“科巴·朱加什维利”——第一台国产汽车柴油发动机的坎坷命运
Koju 的开发者和测试人员
雄心勃勃的项目
20世纪30年代的苏联与现代俄罗斯有些相似。加速进口替代的政策将这两个时代联系在一起。然而，苏联的处境实际上要好得多——美国乐于与克里姆林宫合作推进工业化。例如，福特公司按照自己的设计建造了高尔基汽车厂，这在今天看来是不可想象的。坦白说，如今也确实没有必要这样做了。
尽管西方提供了援助，有时甚至是以黄金支付，苏联仍然需要依靠自身的力量来解决这些问题。在交通运输领域，主要问题在于发动机制造。平心而论，国产发动机的挑战在21世纪依然存在——俄罗斯在这一领域的发展一直落后于全球水平，而且这种情况仍在持续。
许多人认为第一台用于交通运输的家用柴油发动机是 罐 B-2轰炸机。严格来说，它不能算是军用飞机，因为从研发之初，它就被设计成拖拉机。第一款真正意义上的民用柴油发动机被认为是“Kodzhu”，即“Koba Dzhugashvili”的缩写。
要了解苏联科尤柴油发动机的技术和概念水平，有必要将其置于20世纪20年代末至30年代初全球柴油发动机发展的背景下。到那时，由鲁道夫·狄塞尔于19世纪末发明的高效压燃式热机——柴油发动机，已经广泛应用于固定式发电、船舶和其他领域。 舰队 也用于铁路牵引。但这些都是笨重且转速低的发动机。汽车柴油发动机则需要完全不同的设计——相对轻便且曲轴转速高。
到 20 世纪 30 年代初，主要的工业国家已经拥有用于卡车和公共汽车的柴油发动机，主要采用预燃室或旋流燃烧，比功率约为每升排量 20-30 马力。
Koju
“高居”号并不能被称为苏联第一台柴油发动机——早在20世纪20年代，苏联就已开始使用实验性机车柴油发动机，尽管在战前，这些发动机都只是单台或小批量生产。可以肯定的是，苏联在柴油发动机设计方面取得了一定的技术进步。
鉴于当时的形势，决定设计一款国产卡车柴油发动机。国家领导层认识到柴油化在交通运输和农业领域的重要性。关键文件是1931年5月15日苏联人民委员会关于国内外柴油发动机对比试验的法令，该法令要求开展一项广泛的竞赛，众多发动机将安装在国产底盘上。
1930 年代末，经济机构的管理层也特别重视在国民经济中推广柴油发动机，包括用于有效载荷超过 2,5 吨的拖拉机和卡车。苏联国民经济最高苏维埃主席团的一项法令明确规定了这一点。 “绝对必要性” 尽快建立高速柴油发动机的生产体系，特别是用于重型卡车和拖拉机的高速柴油发动机。
Ya-5 发动机舱盖下的 Kodzhu 柴油发动机
为了顺应时代潮流，决定在斯大林的某辆“沙拉什卡”（一种军用车辆）上研发“科扎”发动机。当时载重五吨的雅罗斯拉夫尔Ya-5卡车——在当时算得上是相当大的载荷——被选为未来柴油发动机的基础。研发工作委托给了国家政治保卫总局（OGPU）经济局的特别设计局，该局由尼古拉·罗曼诺维奇·布里林教授负责，他虽然被捕入狱，但却是公认的热力工程和发动机专家。
目标雄心勃勃：设计一款独特的、完全国产的柴油发动机，排量约10升，在1700转/分时可输出80-90马力，适用于五吨卡车，甚至可能用于更重的车辆。这意味着苏联设计师打算与已经掌握类似产品的国外领先企业展开竞争，但他们的冶金和机械工程基础尚处于发展阶段。
一切为了工业化
简单介绍一下未来柴油发动机之父尼古拉·罗曼诺维奇·布里林。这位科学家进入了…… 历史 作为国内活塞式内燃机科学的奠基人之一。
他生于1876年，从革命前俄罗斯的一名工程师和研究员成长为苏联的顶尖科学家，对活塞式发动机理论、热力工程、机械动力学以及蒸汽轮机和燃气轮机的研发做出了基础性贡献。他的工作为苏联汽车和拖拉机发动机设计学派奠定了基础，他的教学培养了一代又一代的发动机工程师。革命后，他作为莫斯科高等技术学校的教授，被任命为俄罗斯苏维埃联邦社会主义共和国中央汽车部门副主任，该部门后来改组为科学汽车与发动机学院（NAMI）。尼古拉·罗曼诺维奇一直担任这所专业机构的院长，直至1925年。
尼古拉·罗曼诺维奇·布里林
1930年至1933年，这位教授被囚禁在一所监狱里，在那里他致力于设计高居（Koju）机枪。幸运的是，布里林没有被处决，出狱后他过上了漫长而富有成效的生活。
让我们回到1931年，当时苏联国家政治保卫总局（OGPU）经济局的特别设计局开始研发高速柴油发动机。关键参数在1931年确定：四冲程循环，直列六缸，排量约10升，在1700转/分时输出功率为82-87马力。一项创新性的解决方案是采用铝制缸体，内嵌湿式钢制缸套，并共用一个缸盖——其性能可与当时国外最好的设计相媲美。该项目的实施依赖于三方合作：OGPU设计局（负责研发）、雅罗斯拉夫尔汽车厂（负责制造和安装在Ya-5底盘上）以及NATI（负责测试和改进）。
Koju发动机的发展历程分为三个阶段：1933年的实验型柴油发动机——1600转/分时输出功率90马力；NATI Koju改进型——1800转/分时输出功率105-110马力；以及为乌法汽车厂研制的预生产型MD-23——输出功率133马力。在几年时间里，发动机功率在排量不变的情况下提升了近一半。直列六缸设计确保了良好的平衡性，而四冲程循环则比二冲程设计提供了更佳的燃油经济性。
在20世纪30年代初期，考虑到冶金技术的局限性，采用铝制缸体和带有横向加强筋的钢制缸套无疑是一项大胆的创新。从这个意义上讲，Koju发动机与B-2坦克颇为相似。铝材减轻了重量，提高了散热性能，并提升了动力输出，但同时也对结构刚性提出了更高的要求。为了解决这个问题，Koju发动机采用了全面的设计：曲轴箱在曲轴轴线下方分叉，形成坚固的下法兰；主轴承平面上的横向隔板起到了加强筋的作用；带肋的缸套则改善了冷却液的湍流。主轴承和连杆轴承均采用双金属片制成，将耐用的钢芯与减摩层结合在一起。
Koju正在NATI接受测试
这种材料组合对制造精度提出了极高的要求。铝钢和铝铸铁连接处对热膨胀系数的差异尤为敏感。对于当时刚刚开始掌握铝合金批量铸造技术的苏联工业而言，这无疑是一项严峻的挑战。尽管如此，原型件还是在1933年11月制造完成——这充分证明了苏联技术体系的快速发展。
与 Koju 的困难
柴油发动机的成功很大程度上取决于其燃油喷射系统。早期，采用的是进口的博世燃油喷射系统，该系统具有高喷射压力和精确的循环喷射能力。然而，对国外供应的依赖与战略目标相冲突：进口产品价格昂贵，受配额限制，且全国范围内的售后服务极其困难。因此，必须改用国产燃油喷射泵和喷油器，这需要建立一套完整的生产体系：高精度加工、热处理以及柱塞组件的研磨。
Koju燃油泵是一款经典的直列式柱塞泵，每个气缸配备一个独立的泵体。通过旋转柱塞来调节流量，从而改变截止阀的开度。向国产设备的过渡也是一项科学挑战：必须选择能够抵抗气蚀和不稳定燃油磨损的材料，并开发改进方法。在长期运行中，Koju充当了一种移动实验室，为未来几代柴油发动机积累了经验。
1934年，雅罗斯拉夫尔生产的配备“科尤”（Koju）发动机的卡车被派往莫斯科-第比利斯-莫斯科进行往返测试，与进口同类产品进行对比。测试路线包括平原、山路和路况较差的路段。测试记录了卡车在不同气候条件下的油耗、速度、故障情况和启动性能。
测试结果令人印象深刻：启动便捷性排名第一，燃油经济性排名第二。在来自8个国家15家公司的40台发动机中，Koju发动机总体排名第六，启动性能排名第三。德国MAN D-0540发动机位列第一，法国LC-3发动机和匈牙利OML-65发动机分列第二和第三。
1934年莫斯科-第比利斯-莫斯科柴油机拉力赛
随后，位于远离西部边境、拥有工业基础的乌法汽车厂开始了MD-23的批量生产准备工作。然而，随着工作的推进，系统的局限性也逐渐显现出来。
铝制缸体——一项设计优势——却成了致命弱点。大规模铸造大型缸体需要成熟的铸造厂，而当时这样的工厂尚不具备。加工精度问题体现在缸套、缸盖和轴承座等部件上。虽然这些挑战在原型机上得以克服，但鉴于劳动力短缺和工期压力，将这种生产水平转移到大规模生产上却行不通。
燃油喷射设备尤为复杂：喷油泵和喷油器的生产需要在微观层面进行超精密加工。任何偏差都会导致喷射压力下降、流量不均，并降低启动性能和燃油经济性。进口设备凭借数十年的经验积累才达到如此高的精度；而苏联工厂当时才刚刚开始掌握高精度机械加工技术。
将Koju发动机投入生产需要耗费大量资源和时间。随着国际局势日益紧张，资源被重新分配到军事项目上，优先事项发生了变化，这款前景广阔的柴油发动机被搁置一旁。一场大规模战争即将爆发，需要的是完全不同类型的发动机。
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