комитет по экспортному контролю), в которую входили практически все развитые капиталистические страны. Конечно, со временем мы научились отчасти обходить все эти кокомы, но всё равно процесс приобретения за рубежом серьёзного промышленного оборудования существование санкций крайне затрудняло. Во-вторых, у СССР долгое время попросту не было свободной валюты на такие дорогостоящие покупки.

В результате всего этого в 1946-1956 годах, несмотря на то, что в КБ наших автозаводов было создано множество конструкций совершенно новых и современных двигателей, ни на одном из основных советских автозаводов не произошло полного обновления модельного ряда силовых агрегатов. Да и в период 1956-1966 годов успехи были относительно скромными, а сроки освоения новых моделей двигателей — очень большими.

ГАЗ к 1958 году освоил производство полностью нового мотора ГАЗ-21А, с алюминиевым блоком цилиндров, никак не связанного ни конструктивно, ни технологически с предыдущими моделями выпускавшихся на заводе двигателей. Возможно это стало благодаря тому, что ГАЗ был очень крупным и мощным предприятием, которое могло само для себя изготавливать большую часть оснастки. При этом двигатель всё равно получился компромиссным с точки зрения технологии и не мог выпускаться в больших количествах. Его внедрение происходило очень медленно, из-за чего первые выпуски ГАЗ-21 пришлось оснащать форсированной версией старого нижнеклапанного двигателя от "Победы". То же самое касалось и двигателя "Чайки" ГАЗ-13, который выпускался в очень небольших количествах. В 1959 году их производство было перенесено на ЗМЗ.

Кстати, интересная деталь: распредвалы на всех моторах ГАЗ как минимум вплоть до конца пятидесятых — с дюймовым профилем кулачков. Значит, и станки-автоматы, на которых осуществлялась их шлифовка — тоже дюймовые, а конкретно — скорее всего американские…

Для грузовиков ГАЗ тоже был спроектирован совершенно новый V-образный восьмицилиндровый двигатель, но в серию его полностью своими силами запустить так и не удалось. Произошло это потому, что в год требовалось выпускать уже не тысячи двигателей, как в случае "Чайки", и даже не несколько десятков тысяч, как в случае ГАЗ-21, а полторы…две сотни тысяч — в соответствии с количеством выпускавшихся на ГАЗе грузовиков. А имеющаяся технология для этого не годилась.

На МЗМА, не обладавшем производственным потенциалом ГАЗа, пошли и вовсе по пути коренной модернизации существующего мотора: из копии нижнеклапанного силового агрегата "Опель Кадетт" там к 1958 году сделали более или менее современный верхнеклапанный мотор М-407, почти вдвое более мощный. Блок цилиндров этого двигателя сохранил технологическую преемственность со старым, то есть — выпускался в значительной степени на том же самом производственном оборудовании. Полностью с нуля пришлось осваивать в производстве только головку цилиндров.

Стоит отметить, что оба завода в те годы разработали и более прогрессивные моторы: на ГАЗе был создан опытный двигатель для модели ГАЗ-21 с полусферическими камерами сгорания и цепным приводом распредвала, а на МЗМА — моторы моделей 404, 405 и 406. К примеру, 405-й мотор имел алюминиевый блок цилиндров, вынесенный почти под самую головку блока цилиндров распредвал с цепным приводом и очень короткие штанги толкателей, что позволяло повысить рабочие обороты (да-да, москвичёвская верхневальная "полторашка" появился в середине шестидесятых далеко не на пустом месте). Но внедрить в производство их не получилось — помешали большая сложность конструкции в первом случае и отсутствие унификации со старым мотором во втором. Хотя москвичёвские моторы даже были обкатаны на спортивных автомобилях завода. Кстати, с мотором 405 испытывалась и автоматическая коробка передач НАМИ. Но в таких условиях об освоении такой сложной техники тем более не приходилось и мечтать.

Кстати, "о коробочках" — и в качестве иллюстрации того, что сказанное выше касается далеко не только двигателей: есть информация, что коробки передач "Победы" и ГАЗ-21 были технологически привязаны к старым, ещё "эмочным" станкам для обработки картеров — об этом говорит целый ряд их размерных параметров (хотя сами по себе отливки картера у них совсем другие). То есть, даже полностью модернизировав их "начинку" — добавив синхронизаторы и переключение передач тягами от подрулевого рычага — ГАЗ всё равно оставался привязан к имеющемуся сложному, узко специализированному оборудованию для высокоэффективной поточной мехобработки.

Вообще, в этой связи хочу пояснить одну вещь: не нужно представлять себе это так, что раз модели автомобилей на автозаводах менялись раз в 10-15 лет, то в промежутках между этим оборудование по изготовлению оснастки простаивало. Ничего подобного ! Каждый час производственного времени предприятий, выпускавших станки и прочую оснастку для литья, механической обработки, штамповки и т.п. техпроцессов, был плотно занят работой. Просто не обязательно это была работа именно на автомобилестроение. Более того, в определённые периоды автозаводам было очень непросто со своими заказами "втиснуться" в это рабочее расписание. Из-за этого им часто приходилось делать необходимое оборудование самим — так, на ГАЗе и ЗИЛе имелось собственное производство штампов и пресс-форм, ГАЗ в сотрудничестве с горьковскими НИИ занимался разработкой и изготовлением автоматических станочных линий, и т.д. Но возможности их были как правило более ограничены, чем у специализированных предприятий.

К началу шестидесятых совместными усилиями нашей дипломатии и в силу давления со стороны европейских стран, желавших спокойно торговать со своим восточным соседом, удалось несколько смягчить санкционный режим. Для СССР всё ещё было достаточно проблематично сотрудничество по этим направлениям с фирмами США, Британского содружества и ФРГ, но открылись перспективы для сотрудничества с итальянскими и французскими компаниями (ответ на вопрос "почему Fiat и Renault", да-да). Кроме того, после открытия в Поволжье месторождений нефти страна впервые получила более-менее стабильный источник валюты для развития своей экономики.

В частности, именно итальянцы поставили производственное оборудование для высокопроизводительного литья под давлением, сделавшее возможным экономически целесообразное развёртывание производства грузовых V8 на Заволжском моторном заводе — об этом здесь также уже писалось. На чьём оборудовании происходила мехобработка отлитых итальянской машиной заготовок — в известных мне источниках не упоминается; такое молчание может означать, что оно также, вероятно, было иностранного происхождения, но это ещё не доказанный факт (американцы в своём отчёте пишут, что автоматические линии на ЗМЗ были советскими, что также вполне возможно). Что наверняка известно — это то, что на ЗМЗ в 1966 году была запущена в эксплуатацию полностью автоматическая линия по обработке головки блока двигателя.

Другие примеры сотрудничества в той же области — с "Фиатом" и "Рено" — должны быть хорошо известны читателям. В обоих случаях иностранные фирмы взяли на себя поиск партнёров, готовых поставлять в СССР необходимое для массового производства, в том числе и, двигателей ВАЗ и "Москвич-412" (на Уфимском заводе, по новой технологии фирмы "Рено"). Эти моторы стали основными для нашего легкового автомобилестроения вплоть до середины…конца 1980-х годов, когда на ВАЗе освоили выпуск нового семейства моторов для переднеприводных моделей "восьмого" семейства, а в Москве на территории АЗЛК началось строительство нового моторного производства, пуск которого по понятным причинам так и не состоялся (к 1991 году готовность составляла до 90%, но в итоге оборудование было попросту разворовано). Оба эти предприятия были укомплектованы в основном иностранным оборудованием, хотя многое было поставлено и нашими заводами. Их производственные линии с числовым программным управлением были более гибкими, потенциально рассчитанными на более частую модернизацию продукции и смену базовой модели.

Что касается ЗИЛа — то он опять пошёл своим путём и к середине шестидесятых сумел наладить выпуск V-образных "восьмёрок" полностью на отечественном оборудовании (как говорят — получив в 1961 году "от ворот поворот" от главных специалистов по V8, американцев, у которых изначально хотели приобрести все необходимые для выпуска своего мотора технологии, но не смогли добиться получения нужных разрешения от американского правительства). Использовавшийся при этом комплекс автоматических линий был спроектирован в СКБ-1 и изготовлен на Московском станкостроительном заводе им. Серго Орджоникидзе. Так как столичный автозавод был флагманом и "лицом" нашей автомобильной промышленности, по этой линии есть огромное количество информации в литературе, а также очень много фотографий.

В частности, для одной только обработки блоков цилиндров использовалось 9 отдельных автоматических линий, включающих 147 многошпиндельных станков. Первая из них, 1Л65, состояла из 18 станков и осуществляла фрезеровку основных плоскостей блока, а также обработку базовых отверстий. Далее блоки поступали на систему из четырёх линий 1Л96 (А, Б, В, Г), состоявшей из 85 станков с 1254 одновременно работающими шпинделями, линии 1Л97, 1Л99 и др. Между собой все они были соединены транспортными устройствами и единой системой управления. Для управления их работой и обслуживания требовалось всего два оператора и восемь наладчиков. Линия могла обрабатывать блоки цилиндров двух модификаций (видимо, для легковых и грузовых моторов) без переналадки.

Обработка головок блока осуществлялась на системе из четырёх автоматических линий, состоявшей в общей сложности из 96 станков и обрабатывавшей 170 деталей в час. Эта система была достаточно гибкой для того, чтобы без переналадки обрабатывать как головки блоков для рядных "шестёрок", так и сильно отличающиеся по конструкции и габаритам головки V8. Такие же автоматические линии использовались и для производства многих других деталей, например картеров агрегатов трансмиссии.

Аналогичная система автоматических линий 1Л151 использовалась на Минском автозаводе. Кстати, в Минске же находилось одно из немногих предприятий в СССР, занимавшееся выпуском автоматических линий — МЗАЛ, где производство также велось на автоматических линиях.

В 1979 году на ЗМЗ взаимен ранее использовавшейся была пущена в эксплуатацию новая отечественная линия для обработки блоков восьмицилиндровых двигателей, которая состояла из 85 станков. В её работу были введены дополнительные операции по зенковке отверстий перед нарезанием резьбы, чистовое фрезерование нижней плоскости блока, и множество других улучшений, в конечном итоге повысивших качество продукции. В целом на ЗМЗ в начале 1980-х годов имелось 155 единиц автоматических линий, 1819 единиц специальных агрегатных станков, станков-автоматов и полуавтоматов отечественного и иностранного производства. В том числе и за счёт этого предприятие вышло на объём выпуска в 435 000 двигателей в год.

Наивысшим же достижением СССР в этой области на тот момент стало моторное производства КамАЗа, спроектированное специалистами фирмы "Рено" в расчёте на выпуск 250 тыс. моторов ежегодно и оснащённое самым передовым на конец семидесятых годов технологическим оборудованием, значительная часть из которого была выпущена в самой стране (об истории создания КамАЗа и внедрённых на нём системах автоматизации производства есть куча информации в широкодоступных источниках, к которым и отсылаю читателя).

В общем — у нас тоже умели в производственную автоматизацию, но из-за высоких затрат ресурсов и необходимости задействования значительных производственных мощностей, которые требовались и для других проектов, это кунг-фу применялось на практике чрезвычайно редко, и как правило после интенсивных пинков со стороны отраслевого автомобильного министерства. Причём требование увеличения выпуска автомобилей (а соответственно — и двигателей к ним) приводило к необходимости задействования в нём всё более сложных и высокопроизводительных производственных линий, которые оказывались всё более и более дорогими и, соответственно, могли быть заменены на новые всё реже и реже. Получался своего рода "замкнутый круг" — причём в определённой степени он был свойственен и для западных фирм, но по СССР, как менее богатому и развитому по сравнению с ведущими капстранами, он ударял в первую очередь.

Наряду с этим, существовали и опасения, что мотор, в производство которого были вложены с трудом выбитые заводом огромные средства, окажется неудачным, проявит конструктивные дефекты, деньги "вылетят в трубу", и за это придётся ответить руководству предприятия. Отсюда — очень долгий, подчас искусственно затянутый, процесс доводки каждой новой модели двигателя — взять хотя бы эпопею с моторами V6 разработки ЗМЗ, которые доводили так долго, что они за это время успели устареть и потерять актуальность, и в итоге пришлось начинать разработку полностью нового мотора (ЗМЗ-406).

Естественно, добавлялась и общая специфика брежневского времени, с его разросшейся выше всякого предела бюрократией. Напомню — в то время советские предприятия не имели права непосредственно размещать свои заказы на импортное производственное оборудование, все они проводились через головное министерство и Госплан, которые после длительных согласований и обсуждений далеко не всегда "давали добро" на закупку. До этого был период, когда работа предприятия на экспорт вознаграждалась в валюте, благодаря чему на некоторых заводах формировались собственные валютные фонды, которыми они могли распоряжаться по своему усмотрению — в том числе и для закупки импортного оборудования. Но к семидесятым годам этот порядок был отменён, а процесс закупок — жёстко централизован.

Н. Буненков, заместитель главного технолога Брянского автомобильного завода в 1971-1987 годах, рассказывает про сложный и бюрократизированный процесс "выбивания" современного оборудования для своего предприятия:

…на основании технических заданий составлялась сводная заявка, которая проходила целый ряд экспертиз в Гипроавтопроме, НИИТавтопроме. Последний рассматривал каждое техническое задание, проверял целесообразность заказа и технический уровень станка. Далее – Минавтопром и защита каждой позиции в СоюзГлавАвтотракторкомплекте, который, в свою очередь, защищал принятые заявки в Госплане СССР. Автоматические линии заказывались по Именному перечню Госплана СССР, и приходилось несколько раз добиваться совещаний в Госплане с нашим участием, чтобы решать вопросы выделения фондов и поставки автоматических линий.

…

Очень сложно обстояли дела с заказом оборудования по импорту – здесь требовалось получить еще и заключение Минстанкопрома о невозможности изготовления оборудования на его заводах.

…

Мне приходилось постоянно выезжать в Минстанкопром и на заводы Минстанкопрома для согласования технических заданий на проектирование и изготовление специальных станков и автоматических линий, решать вопросы поставки оборудования и добиваться выделения фондов.

Впрочем, такие сложности как раз и отражают то, насколько тяжело нашей стране доставалось такое производственное оборудование.

Менее развитые "периферийные" предприятия, вроде Ульяновского или Мелитопольского моторного заводов, вообще не могли позволить себе одномоментного полного технологического перевооружения, не имея ни приоритета внутри отрасли для заказа новых специализированных станков на отечественных заводах, ни валютных фондов для их приобретения за рубежом. Поэтому они довольствовались частичным переоснащением своего производства новыми станками при сохранении высокой степени технологической преемственности. В результате это выглядело как бесконечная модернизация одной и той же конструкции двигателя — хотя на самом деле развитие всё же шло, хоть и медленными темпами. Например, выпускаемые ныне в Ульяновске моторы семейства 421 по сути являются относительно новыми, разработанными в конце 1980-х годов (у них полностью свои блок и головка цилиндров, коленвал, распредвал и вообще практически все ключевые части), а совпадение по многим ключевым размерам, вроде расстояния между осями цилиндров или расположения шпилек головки блока, с выпускавшимися с 1950-х годов старыми моторами семейств 21А, 451 и 417 является следствием очень плавного процесса обновления станочного парка завода в прошлом, вынуждавшего сохранять основные параметры нетронутыми.

Как теоретический пример: если мы меняем только линию по выпуску головок блока, но оставляем старую линию по выпуску блоков цилиндров — мы остаёмся привязаны к старому межцилиндровому расстоянию и расстояниям между шпильками, иначе наша новая головка не налезет на старый блок; если через какое-то время мы захотим обновить и линию выпуска блоков цилиндров — то он тоже окажется вынужденно привязан к размерам головки. А вот на Мелитопольском заводе этот "порочный круг" удалось разорвать — там в конечном итоге всё же был освоен "с нуля" принципиально новый двигатель для "Таврии".

Наряду с этим, были у нас и двигатели, выпускавшиеся по более примитивным технологиям, без задействования автоматизированных линий для обработки их деталей, преимущественно на универсальных станках. Но ни один из них не был по-настоящему массовым. К примеру, выпуск мотора ГАЗ-3105 и его модификаций (V8 3,4 литра) составил в лучшем случае сотни экземпляров, если не вообще десятки. Собственно, именно колоссальный разрыв в затратах между малосерийным и массовым выпуском и сгубил многие из этих, самих по себе по сути вполне удачных, моторов — по тем или иным причинам они так и не смогли преодолеть этот рубеж (как правило либо ввиду сравнительно малой надобности в них, либо из-за наличия конструктивных дефектов, до устранения которых о массовом производстве речи быть не могло).

Итоги

Подводя итоги, можно сказать, что внедрение принципиально новых конструкций двигателей в отечественном автопроме происходило только в определённые периоды его развития и каждый раз было приурочено к открытию новых перспектив либо в сотрудничестве с иностранными партнёрами, либо в собственных возможностях по производству необходимого оборудования.

Первый пик внедрения принципиально новых конструкций двигателей произошёл в начале-середине 1930-х годов и был связан с покупкой за рубежом готовых моторов вместе со всей производственной оснасткой. Своё специализированное оборудование для эффективного массового производства двигателей у нас изготавливать ещё не умели, поэтому любое технологическое перевооружение в этой области было жёстко привязано к зарубежным закупкам. Тем не менее, возможности в этой области постепенно накапливались.

Второй пик произошёл в первые годы после Великой Отечественной войны, когда был налажен выпуск сразу целого ряда новых, либо глубоко модернизированных по конструкции и полностью новых по технологии производства, двигателей. На этом этапе закупки оборудования за рубежом (включая получение его по линии ленд-лиза, репарациям и т.п.) всё ещё играли заметную роль, но в целом советское машиностроение показало свою готовность к обеспечению автозаводов оснасткой для массового производства двигателей. Тем не менее, далее наступил резкий спад, связанный с переносом приоритетов в экономическом развитии и международной изоляцией СССР после начала холодной войны. В это время большая часть проектов в данной области сводилась к модернизации имеющихся двигателей.

К началу шестидесятых возможности самостоятельно разрабатывать и изготавливать сложные автоматические станочные линии для производства двигателей значительно расширились, а также открылся выход на некоторых зарубежных партнёров (выбор которых долгое время оставался весьма ограничен, резко сужая выбор доступных нам технологических процессов) — что позволило наладить массовый выпуск современных на тот момент двигателей для легковых и грузовых автомобилей.

В семидесятые годы в легковом автомобилестроении развитие шло по экстенсивному пути: резкое увеличение объёмов выпуска и ассортимента без значительного обновления модельного ряда. В грузовом же автомобилестроении, на которое был перенесён "центр тяжести" развития отрасли, удалось добиться большого успеха в виде освоения производства КамАЗа, в котором участвовали как иностранные партнёры, так и всё отечественное машиностроение.

Между тем, чем сложнее становилась конструкция и чем больше повышалось количество выпускаемых автомобилей — тем сложнее и дороже становилось используемое при выпуске их двигателей оборудование, и тем реже удавалось его заменить. Иными словами, росли возможности, но одновременно в ещё большей степени возрастала и сложность задач, стоявших перед отраслью. Поэтому, несмотря на некоторое повышение гибкости производственных процессов и значительное расширение ассортимента модификаций одной и той же конструкции двигателя, срок выпуска отдельно взятого их семейства не уменьшался, или даже увеличивался. Отчасти разорвать этот "порочный круг" удалось лишь с появлением гибких автоматических линий с ЧПУ, допускающих перенастройку в достаточно широких пределах.

Следующий пик внедрения в производство принципиально новых двигателей для легковых автомобилей начался лишь в 1980-е годы и был приурочен к освоению автозаводами полностью новых переднеприводных моделей — его плодами мы пользуемся вплоть до настоящего времени (остающиеся в производстве собственные моторы ВАЗ, семейство моторов на основе ЗМЗ-406 / Pro). Тогда же был освоен целый ряд выпускающихся до сих пор грузовых моторов (семейство УМЗ-421 / Evotech, различные дизели).

Сегодня, в рыночных условиях хозяйствования, появления каких-то принципиально новых конструкций массовых моторов ожидать в ближайшее время не приходится — более вероятным сценарием является использование старых производственных линий "до упора", а затем окончательный переход (а точнее, возврат на 80…90 лет назад) к выпуску моторов иностранной конструкции на иностранном оборудовании под контролем иностранных фирм. Современным владельцам предприятий моторостроения попросту более выгодно и безопасно вкладывать деньги в выпуск "проверенных" зарубежных конструкций, чем рисковать с имеющими непонятные перспективы собственными разработками. К тому же, условия эксплуатации и обслуживания автомобилей у нас и за рубежом стали намного ближе друг к другу, чем они были 30-40-50 лет назад, а значит и созданные в развитых странах конструкции оказались для нас более приемлемы.

[Последний абзац был написан ещё до всей этой истории с санкциями, "разворотом на Восток", и т.п.]

Вопросы и сомнения

В качестве послесловия, позволю себе усомниться в самом по себе исходном тезисе вышеизложенного — тем, что базовые модели двигателей у нас менялись и в самом деле редко:

— А так ли уж редко ?

В самом деле — можно привести множество примеров весьма "долгоиграющих" иностранных моторов, выпускавшихся на протяжении трёх-четырёх десятилетий и даже более: от нижнеклапанных Ford V8 (1932-1973, если учитывать производство в Европе для грузовиков) или "шестёрок" Chrysler (1924-1976 с учётом производства как стационарных двигателей) — и до вполне современного семейства Renault F-Type (в том или ином виде с 1982 по н.в.). Как видно, хорошо отработанными в производстве и показавшими свою надёжность в эксплуатации моторами не разбрасываются нигде.

— Было ли это большим минусом, и вообще — минусом, с учётом специфических потребностей эксплуатации автомобилей в нашей стране и сознательного отказа от прямой конкуренции внутри страны или с зарубежными производителями ?

Продолжение выпуска многих моторов, ставших "рекордсменами-долгожителям", было связано с тем, что они всё ещё оставались нужны народному хозяйству (ГАЗ-ММ, ГАЗ-52, ЗИЛ-157, М-408 и т.д.), но не в таком большом количестве, чтобы оправдать разработку и внедрение замены — или же полноценная их замена была и вовсе невозможна (хотя вопросы в некоторых случаях остаются — например, почему "не пошла" уже разработанная и выпущенная малой серией верхнеклапанная версия мотора ГАЗ-52).