坦克300发动机怎么样 (坦克发动机为什么大多是1500马力)

坦克自诞生至今,走过了一个世纪的路程。坦克的心脏——发动机,也经历了“汽油机化”“柴油机化”“柴燃争霸”三个发展阶段。此文简要介绍一下坦克发动机的发展历程。

“汽油机化”

早期坦克基本都使用汽油机,也有蒸汽动力的坦克。但由于蒸汽机有体积过大、热能效率低等缺点,蒸汽动力的坦克并没有量产。

英国“小游民”坦克和索姆河战役中首次出战的MK I坦克均使用了戴姆勒公司生产的直列6缸水冷汽油机,最大输出功率只有77kW,相比之下它的质量却约为28t,单位功率约为2.75kW/t,最大速度只有6KM/h。而且发动机噪声巨大,乘员车内无法用语言交流,只能通过手势交流,对外通讯设备也只能靠信鸽和车外步兵敲击坦克车体来传达,乔治·巴顿就曾在敲坦克时负伤。

坦克发动机简史及现状,坦克300发动机怎么样

“小游民”坦克

尽管早期坦克发动机很原始,但它开创了机械化战争的新时代。

第一次世界大战结束后到20世纪30年代后期,有些国家的坦克发动机主要是由航空发动机改装而来,如美国30年代中期开始研制、40年*开代**始生产的M3系列轻型坦克中的M3、M3A1、M3A2所使用的发动机是由美国大陆(Continental)公司生产的R-975-EC2或C1星型风冷汽油机,功率245kW,坦克单位功率已经达到了20kW/t,最高时速超过50KM/h。

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M3/M5轻型坦克使用的C1星型航空汽油机

德国从1936年装备的二号轻型坦克、1939年装备的三号中型坦克和之后的四号中型坦克以及1942年生产的五号中型坦克,均采用汽油机。英国30年代装备的轻型坦克和1940年开始生产的丘吉尔步兵坦克以及二战后装备的第一代主战坦克——“百夫长"主战坦克也都以汽油机作为动力。直到二战期间,绝大多数坦克都采用汽化器式汽油机。

从使用民用汽油机到使用专门设计的坦克汽油机,坦克发动机作为一门独立技术已日渐成熟。虽然汽油机有体积小、结构紧凑、成本较低和启动性能良好等优点,但是耗油量高的缺点阻碍了它在装甲车和重型车上的进一步发展。为了降低耗油量,德国、美国和英国都采用了燃料喷射式汽油机,而德国在这一技术上较为领先。二战末期,迈巴赫公司采用燃料喷射系统的HL230汽油机使五号中型坦克和六号Ⅱ型“虎王”重型坦克的功率从515kW提高到662kW,坦克的最大时速达到50km/h。二战中逐步发展的机械化战争使坦克成为了陆战的主角,因此坦克发动机劳苦功高。

“柴油机化”

早在20世纪30年代,有一些国家便研制出坦克用的柴油机,开创了坦克发动机“柴油机化”的先河。但性能较高的柴油机于50年代末才在坦克上广泛使用。至60年代,新装备的坦克都采用了柴油机。

最早使用柴油动力的坦克有波兰的7TP轻型坦克(1932年,采用德国的“绍勒尔”柴油机))和日本的八九式乙轻型战车(英文为Type89B,重约10t),二者均为轻型坦克,发动机的最大功率仅为73~110kW。速度也只有25km/h左右。虽然柴油机不是新发明,而且柴油机和汽油机都是往复活塞式内燃机,但二者具有明显差别——汽油机是火花塞点火式内燃机,柴油机则为压燃式内燃机,靠气缸内压缩空气形成的高温使柴油混合气自燃。

与汽油相比,柴油在运输、储存和使用的过程中更安全,而汽油机以汽油为燃料,非常容易着火,即使是油管受损,也可能引燃坦克,使坦克的战场生存率大大降低。另外,柴油机的耗油量要比同功率的汽油机低二至三成。坦克发动机从汽油机发展到柴油机,是历史的必然。

二战中,苏联的坦克发展却独树一帜,除了T-26、T-70等早期装备的坦克仍然使用汽油机,T-34系列中型坦克、KB-1重型坦克和“斯大林”系列重型坦克都采用了柴油机。T34-85中型坦克采用B2型 V形12缸水冷柴油机,在转速为1800r/min时功率为368kW,坦克单位功率为11.5kW/t,使T34-85能达到55km/h的最高时速,与当时的坦克相比具有较高的机动性。

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苏联装甲车辆的“传家宝”——B2系列柴油机

B2型柴油机是在1936年哈尔科夫机车制造厂试制的БД-2柴油机的基础上改进而成,通过100h的国家试验,于1939年量产。

1940年,B2型柴油机改进为B2-34柴油机,并用于T34-85中型坦克。

苏联还研制了B2-K柴油机,结构与B2-34区别不大,但功率强化到441kW(600马力)/2000r/min,作为KB重型坦克的动力。B2柴油机在*用军**履带车辆领域大致发展了20余种型号(包括直列6缸机型),用于40余种车型,在基本结构和体积大体不变的情况下,功率由368kW(500马力)提高到574kW(780马力),寿命由100h增加到700h。

在30年代研发B2柴油机时,苏联设计师们得到的要求就是该发动机在60年代前仍能处于世界坦克动力装置的领先地位!实践表明,该机满足了设计要求。

随着现代战争对坦克机动性的要求日益提升,该机最终不能满足主战坦克的要求。但因为种种原因,B2柴油机沿用至今,直到今天仍在苏系装甲车辆动力装置方面占有重要地位。

欧美国家在坦克柴油机上的发展也比较早。1927年英国里卡多公司就设计了一种装甲车柴油机,但是1935年才在MK3A和MK6E2坦克上使用柴油机。1934年德国为一号A轻型装备了柴油机,1934年试装克虏伯(Krupp)M601风冷柴油机,但因功率不足而终止。美国在1937年陆续完成了几种对星型航空发动机改用柴油的试验。M3A3、M3A5和M4A2坦克都装有2台功率为138kW的GMC6046型2冲程柴油机。但后因美国柴油供应不足,1946年首先用于M46中型坦克的是AV-1790汽化器式汽油机,继而改为AVI-1790燃料喷射式汽油机,至1959年才改为AVDS-1790柴油机。该柴油机的出现反映了当时世界坦克发动机柴油机化的发展趋势,至80年代初M1主战坦克服役之前,柴油机是坦克的最主要动力。

二战后,各国装备的柴油机逐步增多。从汽油机到柴油机的发展是一个渐变的过程,因为柴油机也有诸如工作噪声大、燃料燃烧不充分和低温条件下启动困难等缺点。直到柴油机逐步克服了这些缺点后性能大幅度提高,才全面取代汽油机。1960年,美国M60主战坦克的问世,标志着坦克动力装置“全面柴油机时代”的来临。目前,坦克的动力装置几乎全部为柴油机,开创了坦克柴油机的黄金时代。

20世纪七十年代后,应为科技的迅速发展,坦克柴油机的性能大幅提升,主要是采用了增压技术。增压柴油机的特点为喷油多、进气多,增大功率,效能是普通发动机的数倍。通过采用高增压、中间冷却、旁通补燃等多项技术措施,目前坦克柴油机已经达到相当高的技术水平。例如德国“豹”II系列主战坦克和法国AMX52“勒克莱尔”主战坦克的发动机最大功率度达到了1100kW的高水平,而且整个发动机的体积更小、结构更为紧凑。与体积约为一立方米的坦克发动机具有同级功率的民用柴油机体积约有一个集装箱大小。不过,这是以发动机强化程度高、使用期短和成本高为代价的。一台坦克发动机,使用时间只有500~1000h,而价格高达50万~100万美元。同样功率的民用柴油机可以工作5000h以上,价格还不到它的1/10。

中国的坦克发动机发展经历了修理、仿制、改进和自研阶段。在此期间内,中国从无到有逐步建立了比较完整的坦克发动机教学、科研、生产和管理体系,不仅有规模可观的*用军**发动机制造厂,还有研究测试方法较为先进的研究所,形成了一支具有较高水平的技术专业队伍。中国从50年代末开始仿制苏联B2 -54A坦克柴油机,从而试制成12150L系列发动机,并于60年代初开始装备,用于59式坦克及其他*用军**车辆,到现在亦发展了多种机型。70年代初期开始在12150L柴油机上应用涡轮增压技术,1974年研制出第一台初样机,经过10多年研制、试验和改进,涡轮增压的12150ZL柴油机于1987年生产定型,功率为537kW(730马力),用于80式主战坦克。70年代中期开始对西德KHD公司BF413系列发动机进行许可证生产,70年代末研制了6V150柴油机。80年代中期又进行了MTU公司396系列柴油机的许可证生产,所有这些发动机都广泛用于军、民用领域。

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德国MTU系列增压柴油机

,从20世纪30年代末至21世纪前10年的70年间,坦克柴油机经历了70年以上的使用年限。毫无疑问,“柴油机化”是坦克发动机的主旋律。

“柴燃争霸”

尽管燃气轮机到80年代初才首次装备M1系列主战坦克,但早在1872年,德国人施托尔策就设计了一台燃气轮机,并于1900~1904年进行了试验,但因始终未能脱开起动机独立运行而失败;1905年,法国人勒梅尔和阿芒戈制成第一台能输出功的燃气轮机,但因效率太低而未获得实用。

二战结束后西德就进行了坦克燃气轮机的研究,而法国首先在坦克上安装燃气轮机并进行了试验。英国在1954年举办的一个军事技术装备样品展览会上展出一辆安装由帕森斯(C.A.Parsons)公司研制的735kW燃气轮机的试验型“征服者”重型坦克。苏联在60年代进行了燃气轮机装车试验;70年代初研制的燃气轮机坦克曾在乌克兰哈尔科夫野外试验中心试验。1980年,美国将AGT-1500型燃气轮机装到M1系列主战坦克上,标志着坦克动力装置“柴燃争霸”时代的开始。

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M1系列主战坦克的AGT-1500型燃气轮机

燃气轮机可以认为是一种“结构复杂、原理简单”的内燃机。由于它的工作温度高,各机件只有旋转运动而没有往复运动,故可以使工作涡轮达到22500r/min的极高转速,输出功率较高。相比柴油机,燃气轮机的优点较多。一、结构简单、重量轻、体积小。其总零件数比柴油机少30%,运动件只有柴油机的1/5,轴承数是柴油机的1/3,密封件和齿轮数是柴油机的一半。二、维修简便。该燃气轮机采用模块化设计方法,且便于从上面接近,附件的修理和更换无需拆卸发动机,约2/3的维修工作不需挪动发动机;吊装方便,1h内可以取出发动机并重新安装好;机油消耗量仅为柴油机的1/10,不需定期更换机油和机油滤清器。三、冷起动性能好。燃气轮机摩擦件少,起动力矩较小,可以使用轼率较小的起动电机。该燃气轮机在-31℃的低温下不需预热即可启动;“豹”II系列主战坦克的MB873柴油机在-18℃条件下需要预热才能启动。4.负荷反应快。燃气轮机从惰转达到全功率运转的时间短,只要燃料稳定燃烧,部件就可达到工作温度,很快就可输出全功率,因而可提高坦克加速性。该燃气轮机从惰转到输出全功率只需2.5s,而柴油机需要2~3倍的时间。 5.扭矩特性好。燃气轮机(双轴或三轴结构)的扭矩随动力涡轮的转速降低而增大,具有良好的越野性能。因扭矩储备系数大,可以简化传动装置。对于液力机械传动而言,可以减少使用液力变矩器的时间,因而可减少传动装置的散热量和提高传动装置的效率。6.多种燃料性能好。该燃气轮机常用的燃料是1号、2号柴油和4号、5号喷气机燃料,急需时可使用汽油、煤油。如需改变燃料,只需根据燃料的比重转动驾驶室中的刻度盘,操作方便。7.排烟少、振动小、噪声低。