Eksportowy silnik

Władze kraju liczyły na eksport ciężarówek Star i pomóc w tym miał silnik wysokoprężny.

W 1953 roku Zakłady Starachowickie po raz pierwszy wysłały ciężarówki za granicę: 448 Starów trafiło do Chin. W kolejnym roku Motoimport sprzedał już 904 samochody: do Chin, Bułgarii i Albanii. Niestety następny rok już nie był tak dobry, odbiorcą pozostały tylko Chiny, które kupiły 458 samochodów. Klienci narzekali na jakość aut, a najwięcej krytyki budził przegrzewający się silnik. Według fachowców z Biura Konstrukcyjnego Przemysłu Motoryzacyjnego rozwiązaniem mógł być silnik wysokoprężny. Nie tylko pracował przy temperaturach niższych niż jednostka benzynowa, ale na dodatek potrzebował taniego paliwa, którego zużywał mniej niż silnik iskrowy benzyny.

Rządowe polecenie

Idąc za wskazówką konstruktorów, Centralny Zarząd Przemysłu Motoryzacyjnego zarekomendował Ministerstwu Przemysłu Ciężkiego przygotowanie produkcji diesla, który stawał się standardem i na całym świecie wypierał w ciężarówkach silniki iskrowe. Starachowicka Fabryka Samochodów Ciężarowych została do wytwarzania diesla zobowiązana uchwałą Prezydium Rządu Nr 588/55 z 27 lipca 1955 roku.

Rządowy program zakładał, że na koniec nowej 5-latki, czyli w 1960 roku, z fabryki wyjedzie 15,5 tys. samochodów, 3700 kombajnów rolniczych oraz 2 tys. silników samochodowych luzem.  

Już w sierpniu 1955 roku kierownik działu silników BKPMot Edward Loth otrzymał polecenie skonstruowania silnika wysokoprężnego do Stara o mocy podobnej do jednostek benzynowych, czyli 90-100 KM.

Prace ruszyły w tym samym miesiącu. Konstruktorzy pracowali nad 6-cylindrowym, rzędowym silnikiem S53 o mocy 100 KM z pojemności 5,65 l (średnica 100 mm, skok 120 mm) oraz większej wersji oznaczonej S530 o mocy 120 KM z pojemności 6,23 l (średnica 105 mm i skok 125 mm).

Projekt silnika S53 został zatwierdzony w lutym 1956 roku, a projekt techniczny cztery miesiące później. Aleksander Rummel w książce „Polskie konstrukcje i licencje motoryzacyjne w latach 1922-1980” opisywał przygotowane przez zespół Lotha diesle jako silniki „dość oryginalne, gdyż łączyły w sobie cechy konstrukcyjne benzynowego silnika sportowego (kadłub aluminiowy, poprzeczne ściągi śrubowe pod łożyskami głównymi oraz wałek rozrządu umieszczony w górnej części kadłuba, napędzany kilkoma kołami zębatymi) z ciężarowym silnikiem wysokoprężnym”.

Rummel proponował zastąpienie aluminiowego kadłuba żeliwnym. Jednak CZPMot nie zgodził się. W Polsce nie było odlewni żeliwa o wolnych mocach produkcyjnych, która mogłaby podjąć się dostaw żeliwnego kadłuba. Natomiast aluminiowe mogła dostarczać odlewnia Warszawskich Zakładów Mechanicznych Nr 1 im. Marcelego Nowotki na Woli. Miała dużą odlewnię w hali o powierzchni 18 tys. m kw. i już od 1954 roku szukała produkcji zastępczej, ponieważ MON gwałtownie zmniejszył liczbę zamawianych czołgów.

Tymczasem w 1957 roku prototypownia BKPMot wykonała pierwsze cztery prototypowe silniki, z których dwa (S53M) miały wtrysk bezpośredni z komorą spalania zbliżoną do komory Saurer, natomiast dwa pozostałe (S53K) wtrysk komorowo-bezpośredni typu Air-Flow Perkinsa.

Przygotowania fabryki

Równolegle z pracami nad S53, starachowicka fabryka przebadała w prototypowym Starze 25 zagraniczne wzorce firm: Perkins, BMC, Meadows, Commer, Leyland, MAN i Barreiros. Ministerstwo obawiało się, że w razie niepowodzenia własnej konstrukcji fabryka zostanie bez produktu i w rezerwie miało licencję. Na przełomie 1957 i 1958 roku oferty złożyły firmy: Commer, BMC, Meadows i Perkins.

Fabryka oceniła, że technicznie najwłaściwsze były Commer i Perkins. Perkins nie wymagał żadnych zmian konstrukcyjnych podwozia, natomiast dla szerokiego Commera niezbędna była modyfikacja ramy.

Konstruktor silników Zbigniew Koenig wspominał, że najlepszy okazał się Perkins, jednak brak dewiz oraz obiecujące rezultaty badań pierwszych prototypów S53 zachęciły do skoncentrowania się na rozwoju krajowego silnika.

Po wstępnych badaniach obu wersji diesla, Centralny Zarząd Przemysłu Samochodowego (który zastąpił CZPMot) zdecydował 10 czerwca 1958 roku, że do produkcji wejdzie odmiana S53K. Jej dokumentacja trafiła do FSC Starachowice w lipcu 1958 roku.

Diesel polskiej konstrukcji miał 105 KM (benzynowy 85 KM) i palił 16 l/100 km przy 2-tonowym obciążeniu. Starachowiczanie zwracali uwagę, że „nawet podczas forsownych jazd grzeje się minimalnie”, czyli mógł sprostać wymaganiom rynków eksportowych.

Dział Głównego Konstruktora zakończył w październiku 1958 roku projekt zabudowy silników Barreiros do autobusu San H01. Te prace utraciły znaczenie produkcyjne, miały jedynie dać inżynierom doświadczenie. Barreiros był licencyjną, hiszpańską wersją Perkinsa.

Konstruktorzy FSC wykonali do 10 listopada 1958 roku wstępną analizę technologiczności silnika S53. W tym samym miesiącu prototypownia BKPMot rozpoczęła wytwarzanie serii 15 sztuk S53, którą ukończyła w drugim kwartale 1959 roku.

Zjednoczenie Przemysłu Motoryzacyjnego, które w lipcu 1958 roku zastąpiło CZPSam przewidywało, że próby i badania potrwają do 1961 roku, a produkcja ruszy dwa lata później.

W 1959 roku starachowickie Biuro Konstrukcyjne TK opracowało dla produkcji fabrycznych prototypów dokumentację, która stanowiła z kolei podstawę do przygotowania oprzyrządowania technologicznego. Szef Działu Technologicznego TT Leon Możejko zapewniał w kwietniu 1959 roku, że roboty jest multum, ponieważ FSC zamierzała do 1 grudnia 1959 roku przygotować dokumentację produkcyjną diesla.

Fabryczne prototypy

FSC zaplanowała produkcję 15 prototypowych diesli S53. Prototypownia otrzymała dokumentację we wrześniu 1958 roku. Kierownik Wydziału Montażu Prototypów, Kazimierz Więcek wspominał, że zadanie było bardzo trudne, ponieważ prototypownia nie dysponowała odpowiednimi maszynami. – Nie mieliśmy wytaczarki, która z jednego podejścia obrobi 7 gniazd łożysk głównych. Wydział posiadał tylko przedwojenną, małą amerykańską wytaczarkę. Marian Zmyj zgłosił się, że wykona zadanie. Był więźniem Auschwitz i w czasie okupacji pracował w fabryce Junkersa obrabiając bloki silników lotniczych. Uważałem zadanie za niemożliwe do zrobienia. Obawiałem się, że rozwiercając blok z dwóch stron, osie obrobionych panewek miną się i wał się nie będzie kręcił. Nie było jednak wyjścia i założyliśmy się o pół litra. Włożyliśmy wał, tu i tam puknęliśmy i się jednak obracał. To było nocą i chyba szlifierz poleciał na melinę. Po kielichu się napiliśmy – wspominał Więcek.

Wyzwaniem było także wytoczenie wału korbowego. Został zrobiony ze stalowego walca o masie 700 kg, który po obróbce ważył 60 kg. „To nie lada wyczyn, bo diesel wymaga dużej precyzji wykonania” podkreślał Andrzej Nowak w zakładowej gazecie Budujemy samochody.

Więcek zaznaczał, że w prototypowni pracowali wysokiej klasy fachowcy. Potrafili wytaczać, obtaczać, hartować indukcyjnie czopy (na maszynach działów produkcyjnych), szlifować – wymieniał Więcek.

Zrobienie pierwszego fabrycznego prototypu zajęło 8 miesięcy. Ostatnie 3 noce na wydziale spędzili kierownik sekcji silników Działu TK inż. Edward Janikowski oraz mistrz Kazimierz Więcek. Pomagali w pracach Antoni Baumel, mistrz Jurkiewicz, monter tow. Barankiewicz. – Widziałem to zaangażowanie ludzi w montaż silnika, więc nie było mowy, żeby przed próbnym uruchomieniem oddać do go sekcji badań silników. Była już noc, ale wspawaliśmy na przedwojennej tokarce (Poręba) uchwyty, prototyp przez tokarkę podkręcił się, poprowadziliśmy wąż gumowy od kranu z wodą, odpływ puściliśmy do umywalki, a rurę wydechu wystawiliśmy za okno. Na kapilarę ustawiłem wtrysk. Pyk i za pierwszym razem silnik ruszył. Mało co nie popłakaliśmy się z radości – wspominał Więcek.

To był ostatni dzień kwietnia. Rano była sensacja. – Przyszli do nas dyrektorzy, silnik znów zagdakał i silnikowcy o mało mnie nie zjedli. A mi chodziło o satysfakcję dla ludzi – tłumaczył Więcek.

Pierwszy prototyp trafił do autobusu San, kolejne dwa do Starów. S53 miał założone 100 KM, ważył 480 kg, czyli o 130 kg więcej od benzynowego S42 i zużywał 16 l oleju napędowego. Zastępca Głównego Konstruktora Józef Szafraniec przewidywał, że Star z dieslem oznaczony będzie 26 lub 27.

Przygotowania produkcji

Trzy Stary diesle i osobny silnik pojechały na wystawę przemysłu polskiego do Moskwy we wrześniu 1959 roku, zorganizowaną z okazji XV-lecia PRL. Wystawowy silnik stanął na podeście, na czterech niklowanych nogach. Pod silnikiem było lustro i wyglądał na lekki, jakby się unosił w powietrzu, co w udany sposób podkreślało zastosowanie aluminiowego kadłuba. – Stanowisko wymyślił kierownik prototypowni Antoni Baumel – zaznaczał Więcek.

Tymczasem fabryka przygotowywała się do produkcji nowości. – Pierwsza seria 500 silników S53 ma być zmontowana pod koniec 1960 roku – przewidywał przewodniczący Rady Robotniczej Wiesław Gruszecki.  

Na podstawie zawartych w uchwale Nr 588/55 wytycznych, Biuro Projektów i Studiów Budownictwa Przemysłowego w Warszawie przygotowało projekt rozbudowy zakładu, zatwierdzony 26 maja 1957 roku przez Ministerstwo Przemysłu Ciężkiego.

Rząd przewidział nakłady w wysokości 705 mln zł, za które FSC miała wzbogacić się o nową odlewnię (odlewnia A), silnikownię, Wydział Doświadczalny i mniejsze obiekty i urządzenia jak stołówka, kompresorownia, laboratorium, filtry na wielkim piecu i kostka na drogach wewnętrznych.

Zaprojektowana z elementów prefabrykowanych hala silnikowni o wymiarach 169 x 84 m miała 14 tys. m kw. i kubaturę 120 tys. m3. Problemy z wykonaniem planu inwestycyjnego zaczęły się natychmiast po uruchomieniu programu rozbudowy.

Już latem 1957 roku minister przemysłu ciężkiego Kiejstut Żemajtis w rozmowie z pracownikami FSC ostrzegł, że „Na rok 1958 my określiliśmy w planie na 107 mln zł a przyznano nam wstępnie tylko 35 mln zł. Rzecz jasna przy tak okrojonych do minimum nakładach inwestycyjnych nie moglibyśmy sprostać postawionym nam zadaniom.”

W czwartym kwartale 1957 roku KPZB domagało się od Ministerstwa Budownictwa koparki, od czego uzależniało wykonanie wykopów pod nową silnikownię. Roboty jednak ruszyły i warta 29 mln zł hala silnikowni miała być oddana do użytku w stanie surowym w 1958 roku. Biuro Projektów Budownictwa Specjalnego przygotowało dla FSC plany do 1960 roku warte 400 mln zł.

W Zakładach Dolnych najpoważniejszą inwestycją była nowa hala Odlewni A. W 1957 roku wykonano dla niej wszystkie stopy fundamentowe, zaś budowlani oddali z rocznym opóźnieniem obiekt w stanie surowym łącznie z pomieszczeniami pomocniczymi jak biura, pomieszczenia socjalne i rozdzielnia. Podobny poślizg zanotowały prace przy silnikowni. Współcześni tłumaczyli opóźnienia i mniejszy zakres robót radyklanym obcięciem funduszy. Ostatecznie zakład otrzymał 401 mln zł, czyli 56,8 proc. sumy preliminowanej uchwałą nr 588/55.

Specjalne maszyny

Nie udało się ruszyć z produkcją S53 w 1960 roku, pojawiła się jedynie seria próbna. W połowie listopada 1961 roku FSC rozpoczęła montaż pierwszych stu silników wysokoprężnych drugiej serii próbnej. „Silniki te mają w najbliższych latach całkowicie zastąpić silniki benzynowe. (…) W stosunku do benzynowych cechuje je dwukrotnie większy okres przebiegu między remontami. W przyszłym roku produkcja silników wysokoprężnych w FSC wyniesie 2 tys. sztuk, a pod koniec 5-latki ok. 15 tys. sztuk rocznie, eliminując całkowicie dotychczasową produkcję silników benzynowych” informowało Słowo Ludu z 11-12 listopada 1961 roku. Dodawało, że diesel trafi przede wszystkim do autobusów San.

Koenig wspominał, że silniki obu serii próbnych wykazały błędy konstrukcyjne i technologiczne, zatem konstruktorzy BKPMot i FSC wprowadzili kilkaset zmian. Wyeliminowały one zasadnicze błędy i przystosowały konstrukcję do możliwości produkcyjnych fabryki.

Następna seria próbna została wykonana w 1962 roku, a produkcja seryjna ruszyła rok później, jeszcze metodami obejściowymi, ponieważ fabryka nie otrzymała zadaniowych maszyn od obróbki bloku, głowic, wału korbowego i wałka rozrządu.

Dostawcy musieli przygotować komponenty. Warszawskie Zakłady Mechaniczne nr 2 uruchomiły produkcję pomp wtryskowych na licencji austriackiej firmy Friedmann-Maier. W Gdańsku (późniejszy Bimet) ruszyła produkcja cienkościennych panewek na licencji brytyjskiej firmy Vanderwell. Kielecka Iskra uruchomiła wytwarzanie świec żarowych.

W styczniu 1964 roku nadeszły z brytyjskiej firmy Archdale do Starachowic wielkie skrzynie z automatyczną linią obróbki kadłuba silnika wysokoprężnego. Składanie maszyny zajęło kilka miesięcy, do jesieni. – Na gwałt potrzebne były matryce i mnóstwo przyrządów. Cały tydzień nie odchodziłem od obrabiarek, aby na czas przygotować elementy, z którymi nie wyrobiła się narzędziownia. Szesnastu nas wytrzymało takie tempo, ale nie było innej rady – wspominał ślusarz Henryk Buczek.

Nowa silnikownia otrzymała oznaczenie H3. – W obiekcie zlokalizowana była obróbka mechaniczna części silnikowych począwszy od korpusów silnika do dźwigienek zaworowych, łącznie z hartowaniem indukcyjnym wałów korbowych i wałków rozrządu – tłumaczył Edward Zakościelny, który zaczynał pracę w FSC właśnie od montażu S53.

Na wydziale H3 znajdowały się dwa pasy montażowe: jeden do montażu silników benzynowych S47 i drugi do S53. – Z obróbki mechanicznej części wędrowały do magazynu części do montażu, który znajdował się między oboma pasami montażowymi. Prostopadle do obu pasów (linii montażowych) zlokalizowana była nowoczesna lakiernia gotowych silników.

Oba pasy montażowe miały system pracy stanowiskowej, podzielonej na konkretne operacje montażowe, zsynchronizowane ze sobą. W określonym czasie taśma przemieszczała się o jedno stanowisko – opisywał Zakościelny.

Białe fartuchy

Dodawał, że praca w wydziale silników była traktowana jako nowoczesna i świetnie zorganizowana. – W innych wydziałach było podobnie, np. wydział H4 otrzymał nowoczesne maszyny do obróbki mechanicznej oraz nowoczesną hartownią części należących do zespołów napędowych. Nie brakowało wycieczek z całej Polski zainteresowanych najnowszą technologią w przemyśle motoryzacyjnym. Dla podniesienia rangi i precyzji montażu mieliśmy białe fartuchy. Starczyło tej bieli praktycznie na 2 dni. Później wisiały w szafkach, a dopiero jak szła delegacja, przebieraliśmy szaro-granatowe drelichy na białe – wspominał Zakościelny.

Władze niepokoiły się powolnym rozruchem produkcji diesla. I sekretarz Komitetu Fabrycznego PZPR w FSC Mieczysław Zientek zwracał uwagę w listopadzie 1964 roku, że pomimo zakupu wartej 80 mln zł dewizowych linia automatycznej obróbki kadłuba i głowic, w 1964 roku fabryka nie wykona planowanych 3 tys. silników wysokoprężnych. „Pod znakiem zapytania jest także wyprodukowanie 5 tys. diesli w 1965 roku. Silniki są niezbędne do kombajnów i autobusów San” zauważał Zientek.

Opóźnienie tłumaczył brakiem aluminiowych kadłubów z Nowotki (odsetek reklamacji sięgał 70 proc. w poszczególnych dostawach) i aparatury wtryskowej z Zakładów Mechanicznych nr 2 w Warszawie.

Na początku 1965 roku w H3 wprowadzono kołyski, w których montowano silniki wysokoprężne. Wyeliminowało to uszkodzenia osprzętu silnika. Zastosowano też chwytaki do przenoszenia gotowych silników.

Tymczasem użytkowanie Stara z silnikiem benzynowym powodowało znaczne straty. Wyprodukowane w rok Stary benzynowe zużywały rocznie paliwa za 450 mln zł więcej od diesli.

Wyczekiwany diesel trafił do oferty eksportowej. W 1964 roku Motoimport wysyłał 520 Starów 27 do ośmiu krajów na różnych kontynentach. Głównym odbiorcą była Bułgaria, za nią Indonezja, Kuba, Korea, NRD, Egipt, Syria, Wietnam, Czechosłowacja.

W kolejnym roku fabryka sprzedała za granicę 832 samochody, w 1966 roku 1059, w następnym 670 i w 1968 roku 462 samochody. Oferta FSC była niekonkurencyjna, a S53 zebrał sporo krytyki. Tygodnik Motor już wiosną 1963 roku cytował kierowców wysokoprężnych Starów, że rozruch silnika jest bardzo trudny. ZPMot nie zaplanował produkcji części zamiennych do S53, więc brakowało ich nawet dla napraw gwarancyjnych Sanów 27.

Druga wersja diesla

Koenig przyznawał, że S53 często psuł się i okazał się nietrwały. Przebiegi do naprawy głównej sięgały średnio 80 tys. km. Zdarzało się, że nieprzeszkolone warsztaty źle wykonywały naprawy, obsługa często także pozostawiała wiele do życzenia.

Konieczna była modernizacja silnika. S53 uzyskiwał założone 100 KM przy dymieniu 6 stopni w skali Boscha, co wpływało niekorzystnie na układ tłok – pierścień – tuleja oraz wtryskiwacze, nie mówiąc o skażeniu środowiska.

Na szczęście BKPMot przygotował też większą odmianę S530, badaną od początku dekady. Rozwiercona wersja do 105 mm osiągała 125 KM przy takim samy dymieniu, natomiast przy ograniczeniu mocy do 100 KM dymienie malało do 4 stopni, a moment obrotowy wzrósł o 20 Nm do 324 Nm w stosunku do S53 i miał korzystniejszy przebieg. Jednostkowe zużycie paliwa zmniejszyło się do 278 g/kWh z 319 g/kWh. Masa silnika zmalała o 20 kg do 460 kg.

Zmodernizowany silnik oznaczony S530A trafił do produkcji w 1968 roku pod oznaczeniem fabrycznym 338. W tej konstrukcji świece żarowe konstruktorzy przenieśli z kolektora ssącego do komory spalania, zmienili mocowanie dźwigni zaworów i pokryw głowic, co ułatwiło obsługę. Zmienili materiał korbowodów i zaworów ssących, filtr bocznikowy otrzymał dwa wkłady, zastosowali nowy tłumik drgań skrętnych wału korbowego i zmielili jego mocowanie, zastosowali na uszczelki podgłowicowe importowany Klingeryt. Koenig podsumowywał, że S530 mniej dymił, dawał większą dynamikę i nie zapiekały się w nim pierścienie i końcówki wtryskiwaczy. Silnik 338 napędzał Stara 28, ale i ten model, choć z nową kabiną, nie podbił rynków eksportowych.

Komisja Planowania założyła, że w 1967 roku FSC zbuduje 5 tys. diesli, z tego połowa będzie napędzać kombajny zbożowe. Na początku marca 1967 roku fabryka fetowała wyprodukowanie 10-tysięcznego diesla, jednak planu nie wykonała, podobnie jak w kolejnym roku, gdy miała wypuścić 10 tys. tych silników. Dopiero w 1969 roku fabryce udało się przekroczyć magiczną granicę 10 tys. diesli.

Kolejne modyfikacje nadeszły po uruchomieniu silnika 359 w połowie lat 70, gdy fabryka unifikowała niektóre komponenty nowego silnika z 338. W 1983 roku FSC zmieniła kadłub z aluminiowego na żeliwny i zmodyfikowała oznaczenie silnika na 338M, a produkcja trwała jeszcze 5 lat: ostatnie Stary 28 z silnikiem 338M zjechały z linii produkcyjnej pod koniec 1988 roku.

Autor dziękuje Kazimierzowi Więckowi, Kazimierzowi Wysockiemu i Edwardowi Zakościelnemu za pomoc w zebraniu materiałów.

T&M nr 9/2021

Tekst: Robert Przybylski

Zdjęcia: Narodowe Archiwum Cyfrowe, archiwum Przemysłowego Instytutu Motoryzacji.