[转帖]坦克装甲车辆发动机

来源：百度文库编辑：超级军网时间：2024/04/26 13:24:01

发动机是一种将不同工质的热能转化为机械能的作功机械。按作用原理，可分为内燃机和外燃机。按结构型式，可分为旋转式和往复式。现在坦克装甲车辆上应用的发动机主要是往复式柴油机和旋转式燃气轮机。在车辆上，发动机是动力源，是车辆最重要的部件。对于战斗车辆，发动机的重要性不仅在于提供驱动功率，决定车辆机动性，而且在于它的外形尺寸、燃油经济性以及在车辆上的安装位置与战车的生存力有着密切关系。各国军用车辆发动机的发展方针，基本上都是集中主要力量优先发展高性能战斗车辆发动机，运输车辆或特殊用途车辆的发动机通常是选用民用发动机或采用改进的民用发动机或与战斗车辆发动机同系列的低功率发动机，本手册主要论及战斗车辆发动机。 发展情况 对战车发动机的历史回顾，应追溯到1916年索姆河畔出现的第一辆英国MK1坦克采用的直列6缸汽油机(77kw,1000r/min)。此后从第一次世界大战后直到30年代末，一些国家的坦克发动机主要是改装的航空发动机，如美国30年代中期开始研制、1940年生产的M3系列中型坦克的M3、M3A1和M3A2装用的大陆(Continental)公司R-975-EC2或C1星型风冷汽油机(245kW)，M4系列中型坦克的M4、M4A1装用的大陆公司R-975-C1或C4星型风冷汽油机。但M3系列中的M3A3和M3A5中型坦克已采用了2台GMC-6046直列水冷柴油机。德国从1936年装备的PzKpfW2系列轻型坦克开始直到1939年装备的PzKpfW3中型坦克和二次世界大战中德国坦克部队主要装备的武器—PzKpfW4坦克，最后至1942年成批生产的PzKpfW5系列坦克，全都采用汽油机。英国30年装备的轻型坦克至1940年开始生产的邱吉尔(Churchill)坦克直到1947年装备的逊邱伦(Centurion)坦克也都以汽油机作动力，所以直到二次世界大战期间，绝大多数坦克采用汽化器式汽油机。 汽油机虽然有较小的体积、较低的比重量和生产成本以及较好的起动性能，但燃油消耗率高的致命缺点阻碍了在坦克上应用。为了满足提高功率和降低油耗的需要，德、美、法、英等国都先后采用燃料喷射式汽油机。德国早在1940年的VK3001坦克样车发动机上开始研制燃料喷射系统，至二次世界大战结束，采用燃料喷射系统的玛依巴赫(Maybach)公司的HL230汽油机使虎2(Tiger 2)和美洲豹(Panther)式坦克的功率从515kW提高到662kW。 尽管30年代中期甚至更早些时候少量柴油机已悄悄进入坦克动力行列，但性能较高、专为坦克设计的柴油机于50年代末才在坦克上广泛使用。至60年代，新装备坦克都采用了柴油机，实现了坦克发动机的柴油机化。 英国里卡多(Ricardo)公司早在1927年就设计了一种装甲战车用柴油机，但到1935年才在MK3A、MK6E2坦克上装用柴油机。德国于1932年为PzKpfW1A装甲战车设计柴油机，1934年试装克虏伯(Krupp)M601风冷柴油机，因功率不足而终止。1939年戴姆勒—奔驰(Daimler-Benz)公司研制MB809坦克柴油机(V型，25.5L，294kW，2100r/min)，仅至样机阶段而结束。1940年还研制了38t歼击坦克用的塔特拉(Tatra)111型风冷柴油机亦未正式应用。苏联约在1932～1933年间开始研制坦克柴油机。1936年哈尔科夫(Харьковский)机车制造厂试制成的БК-2柴油机是一种4冲程12缸水冷柴油机， 294kW，转速2000r/min，对该机改进后，于1939年正式诞生了B2柴油机，装备于BT-7M坦克。该柴油机了是在航空发动机基础上设计的，与当时的甚至50年代末的其他国家柴油机相比，在单位体积功率、比重量等主要指标方面是出类拔萃的，直到今天仍然在苏联坦克和装甲车辆动力装置方面占重要地位。美国在1937年完成了几种对星型航空发动机改用柴油的试验。M3A3、M3A5和M4A2中型坦克都装用2台功率为138kW的GMC6046型2冲程柴油机。但后因美国柴油供应受限制，1946年专为坦克设计的首先用于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年才演变为AVDS-1790柴油机。该柴油机的出现标志了当时世界坦克发动机柴油机化的发展趋势。二次世界大战以后，进入装备的柴油机逐步增多，至80年代初M1坦克服役以前，柴油机是装备坦克的唯一动力。 中国坦克发动机的发展经历了修理、仿制、改进和自行设计阶段，已有30多年历史。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、管理体系，不仅有了相当规模的军用发动机制造厂，而且还有了研究测试手段比较先进的专业研究所，培训并形成了一支具有相当水平的技术专业队伍。12150L系列发动机是一种4冲程水冷直接喷射式柴油机系列，其基型机于50年代末开始仿制、60年代初装备。至今已发展了多种机型。70年代中期以后开始对联邦德国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。 燃气轮机尽管到80年代初才首次装备M1坦克，但研究工作40多年前就已开始。二次世界大战结束后联邦德国就进行了坦克燃气轮机的研究，法国首先在坦克上安装燃气轮机进行了试验。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燃气轮机的试验型康克洛重型坦克。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；1984年装备的T-80坦克采用了约735kW燃气轮机。继M1坦克用的AGT-1500燃气轮机以后，美国还研制了几种车用燃气轮机： 1.GT601(551kW) 70年代国际工业燃气轮机(ITI)公司专为卡车研制的回热式双轴燃气轮机，1980～1986年间进行了广泛的装车试验，现已达工程生产阶段。 2.1801燃气轮机(约1780kW)70年代末国际伽莱特涡轮(Garrett Turbines international)公司以GT601为基础设计的坦克燃气轮机，主要指标是功率1780kW、燃油消耗率286kg/kW·h、单位体积功率1147kW/m3，但仅进行到“纸面研究”阶段。 3.AVCO 650(478kW) 70年代初由阿夫柯-莱卡明公司自费研究，以LTS101直升机燃气轮机为基型，当时着眼用于HIMAG和HSTV(L)试验车，也曾设想用于轻型装甲车辆并改装M41、M47、M48等坦克。 4.LV100燃气轮机推进系统这是美国为研制第四代主战坦克动力装置的先进整体式推进系统(AIPS)规划的一部分，现正处于技术示范阶段，正在与XAP-1000柴油机推进系统竞争研制。 三角形旋转活塞转子发动机，亦称汪克尔型转子发动机是一种三角活塞(转子)沿壳体内表面作行星运动的旋转式内燃机。由于结构简单、零部件少、单位体积功率大、比重量小，60年代中期以后在联邦德国、美国、日本的民用轿车或赛车上得到应用。日本在1964年抢先试制成功，1967年进行成批生产，用于马自达(Mazda)轿车。但是将转子发动机转入军用的研究始于美国。1958年，美国柯蒂斯·莱特(Curtiss-Wright)公司向联邦德国NSU汽车公司购买汪克尔专利，于1963年制成RC2-60汽油轮子机。约在1962年美国陆军坦克机动车辆局(TACOM)已开始对几种车用转子发动机进行北约(NATO)400h耐久试验和军用评定。至1977年，美国海军投资2400万美元要求柯蒂斯·莱特公司为其下一代轻型突击车(LAV)研制4转子发动机。1984年，约翰·迪尔国际技术公司(John Deere Technologies International Incorporated)向柯蒂斯·莱特购买了转子发动机的全部技术和专利权，并成立转子发动机分部从事有关研究发展工作，该分部正在研制SCORE70、SCORE170和SCORE580 3种系列扮层进气多种燃料转子发动机。70年代中期以来开展这方面研究的还有英国罗尔斯-罗伊斯(Rolls-Royce)、日本洋马柴油机(Yanmar Diesel)公司、美国通用汽车公司(GMC)等。至今，柴油转子机并未得到应用。现在SCORE系列转子机采用分层进气燃烧系统使转子发动机既具多种燃料性能，还可保持汽油转子机的压缩比，这无疑为转子发动机的军用高功率化带来了生机。 装备现状近40年来主要国家装备的坦克发动机和下一代坦克可能应用的发动机的主要参数(见下表)和简要说明如下： (1)随着坦克单位功率增长的要求，各国坦克发动机的功率和单位体积功率都在原来基础提高了。欧美国家发动机功率提高的幅度较大，接近1倍，70～80年代装备的坦克发动机功率已达1103kW。 (2)50年代到后坦克发动机的逐步柴油机化对降低燃油消耗迈出了重要的一步，但在降低柴油机本身油耗的进展方面并不显著。 (3)60年代开始至1981年M1坦克装备之前，无一例外地采用柴油机动力装置。 (4)现装备和下一代坦克发动机中除日本采用2冲程以外，都是4冲程柴油机，英国也以CV12TCA型4冲程柴油机取代了60年代装备的L60型2冲程柴油机。 (5)除了日本61式、74式和美国M60系列坦克保持传统的风冷发动机以外，现装备坦克新研制的发动机都采用水冷冷却方式。 近40年来世界主战坦克发动机的发展 国家坦克装备年代单位功率kW/t发动机类型功率kW/转速r/min单位体积功率kW/m3比重量kg/kW平均有效压力MPa标定燃油消耗率g/kW·h 中国59式196010.712150L4冲程水冷非增压柴油机382/20003002.340.59245 69式197411.6812150L-74冲程水冷非增压柴油机426/20003302.180.66238 80式198714.112150ZL4冲程水冷涡轮增压柴油机537/20003691.960.83238 苏联T-54A195410.7B-544冲程水冷非增压柴油机382/20002382.410.59256 T-62196311.8B-554冲程水冷非增压柴油机426/20003362.150.66258 T-72197414.0B-464冲程水冷机械增压多种燃料发动机574/20004801.710/89245 T-80198417.3燃气轮机724/ 美国M48195313.2AV-1790-74冲程风冷汽化器式汽油机596/2800 M60196012.1AVDS-1790-2A4冲程风冷涡轮增压发动机551/24002253.130.94233 XM1样车1976年试验20.9AVCR-1360-24冲程风冷变压缩比涡轮增压中冷发动机1103/26003271.832.31251 M1198120.1AGT-1500回热循环燃气轮机1103/30009541.02306 第四代主战坦克GP-1A回热循环燃气轮机1103/ XAV-284冲程油冷变截面涡轮增压中冷柴油机1066/26008271.781.79212 英国乔月铁195415.4麦捷尔4冲程水冷汽油机441/ 奇伏坦MK3196910.1L602冲程对置活塞水冷发动机515/21003723.740.77248 伊朗狮197816.6CV12TCA4冲程水冷涡轮增压中冷柴油机882/23004012.311.76226 挑战者198314.4康达12V-1200A4冲程水冷涡轮增压中冷柴油机882/23004012.311.76226 法国AMX-50195114.9燃料喷射式汽油机735/ AMX-30196514.9HS11024冲程水冷涡轮增压发动机537/24003332.660.85234 AMX-321979年样车14.3HS110-2S4冲程水冷涡轮增压中冷发动机551/24000.96 勒克莱尔约199222.4～21.1UDV8X15004冲程水冷超高增压柴油机1103/25006891.543.22231 联邦德国豹119655.3MB838CaM-5004冲程水冷机械增坟发动机610/22003883.10.85250 豹2197919.9MB873Ka-5014冲程水冷涡轮增压中冷发动机1103/26005432.041.07245 KPz2000约2000MT883(新)4冲程水冷涡轮增压中冷发动机1103/300010601.51.62220 日本STA4195512.79风冷柴油机 61式196212.7912HM21WT4冲程风冷涡轮增压发动机441/210083.65.10.85286 74式197414.510ZF22WT2冲程风冷机械传动涡轮增压中冷发动机551/22001734.030.70316 90式约199021.110ZG322冲程水冷二级增压中冷柴油机1103/2400347(估计值)1.28 (6)涡轮增压发动机自50年代开始进入坦克动力行列，60年代已较普遍，70年代装备的除了苏联B-46采用机械增压外，已经全部采用涡轮增压。除了苏联B-46发动机以外，采用中冷器也是70年代装备的坦克发动机的普遍特点。 (7)直接喷射式燃烧室从50年代开始就已成为坦克发动机的主要结构特征。在70年代的装备中除了联邦德国MB873Ka-501外，其他各国发动机全部采用直接喷射式燃烧室。而80年代装备和研制的发动机则全都采用了直喷式燃烧室。 (8)70年代装备的坦克发动机上开始采用电子控制技术，并在80年代装备的AGT-1500燃气轮机、康达12V-1200A柴油机和研制中的坦克发动机上进一步应用。 (9)正在研制还未装备的坦克发动机都不同程序地采用了新结构和新技术。如美国AIPS规划中的XAV-28柴油机采用油冷冷却、可变截面涡轮增压器、电子控制喷油、隔热技术等；联邦德国MT883发动机采用了多功能的电子监控系统；法国UDV8X1500柴油机采用了超高增压新技术。 中国12150L坦克柴油机是一种功率较小强化程度不高的4冲程水冷直接喷射柴油机，但经改进的537kW(730马力)12150ZL涡轮增压柴油机的功率提高了40%，标定功率时油耗降低5%，机油消耗率降低36%，而且有较好的生产继承性，80%以上的零部件可与基型机通用。此外，该发动机经降低转速、改变主要部件的材料、降低一些零部件的工艺要求就可方便地改装为民用机，为石油钻探、电站、船舶、矿山载重汽车和起重运输机械提供动力。 由此可见，当前世界坦克发动机的装备和研制现状是，柴油机仍然处于主要统治地位，通过基本结构、燃烧系统、冷却系统、涡轮增压中冷等新技术的应用，柴油机正在继续发展，还具有强大的生命力；燃气轮机实现了突破，80年代初首次进入坦克发动机行列，80年代中期苏联装备的T-80坦克亦采用了燃气轮机，燃气轮机现已成为美国和日本第四代主战坦克的候选动力，正在与柴油机竞争；汪克尔型转子发动机在70年代曾得到重视，进行军用研究，以后因种种原因静寂多年，近年来转子发动机在美国再度崛起，预示了这咱发动机作为战车动力的竞争潜力。 技术与性能特点坦克发动机的性能特点是由坦克对发动机主要技术要求决定的： 1.高单位体积功率 发动机功率是影响坦克机动性的最重要因素，车辆的单位功率是机动性的主要标志。提高坦克机动性可作为一种间接防护手段使坦克不被发现或命中，这就是发动机功率对于坦克生存力的重要意义。未来坦克的单位功率范围估计为21～1250kW左右。 当前尽管功率要求不再增长，但发动机，特别是动力装置的高单位体积功率仍是不懈追求的首要目标。包括发动机、传动装置、冷却系统、燃油箱、进排气系统等在内的动力装置的体积对坦克有较大的影响。据统计，在战斗车辆内部12～18m3空间内动力装置约占40%，发动机体积约占动力装置体积的35%。发动机高度直接影响坦克高度和车重，车体高度每降低100mm，车重约降500kg。长度每缩短100mm，车重减轻200kg。在传统坦克结构中，动力舱长度几乎占车长的50%。发动机长度减少，有可能在车上横置。 2.高加速性 坦克机动性以公路和越野平均速度、最大行程、最大行驶速度、加速度、爬坡能力等定量表示。其中坦克加速度不仅与发动机功率有关，而且也取决于发动机加速性。一些主战坦克及发动机加速性见下表。 一些主战坦克及发动机的加速性 坦克型号发动机型号类型功率kW发动机由惰转至标定转速加速时间s车辆由0至32km/h加速时间s T-54AB-54非增压3821011.25 T-62B-55非增压4261011 T-72B-46机械增压57412.6 M60A2AVDS-1790-2A涡轮增压551＜12 豹1MB838CaM-500机械增压61011.7 豹2MB873Ka-500涡轮增压中冷1103＜6 EE-T1奥索里约TBD234涡轮增压中冷7356 M1AGT-1500燃气轮11032.57 勒克莱尔UDV8X1500超高增压11035 3.低比重量 随着坦克发展，各国坦克发动机的比重量都在逐步下降。 坦克与其发动机的重量对比 坦克型号M1豹2挑战者AMX-30T-72 坦克重量(t)5555623641 发动机重量(kg)1120225020411726980 发动机占坦克重量(%)2.04.03.24.72.3 4.高燃油经济性 军用发动机的燃油经济性是一项重要的性能指标。从节能和成本意义上讲，要求发动机的油耗尽可能降低；组成发动机总成本的各项成本中，使用维修成本占的比例最大，而燃油费用又是使用维修成本中一项最大的开支，所以节油是一项重要要求。 从间接防护提高生存力的意义讲，燃油箱体积约占动力装置的17.5%、占战车内部空间的7%，降低油耗就会减小燃油箱从而对减小车体尺寸和重量有较大影响。 由于坦克在战斗情况下惰转工况占40%、越野行驶占40%、二级公路行驶占20%，所以要求坦克发动机在惰转工况下昼降低油耗。 80年代装备的挑战者坦克的康达12V-1200A柴油机是现装备中油耗最低的发动机，仅为226g/kW·h。 5.高适应性 (1)燃料适应性 为了提高坦克生存力、简化后勤管理，二次世界大战后各国相继要求发动机有多种燃料性能。50年代后期多种燃料发动机进入实用。理想的多种燃料发动机应具有交替使用各种碳氢化合物燃料的能力；当在战场上需要换用另一种燃料时，发动机不需进行机械调整并且性能和寿命不会因此而有所降低。这些燃料的16烷值范围为10～60。北约集团确定的多种燃料发动机是指能燃用柴油、喷气发动机燃料、92±21辛烷值汽油的发动机。苏联T-72坦克发动机B-46的一个很重要的改进就是具有多种燃料性能。 (2)环境适应性 战斗车辆应能在高温、严寒、高原、山地、泥泞、潜湿等恶劣自然环境下正常工作。如美国对军用发动机规定的有关要求为：发动机工作的环境温度为+56℃～－54℃；能在+46℃～－32℃环境温度下正常工作；在(海拔2500m)高原工作，功率降要小；能在60%纵向坡或40%侧倾坡上正常工作；坦克潜渡时应能承受5m深的背压；应能承受30g的加速度。 6.高RAM-D性能 RAM-D性能系高的可*性、可用性、可维修性和耐久性的简称，它关系到坦克生存力和成本，近年来日益受到重视。可*性表示发动机正常工作的能力，以无故障间隔时间(MTBF)定量；可维修性系指发动机固有的便于修复的性能，以平均维修时间(MTTR)或每使用1h所需要的维修人时来表示；可用性系可*性和可维修性的综合反映，是发动机保持战备状态的标志；耐久性系反映发动机大修前的持续工作能力，用达到技术条件规定的极限技术状态前发动机正常工作的小时数作定量表示。现代高性能军用柴油机的MTBF约600h，未来的应达1000h。 7.低成本 美国国防部确定，武器系统的寿命周期成本是研究发展成本、采购成本和20年服役期内使用维修成本的总和。 就发动机而言，研究发展成本在寿命周期成本中所占比例一般小于4%；采购成本与发动机应用类型和生产批量有关，占的比例亦不大；占最大比例的最使用维修成本，因为其中包括20年内需要的燃料和润滑油费用。美国统计，专为军用设计的主战坦克发动机的寿命周期本约为每马力500美元；从民用发动机选为军用的装甲车辆发动机的寿命周期成本低于前值，如DDA6V-53发动机的寿命周期成本为每马力300美元。 各种发动机的采购成本 发动机应用类型生产批量单位马力采购成本(美元/马力) 轿车汽油机              大              7 民用卡车柴油机       中            30 坦克柴油机                    60 坦克燃气轮机(回热式)                 90 军用直升机燃气轮机                  100         近40年来，坦克发动机的性能有了很大提高，主要标志是功率和单位体积功率有较大幅度增长。提高轼率主要*增加平均有效压力，而具体措施从50年代到60年代是利用涡轮增压；60年代到70年代是利用中冷技术；70年代开始研制的新发动机则更多地采用了电子控制、超高增压、低散热等新技术。 高平均有效压力的高性能坦克发动机的研制成功和发展是各国根据本国特点确定的发展发动机的技术对策和采用各种技术措施的结果。 这些技术对策可以归纳为：在发展方针上，改进老发动机和研制新发动机并举，而以研制新发动机为主；在机型上，发展新型发动机和柴油机并举，而以发展柴油机为主；在技术上，采用常规技术和新技术并举，而以采用新技术为主。 发动机是一种将不同工质的热能转化为机械能的作功机械。按作用原理，可分为内燃机和外燃机。按结构型式，可分为旋转式和往复式。现在坦克装甲车辆上应用的发动机主要是往复式柴油机和旋转式燃气轮机。在车辆上，发动机是动力源，是车辆最重要的部件。对于战斗车辆，发动机的重要性不仅在于提供驱动功率，决定车辆机动性，而且在于它的外形尺寸、燃油经济性以及在车辆上的安装位置与战车的生存力有着密切关系。各国军用车辆发动机的发展方针，基本上都是集中主要力量优先发展高性能战斗车辆发动机，运输车辆或特殊用途车辆的发动机通常是选用民用发动机或采用改进的民用发动机或与战斗车辆发动机同系列的低功率发动机，本手册主要论及战斗车辆发动机。 发展情况 对战车发动机的历史回顾，应追溯到1916年索姆河畔出现的第一辆英国MK1坦克采用的直列6缸汽油机(77kw,1000r/min)。此后从第一次世界大战后直到30年代末，一些国家的坦克发动机主要是改装的航空发动机，如美国30年代中期开始研制、1940年生产的M3系列中型坦克的M3、M3A1和M3A2装用的大陆(Continental)公司R-975-EC2或C1星型风冷汽油机(245kW)，M4系列中型坦克的M4、M4A1装用的大陆公司R-975-C1或C4星型风冷汽油机。但M3系列中的M3A3和M3A5中型坦克已采用了2台GMC-6046直列水冷柴油机。德国从1936年装备的PzKpfW2系列轻型坦克开始直到1939年装备的PzKpfW3中型坦克和二次世界大战中德国坦克部队主要装备的武器—PzKpfW4坦克，最后至1942年成批生产的PzKpfW5系列坦克，全都采用汽油机。英国30年装备的轻型坦克至1940年开始生产的邱吉尔(Churchill)坦克直到1947年装备的逊邱伦(Centurion)坦克也都以汽油机作动力，所以直到二次世界大战期间，绝大多数坦克采用汽化器式汽油机。 汽油机虽然有较小的体积、较低的比重量和生产成本以及较好的起动性能，但燃油消耗率高的致命缺点阻碍了在坦克上应用。为了满足提高功率和降低油耗的需要，德、美、法、英等国都先后采用燃料喷射式汽油机。德国早在1940年的VK3001坦克样车发动机上开始研制燃料喷射系统，至二次世界大战结束，采用燃料喷射系统的玛依巴赫(Maybach)公司的HL230汽油机使虎2(Tiger 2)和美洲豹(Panther)式坦克的功率从515kW提高到662kW。 尽管30年代中期甚至更早些时候少量柴油机已悄悄进入坦克动力行列，但性能较高、专为坦克设计的柴油机于50年代末才在坦克上广泛使用。至60年代，新装备坦克都采用了柴油机，实现了坦克发动机的柴油机化。 英国里卡多(Ricardo)公司早在1927年就设计了一种装甲战车用柴油机，但到1935年才在MK3A、MK6E2坦克上装用柴油机。德国于1932年为PzKpfW1A装甲战车设计柴油机，1934年试装克虏伯(Krupp)M601风冷柴油机，因功率不足而终止。1939年戴姆勒—奔驰(Daimler-Benz)公司研制MB809坦克柴油机(V型，25.5L，294kW，2100r/min)，仅至样机阶段而结束。1940年还研制了38t歼击坦克用的塔特拉(Tatra)111型风冷柴油机亦未正式应用。苏联约在1932～1933年间开始研制坦克柴油机。1936年哈尔科夫(Харьковский)机车制造厂试制成的БК-2柴油机是一种4冲程12缸水冷柴油机， 294kW，转速2000r/min，对该机改进后，于1939年正式诞生了B2柴油机，装备于BT-7M坦克。该柴油机了是在航空发动机基础上设计的，与当时的甚至50年代末的其他国家柴油机相比，在单位体积功率、比重量等主要指标方面是出类拔萃的，直到今天仍然在苏联坦克和装甲车辆动力装置方面占重要地位。美国在1937年完成了几种对星型航空发动机改用柴油的试验。M3A3、M3A5和M4A2中型坦克都装用2台功率为138kW的GMC6046型2冲程柴油机。但后因美国柴油供应受限制，1946年专为坦克设计的首先用于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年才演变为AVDS-1790柴油机。该柴油机的出现标志了当时世界坦克发动机柴油机化的发展趋势。二次世界大战以后，进入装备的柴油机逐步增多，至80年代初M1坦克服役以前，柴油机是装备坦克的唯一动力。 中国坦克发动机的发展经历了修理、仿制、改进和自行设计阶段，已有30多年历史。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、管理体系，不仅有了相当规模的军用发动机制造厂，而且还有了研究测试手段比较先进的专业研究所，培训并形成了一支具有相当水平的技术专业队伍。12150L系列发动机是一种4冲程水冷直接喷射式柴油机系列，其基型机于50年代末开始仿制、60年代初装备。至今已发展了多种机型。70年代中期以后开始对联邦德国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。 燃气轮机尽管到80年代初才首次装备M1坦克，但研究工作40多年前就已开始。二次世界大战结束后联邦德国就进行了坦克燃气轮机的研究，法国首先在坦克上安装燃气轮机进行了试验。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燃气轮机的试验型康克洛重型坦克。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；1984年装备的T-80坦克采用了约735kW燃气轮机。继M1坦克用的AGT-1500燃气轮机以后，美国还研制了几种车用燃气轮机： 1.GT601(551kW) 70年代国际工业燃气轮机(ITI)公司专为卡车研制的回热式双轴燃气轮机，1980～1986年间进行了广泛的装车试验，现已达工程生产阶段。 2.1801燃气轮机(约1780kW)70年代末国际伽莱特涡轮(Garrett Turbines international)公司以GT601为基础设计的坦克燃气轮机，主要指标是功率1780kW、燃油消耗率286kg/kW·h、单位体积功率1147kW/m3，但仅进行到“纸面研究”阶段。 3.AVCO 650(478kW) 70年代初由阿夫柯-莱卡明公司自费研究，以LTS101直升机燃气轮机为基型，当时着眼用于HIMAG和HSTV(L)试验车，也曾设想用于轻型装甲车辆并改装M41、M47、M48等坦克。 4.LV100燃气轮机推进系统这是美国为研制第四代主战坦克动力装置的先进整体式推进系统(AIPS)规划的一部分，现正处于技术示范阶段，正在与XAP-1000柴油机推进系统竞争研制。 三角形旋转活塞转子发动机，亦称汪克尔型转子发动机是一种三角活塞(转子)沿壳体内表面作行星运动的旋转式内燃机。由于结构简单、零部件少、单位体积功率大、比重量小，60年代中期以后在联邦德国、美国、日本的民用轿车或赛车上得到应用。日本在1964年抢先试制成功，1967年进行成批生产，用于马自达(Mazda)轿车。但是将转子发动机转入军用的研究始于美国。1958年，美国柯蒂斯·莱特(Curtiss-Wright)公司向联邦德国NSU汽车公司购买汪克尔专利，于1963年制成RC2-60汽油轮子机。约在1962年美国陆军坦克机动车辆局(TACOM)已开始对几种车用转子发动机进行北约(NATO)400h耐久试验和军用评定。至1977年，美国海军投资2400万美元要求柯蒂斯·莱特公司为其下一代轻型突击车(LAV)研制4转子发动机。1984年，约翰·迪尔国际技术公司(John Deere Technologies International Incorporated)向柯蒂斯·莱特购买了转子发动机的全部技术和专利权，并成立转子发动机分部从事有关研究发展工作，该分部正在研制SCORE70、SCORE170和SCORE580 3种系列扮层进气多种燃料转子发动机。70年代中期以来开展这方面研究的还有英国罗尔斯-罗伊斯(Rolls-Royce)、日本洋马柴油机(Yanmar Diesel)公司、美国通用汽车公司(GMC)等。至今，柴油转子机并未得到应用。现在SCORE系列转子机采用分层进气燃烧系统使转子发动机既具多种燃料性能，还可保持汽油转子机的压缩比，这无疑为转子发动机的军用高功率化带来了生机。 装备现状近40年来主要国家装备的坦克发动机和下一代坦克可能应用的发动机的主要参数(见下表)和简要说明如下： (1)随着坦克单位功率增长的要求，各国坦克发动机的功率和单位体积功率都在原来基础提高了。欧美国家发动机功率提高的幅度较大，接近1倍，70～80年代装备的坦克发动机功率已达1103kW。 (2)50年代到后坦克发动机的逐步柴油机化对降低燃油消耗迈出了重要的一步，但在降低柴油机本身油耗的进展方面并不显著。 (3)60年代开始至1981年M1坦克装备之前，无一例外地采用柴油机动力装置。 (4)现装备和下一代坦克发动机中除日本采用2冲程以外，都是4冲程柴油机，英国也以CV12TCA型4冲程柴油机取代了60年代装备的L60型2冲程柴油机。 (5)除了日本61式、74式和美国M60系列坦克保持传统的风冷发动机以外，现装备坦克新研制的发动机都采用水冷冷却方式。 近40年来世界主战坦克发动机的发展 国家坦克装备年代单位功率kW/t发动机类型功率kW/转速r/min单位体积功率kW/m3比重量kg/kW平均有效压力MPa标定燃油消耗率g/kW·h 中国59式196010.712150L4冲程水冷非增压柴油机382/20003002.340.59245 69式197411.6812150L-74冲程水冷非增压柴油机426/20003302.180.66238 80式198714.112150ZL4冲程水冷涡轮增压柴油机537/20003691.960.83238 苏联T-54A195410.7B-544冲程水冷非增压柴油机382/20002382.410.59256 T-62196311.8B-554冲程水冷非增压柴油机426/20003362.150.66258 T-72197414.0B-464冲程水冷机械增压多种燃料发动机574/20004801.710/89245 T-80198417.3燃气轮机724/ 美国M48195313.2AV-1790-74冲程风冷汽化器式汽油机596/2800 M60196012.1AVDS-1790-2A4冲程风冷涡轮增压发动机551/24002253.130.94233 XM1样车1976年试验20.9AVCR-1360-24冲程风冷变压缩比涡轮增压中冷发动机1103/26003271.832.31251 M1198120.1AGT-1500回热循环燃气轮机1103/30009541.02306 第四代主战坦克GP-1A回热循环燃气轮机1103/ XAV-284冲程油冷变截面涡轮增压中冷柴油机1066/26008271.781.79212 英国乔月铁195415.4麦捷尔4冲程水冷汽油机441/ 奇伏坦MK3196910.1L602冲程对置活塞水冷发动机515/21003723.740.77248 伊朗狮197816.6CV12TCA4冲程水冷涡轮增压中冷柴油机882/23004012.311.76226 挑战者198314.4康达12V-1200A4冲程水冷涡轮增压中冷柴油机882/23004012.311.76226 法国AMX-50195114.9燃料喷射式汽油机735/ AMX-30196514.9HS11024冲程水冷涡轮增压发动机537/24003332.660.85234 AMX-321979年样车14.3HS110-2S4冲程水冷涡轮增压中冷发动机551/24000.96 勒克莱尔约199222.4～21.1UDV8X15004冲程水冷超高增压柴油机1103/25006891.543.22231 联邦德国豹119655.3MB838CaM-5004冲程水冷机械增坟发动机610/22003883.10.85250 豹2197919.9MB873Ka-5014冲程水冷涡轮增压中冷发动机1103/26005432.041.07245 KPz2000约2000MT883(新)4冲程水冷涡轮增压中冷发动机1103/300010601.51.62220 日本STA4195512.79风冷柴油机 61式196212.7912HM21WT4冲程风冷涡轮增压发动机441/210083.65.10.85286 74式197414.510ZF22WT2冲程风冷机械传动涡轮增压中冷发动机551/22001734.030.70316 90式约199021.110ZG322冲程水冷二级增压中冷柴油机1103/2400347(估计值)1.28 (6)涡轮增压发动机自50年代开始进入坦克动力行列，60年代已较普遍，70年代装备的除了苏联B-46采用机械增压外，已经全部采用涡轮增压。除了苏联B-46发动机以外，采用中冷器也是70年代装备的坦克发动机的普遍特点。 (7)直接喷射式燃烧室从50年代开始就已成为坦克发动机的主要结构特征。在70年代的装备中除了联邦德国MB873Ka-501外，其他各国发动机全部采用直接喷射式燃烧室。而80年代装备和研制的发动机则全都采用了直喷式燃烧室。 (8)70年代装备的坦克发动机上开始采用电子控制技术，并在80年代装备的AGT-1500燃气轮机、康达12V-1200A柴油机和研制中的坦克发动机上进一步应用。 (9)正在研制还未装备的坦克发动机都不同程序地采用了新结构和新技术。如美国AIPS规划中的XAV-28柴油机采用油冷冷却、可变截面涡轮增压器、电子控制喷油、隔热技术等；联邦德国MT883发动机采用了多功能的电子监控系统；法国UDV8X1500柴油机采用了超高增压新技术。 中国12150L坦克柴油机是一种功率较小强化程度不高的4冲程水冷直接喷射柴油机，但经改进的537kW(730马力)12150ZL涡轮增压柴油机的功率提高了40%，标定功率时油耗降低5%，机油消耗率降低36%，而且有较好的生产继承性，80%以上的零部件可与基型机通用。此外，该发动机经降低转速、改变主要部件的材料、降低一些零部件的工艺要求就可方便地改装为民用机，为石油钻探、电站、船舶、矿山载重汽车和起重运输机械提供动力。 由此可见，当前世界坦克发动机的装备和研制现状是，柴油机仍然处于主要统治地位，通过基本结构、燃烧系统、冷却系统、涡轮增压中冷等新技术的应用，柴油机正在继续发展，还具有强大的生命力；燃气轮机实现了突破，80年代初首次进入坦克发动机行列，80年代中期苏联装备的T-80坦克亦采用了燃气轮机，燃气轮机现已成为美国和日本第四代主战坦克的候选动力，正在与柴油机竞争；汪克尔型转子发动机在70年代曾得到重视，进行军用研究，以后因种种原因静寂多年，近年来转子发动机在美国再度崛起，预示了这咱发动机作为战车动力的竞争潜力。 技术与性能特点坦克发动机的性能特点是由坦克对发动机主要技术要求决定的： 1.高单位体积功率 发动机功率是影响坦克机动性的最重要因素，车辆的单位功率是机动性的主要标志。提高坦克机动性可作为一种间接防护手段使坦克不被发现或命中，这就是发动机功率对于坦克生存力的重要意义。未来坦克的单位功率范围估计为21～1250kW左右。 当前尽管功率要求不再增长，但发动机，特别是动力装置的高单位体积功率仍是不懈追求的首要目标。包括发动机、传动装置、冷却系统、燃油箱、进排气系统等在内的动力装置的体积对坦克有较大的影响。据统计，在战斗车辆内部12～18m3空间内动力装置约占40%，发动机体积约占动力装置体积的35%。发动机高度直接影响坦克高度和车重，车体高度每降低100mm，车重约降500kg。长度每缩短100mm，车重减轻200kg。在传统坦克结构中，动力舱长度几乎占车长的50%。发动机长度减少，有可能在车上横置。 2.高加速性 坦克机动性以公路和越野平均速度、最大行程、最大行驶速度、加速度、爬坡能力等定量表示。其中坦克加速度不仅与发动机功率有关，而且也取决于发动机加速性。一些主战坦克及发动机加速性见下表。 一些主战坦克及发动机的加速性 坦克型号发动机型号类型功率kW发动机由惰转至标定转速加速时间s车辆由0至32km/h加速时间s T-54AB-54非增压3821011.25 T-62B-55非增压4261011 T-72B-46机械增压57412.6 M60A2AVDS-1790-2A涡轮增压551＜12 豹1MB838CaM-500机械增压61011.7 豹2MB873Ka-500涡轮增压中冷1103＜6 EE-T1奥索里约TBD234涡轮增压中冷7356 M1AGT-1500燃气轮11032.57 勒克莱尔UDV8X1500超高增压11035 3.低比重量 随着坦克发展，各国坦克发动机的比重量都在逐步下降。 坦克与其发动机的重量对比 坦克型号M1豹2挑战者AMX-30T-72 坦克重量(t)5555623641 发动机重量(kg)1120225020411726980 发动机占坦克重量(%)2.04.03.24.72.3 4.高燃油经济性 军用发动机的燃油经济性是一项重要的性能指标。从节能和成本意义上讲，要求发动机的油耗尽可能降低；组成发动机总成本的各项成本中，使用维修成本占的比例最大，而燃油费用又是使用维修成本中一项最大的开支，所以节油是一项重要要求。 从间接防护提高生存力的意义讲，燃油箱体积约占动力装置的17.5%、占战车内部空间的7%，降低油耗就会减小燃油箱从而对减小车体尺寸和重量有较大影响。 由于坦克在战斗情况下惰转工况占40%、越野行驶占40%、二级公路行驶占20%，所以要求坦克发动机在惰转工况下昼降低油耗。 80年代装备的挑战者坦克的康达12V-1200A柴油机是现装备中油耗最低的发动机，仅为226g/kW·h。 5.高适应性 (1)燃料适应性 为了提高坦克生存力、简化后勤管理，二次世界大战后各国相继要求发动机有多种燃料性能。50年代后期多种燃料发动机进入实用。理想的多种燃料发动机应具有交替使用各种碳氢化合物燃料的能力；当在战场上需要换用另一种燃料时，发动机不需进行机械调整并且性能和寿命不会因此而有所降低。这些燃料的16烷值范围为10～60。北约集团确定的多种燃料发动机是指能燃用柴油、喷气发动机燃料、92±21辛烷值汽油的发动机。苏联T-72坦克发动机B-46的一个很重要的改进就是具有多种燃料性能。 (2)环境适应性 战斗车辆应能在高温、严寒、高原、山地、泥泞、潜湿等恶劣自然环境下正常工作。如美国对军用发动机规定的有关要求为：发动机工作的环境温度为+56℃～－54℃；能在+46℃～－32℃环境温度下正常工作；在(海拔2500m)高原工作，功率降要小；能在60%纵向坡或40%侧倾坡上正常工作；坦克潜渡时应能承受5m深的背压；应能承受30g的加速度。 6.高RAM-D性能 RAM-D性能系高的可*性、可用性、可维修性和耐久性的简称，它关系到坦克生存力和成本，近年来日益受到重视。可*性表示发动机正常工作的能力，以无故障间隔时间(MTBF)定量；可维修性系指发动机固有的便于修复的性能，以平均维修时间(MTTR)或每使用1h所需要的维修人时来表示；可用性系可*性和可维修性的综合反映，是发动机保持战备状态的标志；耐久性系反映发动机大修前的持续工作能力，用达到技术条件规定的极限技术状态前发动机正常工作的小时数作定量表示。现代高性能军用柴油机的MTBF约600h，未来的应达1000h。 7.低成本 美国国防部确定，武器系统的寿命周期成本是研究发展成本、采购成本和20年服役期内使用维修成本的总和。 就发动机而言，研究发展成本在寿命周期成本中所占比例一般小于4%；采购成本与发动机应用类型和生产批量有关，占的比例亦不大；占最大比例的最使用维修成本，因为其中包括20年内需要的燃料和润滑油费用。美国统计，专为军用设计的主战坦克发动机的寿命周期本约为每马力500美元；从民用发动机选为军用的装甲车辆发动机的寿命周期成本低于前值，如DDA6V-53发动机的寿命周期成本为每马力300美元。 各种发动机的采购成本 发动机应用类型生产批量单位马力采购成本(美元/马力) 轿车汽油机              大              7 民用卡车柴油机       中            30 坦克柴油机                    60 坦克燃气轮机(回热式)                 90 军用直升机燃气轮机                  100         近40年来，坦克发动机的性能有了很大提高，主要标志是功率和单位体积功率有较大幅度增长。提高轼率主要*增加平均有效压力，而具体措施从50年代到60年代是利用涡轮增压；60年代到70年代是利用中冷技术；70年代开始研制的新发动机则更多地采用了电子控制、超高增压、低散热等新技术。 高平均有效压力的高性能坦克发动机的研制成功和发展是各国根据本国特点确定的发展发动机的技术对策和采用各种技术措施的结果。 这些技术对策可以归纳为：在发展方针上，改进老发动机和研制新发动机并举，而以研制新发动机为主；在机型上，发展新型发动机和柴油机并举，而以发展柴油机为主；在技术上，采用常规技术和新技术并举，而以采用新技术为主。

所采用的技术措施可以归纳为： 1.燃烧系统改进 现研制中的坦克发动机已无例外地都采用直接喷射式燃烧系统，而且大多数是无涡流直喷式燃烧系统，这是当今军民用车用柴油机的主要发展趋势。但为了克服其最高爆发压力大、工作粗暴、噪声大等缺点，需采用高压高喷油率的供油系统或螺旋气道进气系统，通过提高燃料雾化质量来改善油气混合，改进燃烧过程。美国倾向于发展高压高喷油率的无涡流直喷式燃烧系统，欧洲则发展有涡流直喷式燃烧系统。 2.冷却系统改进 冷却系统约占车辆动力舱容积21.5%，是战车上最易损坏的一个系统，现已经成为现代坦克设计中的关键问题。因此各国都重视冷却系统的改进。如豹2冷却系统采用环形散热器，具有结构紧凑重量轻的特点，系统总体积(0.926m3)较豹1的减小50%，而发动机功率却增加了80%。挑战者坦克采用混流式风扇，效率高、噪声小，在发动机标定工况下，风扇消耗功率只占总功率8%。T-72较T-62坦克功率增加了34%，但水散热器和机油散热器体积基本未变，主要采用了高温冷却。 3.涡轮增压中冷技术进一步提高 一方面提高涡轮增压器总效率和增压比，并广泛采用和改进中冷器，另一方面70年代中期以后又竞相发展了述新技术以克服涡轮增压发动机加速性差和低速扭矩性能差的两个主要缺点，并相应改进燃油经济性和排放特性。 (1)可变截面涡轮增压器(VAT)通过控制系统使涡轮喷嘴环和(或)压气机扩压器截面随发动机转速、增压压力等参数自动变化。美国陆军在1976年对AVCR-1360-2柴油机提出VAT研制规划，已取得良好结果。现在研制中的MT880系列和XAV-28柴油机均采用了可变截面涡轮增压器。 (2)顺序增压系统该系统的作用是将多缸发动机的2个或2个以上的涡轮增压器按发动机转速的变化，通过涡轮进口处控制阀的动作使增压器顺序进入工作。如转速降低，参加工作的增压器数减少，有限的排气只供应较少的增压器，压气机就能在高效率区工作，从而使发动机在宽广的工作范围内有良好的加速性和油耗性能。 (3)超高增压系统 70年代初法国宣布的超高增压系统最突出的优点是在发动机机械负荷和热负荷基本不变的条件下大幅度提高功率。其次就是通过旁通补燃作用提高发动机低速扭矩性和加速性。当前各国对此技术褒贬不一，但它毕竟是已经确定应用在法国UDV8X1500坦克发动机上的一种新技术。 4.广泛开展低散热技术研究 该项技术的应用研究始于1976年美国陆军坦克机动车辆局与康明斯(Cummins)公司联合研制的军用绝热涡轮复合发动机。正在发展中的低散热发动机是采用陶瓷材料制造或用陶瓷涂层涂敷受热零件等多种隔热措施以减少热量散失，南昌市发动机的热效率，绝热度可达50～60%。 实验与模拟研究指出，非增压发动机采取隔热措施得益甚微。为此，需采取措施回收排气能量。美国已研究了朗肯、布雷顿等末端循环和涡轮复合增压等排气能量回收技术。其中涡轮复合增压最适合战车发动机应用。 低散热发动机中缸套和活塞环间的高温摩擦引起的润滑问题比陶瓷部件的可*性问题更为严峻。 低散热发动机涉及的3个关键技术是隔热技术、排气能量回收技术和高温摩擦磨损技术。隔热技术除了有关活塞、缸套、缸盖等零件结构设计外，主要与高温陶瓷材料和陶瓷涂层技术有关。现在许多国家都在致力于低散热发动机的研究。 5.寻求最适合的高温陶瓷材料 几乎全部热机效率的提高皆取决于高温陶瓷或合金材料的发展。低散热发动机对陶瓷材料的性能要求是高强度、高断袭韧性、高抗热振性、高耐磨性、高耐蚀性、低导热性以及与铸铁或钢近似的热膨胀性。当前，氮化硅、碳化硅、用氧化镁化钇作稳定剂的部分稳定氧化锆等陶瓷在发动机上已有不少应用结果，但还存在性能、工艺和质量质量方面的问题。 6.开展摩擦磨损技术的研究 近年来，摩擦学(Tribology)已上升为一种热门的边缘学科，它对于摩察副众多的往复式发动机尤为重要。 为发展低散热发动机，1985年美国陆军坦克机动车辆局提出“先进的高温柴油机摩控系统和高温气缸内部件研制规划”，研究陆军下一代柴油机的高温润滑剂、耐磨材料、隔热技术等。其中摩擦系统系指润滑剂及其供给系统和缸套、活塞环等有关摩擦副。现在在研究一种有关气缸壁润滑的称为“三重摩察防线”的润滑方案，根据润滑油在气缸内所处的最高温度，相应采用新的合成液体润滑剂、固体润滑剂或自润滑材料，还研究了气体润滑。 7.大力发展电子控制技术 有人认为柴油机不用电子控制将意味着技术发展的停滞。从发展看，发动机电控系统将与车辆自动传动、驾驶员信息显示、故障诊断等组成整体。现在发展的电子控制喷油装置能精确控制喷油定时、喷油量和喷射压力，其优点是快速而精确的反应，能补偿燃料质量和粘度的影响，有精确而复杂的定时方案，可用海拔高度和增压压力调整最大供油量，具有自诊断和设备诊断功能。电控系统使发动机在全部工况下保持最佳喷油定时和喷油量，得到最佳空气燃油比以保证良好的燃烧过程。 发展趋势纵观坦克发动机的发展过程，根据已经和将采用的技术措施，坦克发动机的发展趋势为： (1)在机型上，柴油机继续是坦克的主要动力。由于上述各种上传统技术和新技术，特别是电子控制技术的发展和应用，柴油机仍处于迅速发展时期。本世纪末的柴油机，从性能上来描述，将是高单位体积功率、高燃油经济性、高扭矩储备、高加速性的轻巧、宁静、排气洁净的发动机，兼具奥托循环和狄塞尔循环的优点；从结构类型上来描述，则是一种具有低压缩比高增压比的4冲程水冷直喷式涡轮增压中冷发动机，这是主流。在军用上采用整体陶瓷或陶瓷涂层零件的低散热涡轮复合柴油机会有突破，超高增压柴油机可能进入坦克动力行列，而采用电子控制等新技术的4冲程涡轮增压中冷柴油机仍外主要地位。 燃气轮机是一种连续燃烧的旋转式热机。作为车用动力，它固有的优点是扭矩特性好、可简化传动装置、有良好的加速性和越野性、摩察副少、起动性好、机油消耗高低、冷却消耗功少、具有多咱燃料性能、排污少且轻声无烟。但固有的主要缺点是燃油消耗率高。随着陶瓷材料的发展，可逐步采用陶瓷涡轮叶片提高涡轮进口温度、采用可变截面涡轮喷嘴、研究高效率回热器，燃气轮机燃油经济性将继续提高。此外，随着今后坦克火炮和火控系统的发展，坦克有可能要求轼率更大的发动机，到那时候，燃气轮机的优越性也将更为明显，总发展，坦克有可能要求轼率更大的发动机，到那时候，燃气轮机的优越性也将更为明显，总之，燃气轮机确是一种良好的也是有发展潜力的坦克动力，它正在逐步增长与柴油机的抗衡力量。 转子发动机具有零部件少、结构紧凑(特别是高度低)、单位体积功率大、比重量小、便于系列化和军民通过用固有优点，但也有油耗高、密封件易于磨损的缺点，而且作为大功率军用动力的可*性还没有受到实践考验，所以这顷军事上的应用，也许从功率较低的装甲车辆开始。 (2)在设计方法上，应用整体化设计。传统的设计方法是以发动机为一个部件按要求进行单独设计，这不利于车辆的总体设计和整体性能，因为片面追求发动机自身的性能而不考虑它与传动装置、冷却系统等在尺寸、性能上的协调匹配只会徒然增加发动机的设计观度。联邦德国70年代设计MB873ka-500发动机时就把发动机、传动装置、冷却系统作为整体进行设计，从而使动力装置具有结构紧凑和装拆方便的优点。美国于80年代初开始的AIPS规划也采用整体化设计方法，整体化设计无论从设计、制造、使用和保证车辆整体性能任何一方面来讲都是一种有效的设计方法。 (3)在研制方式上，国际联合研制已露端倪。从70年代开始，新一代发动机的研制已显示了国际合作的迹象。美国康明斯公司在研制绝热涡轮复合发动机时，试验了许多陶瓷材料，其中采用的部分稳定氧化锆是澳大利亚科学与工业研究机构的成果。在低散热发动机发展过程中，陶瓷制造商和发动机制造商之间的国际范围内的技术合作有增长趋势；在一个国家内，工业企业、科研机构、高等院校间的横向合作也很普遍。美国AIPS规划中的LV100燃气轮机推进系统，其中动力涡轮由联邦德国MTU慕尼黑公司研制，这又是一个国际合作研制的例子。今天，新一代发动机的研究与发展，必然会涉及各种新材料、新结构、新技术或新概念，而它们的研究成果不可能囿于一国范围内，所以随着国际科技交流的增进，这种跨国合作研制的趋势将会不断发展并加强。

<h2 align="center">美国下一代战车先进整体式推进系统(规划)</h2><hr width="90%" noshade="true" size="1"/> <table width="100%" border="0" cellspace="0"><tbody><tr valign="top"><td width="10%">国别</td><td width="90%"><dd>美国 </dd></td></tr><tr valign="top"><td width="10%">名称</td><td width="90%"><dd>美国下一代战车先进整体式推进系统(规划)(简称AIPS规划) </dd><dd>Advanced Integrated Propulsion Systems Progra </dd></td></tr><tr valign="top"><td width="10%">研制单位</td><td width="90%"><dd>通用电气公司航空发动机部 </dd><dd>General Electric Aircraft Engine Business Group,US </dd><dd>康明斯发动机公司 </dd><dd>C </dd></td></tr><tr valign="top"><td width="10%">现状</td><td width="90%"><dd>研制硬件，进行第二阶段技术论证 </dd></td></tr><tr valign="top"><td width="10%"></td><td width="90%"><center><img src="http://www.defenseonline.com.cn/weapon/tank/fdj/fdj574.JPG" style="CURSOR: pointer;" alt=""/> </center> <center><h3>概述</h3></center><dd>为满足美国下一代重型战斗车辆需要，美国陆军于1982年开始执行一项重型战车的先进整体式推进系统规划(AIPS)。当时由美国陆军坦克机动车辆局(TACOM)向美国工业界宣布了规划的技术要求，有14家公司作出反应，投标争取获得为期1年的"纸面"研究合。TACOM从中选择了6家公司并分别签订了价值50万美元的研究合同，开始第一阶段的研究工作--方案分析。 </dd><dd>在AIPS规划中，对推进系统提出的技术要求不是针对某一车辆的。在确定技术要求的定量指标时，TACOM认为M1坦克是当代具有先进技术水平的代表性战车，要求每一个主要技术指标必需达到或超过M1坦克动力装置的水平，尤其是推进系统的外形尺寸、油耗和重量方面应有较大改善。几个主要技术要求是： <center><img src="http://www.defenseonline.com.cn/weapon/tank/fdj/fdj574-1.JPG" style="CURSOR: pointer;" alt=""/> </center> </dd><dd>(1)在30℃环境温度和150m海拔高度下，发动机功率达1103kW(1500马力)，并确保车辆主动轮功率达772kW(1050马力)。驱动电气和液压附件的功率约需55荡kW(75马力)。提出的依据是，驱动60～65t重的坦克，并保持坦克最高行驶速度为74km/h左右。 </dd><dd>(2)在携带1个战斗日所需燃料的情况下，推进系统的体积比M1的小35%左右。推进系统的高度不应超过1143mm，长度应尽可能缩短。 </dd><dd>(3)提高燃油经济性，实际使用的油耗应比现装备的M1坦克减少40～50%。 </dd><dd>(4)车辆速度从0到32km/h所需的加速时间应小于7s。 </dd><dd>(5)提高可*性、可使用性、维护性和耐久性(RAM-D)，具体指标是： </dd><dd>推进系统每工作1h所需的人均维护保养时间为0.12h； </dd><dd>两次故障间平均行驶公里数(MKBF)为1000km； </dd><dd>战斗任务中两次故障间平均行驶公里数为11500km。 </dd><dd>(6)具有多种燃料性能。 </dd><dd>此外，要求降低寿命周期费用、减少重量，对故障具有诊断、预测和维修能力、减少声、热、烟雾特征、有三防装置、能连续下坡制动等。还特别强调冷却系统的基本性能和尺寸要保证在气温为约50℃沙漠环境条件下使车辆能以最高速度最大负荷工作。 </dd><dd>AIPS规划的研制方法是： </dd><dd>(1)进行整体化设计推进系统的整体化设计就是在设计时，不是把系统中的各部件孤立起来考虑，而是作为一个整体来对待，提出整体综合技术指标。发动机只是推进系统中的一个主要部件，它的结构和性能，应从属于整体式推进系统的技术要求。在AIPS规划中，推进系统内包括的装置有发动机、传动装置、操纵、制动、空气滤清器、侧传动、冷却系统、液压系统、诊断预测和维修、特征(红外、噪声、烟雾)抑制装置以及蓄电池、燃油箱等。 </dd><dd>TACOM采用整体化设计的原因一是出于提高可*性的需要，他们认为现役战车推进系统存在的可*性问题，根源在于发动机、传动装置、冷却系统、空气滤清器等是单独分开设计的，没有顾及部件间协高载作的性能和相互的空间和重量要求；二是出于提高推进系统单位体积功率的需要，整体化设计十分有利于减小整车尺寸和重量。此外，通过整体化设计形成的推进系统在战场条件下还便于整体吊装，这咱模块化结构也便于装拆和维修。 </dd><dd>(2)没有"目标"车辆在AIPS规划中，根据战车技术要求先行研制推进系统，推进系统的要求不是根据某一具体车辆提出的，相反，车辆的总布置将按推进系统设计。 </dd><dd>(3)重视部件研制在AIPS规划中，各部件的研制根据推进系统的技术要求进行。研究发动机的通用电气公司和康明斯发动机公司作为主承包商负责将各部件总装为推进系统，他们的责任是提供满足技术要求的整体式推进系统而不仅仅是发动机。如此得到的总成的结构、性能、尺寸能够满足总要求，尽管每个部件本身未必是最优的。 </dd><dd>AIPS规划的进展情况为： </dd><dd>AIPS规划的实施分为方案分析、硬件研制和整体技术论证、预先研制3个阶段。第二阶段的工作于1984年开始执行。由通用电气公司航空发动机部和康明斯发动机公司为主承包商。前者负责论证以GP-1A燃气轮机为动力的LV100推进系统；后者负责论证以CAV-28发动机为动力的CAP-1000推进系统。 </dd><dd>两种推进系统预定于1990年进行"决赛"试验，获胜的公司将得到全面研制合同，从而进入预先研制阶段，将历时5年，此后的20年内将陆续生产入选的整体式推进系统。 </dd><dd>两种推进系统正在按要求进行研制。通用电气公司研制的GP-1A燃气轮机于1987年9月第一次运转。1989年10月LV100已成功地通过冷起动试验和自清洗进气系统的严格试验。康明斯公司1986年决定研制XAV-28型4冲程油冷涡轮增压中冷低散热发动机，单缸机于1986年2月开始试验，整机于1987年11月运转，1988年8月XAP-1000进行全面试验，1988年10月在美国陆军展览会上公开展出。 </dd><dd>XAP-1000和M1坦克燃气轮机动力装置与M1坦克A GT-1500横置方案(TMEPS)的体积、油耗比较如下： </dd><dd>AGT-1500TMEPSXAP-1000 </dd><dd>使用油耗L/战斗日265021201260 </dd><dd>体积m38.56.514.39 </dd><dd>XAP-1000的采购费用较AGT-1500燃气轮机动力装置低20%，寿命周期费用低50%，于1989年6月装车试验，在主动轮上的功率已达到551kW(为目标功率的71%)，已被选为TACOM的部件先进技术试验车(CATTB)推进系统。 <center><h3>结构特点</h3></center><h4>    1.LV100推进系统</h4></dd><dd>为保证装备的及时性和工作可*性，推进系统采用的技术都是低风险的。但是，在现有技术基础上采用了如下一些新结构以满足提高燃油经济性和减小体积等主要要求： </dd><dd>可变截面压气机和涡轮，保证在部分负荷下有良好的燃油经济性； </dd><dd>改进的回热器，采用椭圆形截面的热交换管而不用圆形截面管，以增大管的表面面积，从而提高传热效率； </dd><dd>高冷却能力的油冷系统，易于散热，超过了TACOM对冷却系统的要求，从而能防止高温过热。 </dd><dd>自动传动装置，有6个前进档2个倒档，变矩器在低速下使用，在一档以上速度，变矩器闭锁，传动装置内还有1个液力制动器，从而具有连续制动能力而不会导致制动器过分磨损。 <h4>    2.XAP-1000推进系统</h4></dd><dd>XAV-28柴油机的结构特点可归纳为： </dd><dd>(1)采用低散热技术以提高燃油经济性和减小冷却系统体积。利用VTA-903T柴油机上低散热的研制成果，采用空气隙或陶瓷涂层隔热方法。此外，不用传统的水冷系统而用滑油作冷却剂进行高温冷却以减少散热量。 </dd><dd>(2)采用高增压技术以提高柴油机单位体积功率，并采用电子控制的可变截面涡轮增压器以使发动机在低负荷工况下有较高燃油经济性。 </dd><dd>(3)采用电子控制喷油系统，保证高喷油压力，有利于提高燃油经济性。机载计算机可以将诊断和预测数据传递给乘员，提高了装置的可*性、可使用性、维护性和耐久性。 </dd><dd>(4)采用发动机与传动装置并列布置的方案。它们相对于车辆都为横置，发动机与传动装置之间有一传动箱连接，这咱布置可缩短动力舱长度。总体布置十分紧凑，形成了一个部件密集的长方体。 <center><h3>性能数据</h3></center><center><h4>(XAV-28低散热发动机)</h4></center></dd><dd>型号XAV-28 </dd><dd>类型 </dd><dd>冲程4 </dd><dd>缸数及排列12V60° </dd><dd>冷却方式油冷 </dd><dd>燃烧室型式直接喷射式 </dd><dd>燃料种类可燃用多种燃料 </dd><dd>增压方式涡轮增压 </dd><dd>压比3.8 </dd><dd>有无中冷有 </dd><dd>缸径/行程150mm/130mm </dd><dd>总排量27.56L </dd><dd>压缩比15 </dd><dd>标定功率1066kW </dd><dd>标定转速2600r/min </dd><dd>缸心距～184mm </dd><dd>平均有效压力1.79MPa </dd><dd>活塞平均速度11.27m/s </dd><dd>升功率38.68kW/L </dd><dd>燃油消耗率212g/kW·h </dd><dd>外形尺寸 </dd><dd>长1750mm </dd><dd>宽778mm </dd><dd>高947mm </dd><dd>单位体积功率827kW/m3 </dd><dd>重量(干重)1895kg </dd><dd>比重量1.78kg/kw </dd><dd>冷起动性能 </dd><dd>-32℃环境温度下无辅助装置即可起动 </dd><dd>-54℃环境温度下，用极地预热装置，可在0.5h内起动 </dd></td></tr></tbody></table>

[转帖]坦克装甲车辆发动机风冷发动机的坦克装甲车辆，能到河底潜渡吗？ [转帖]坦克装甲车辆２００６０７的图《坦克装甲车辆》封面坦克装甲车辆6 坦克装甲车辆7 坦克装甲车辆12 坦克装甲车辆4 坦克装甲车辆6 坦克装甲车辆 200901 坦克装甲车辆 2011.1 《坦克装甲车辆》招聘启事