详解中国新轻型坦克发动机 比99A引擎更先进适用高原
2018-08-28 10:36:56   来源:九九五军事新闻网   评论:0 点击:

其实市面上关于中国的新轻坦使用有别于99A坦克150HB系列发动机的全新一代132系列坦克动力(注:150和132均指气缸直径)的传言,已经流传了很长很长的一段时间。本炮霸不才,从业余的角度为

  其实市面上关于中国的新轻坦使用有别于99A坦克150HB系列发动机的全新一代132系列坦克动力(注:150和132均指气缸直径)的传言,已经流传了很长很长的一段时间。本炮霸不才,从业余的角度为大家解读一下这个传说中的中国新一代坦克动力。据传中国新一代坦克动力,是在引进生产的道依茨1015系列基础之上,通过改进设计和进行加强而成。

  道依茨1015系列柴油机是德国DeutzAG公司于1992年开始研制的新一代民用大功率柴油机,1994年开始生产。道依茨1015系列发动机缸径/行程132/145mm,额定转速1900-2100r/min。主要包括有三种机型:6缸V型布局的BF6M1015增压柴油机、带中冷增压的BF6M1015C和8缸V型布局的BF8M1015C中冷增压柴油机,其最大功率187KW-440KW。因其性能出色,一经推出之后广受好评。

  2001年6月,我国决定引进该机型并与德国Deutz AG公司展开谈判,2002年9月,双方达成协议。2005年我国又引进了1015系列的升级版2015系列以满足高标准排放的需求,1015和2015在基本参数上基本相同。作为一款性能优异的柴油机,1015系列在我国,除了安装在ZBL-08系列轮式步兵战车上之外,还有着广泛的民间应用,比如重型卡车、工程/矿用机械、发电设备等等。

  中国的150HB系列柴油机(99A主战坦克使用)虽然在功率上达到了1103KW(1500马力),追平了世界先进水平,但归根到底它是一款大排量、中等转速、中等平均有效压力的“老派三代坦克发动机”。就像豹II的MB873,在工业水平较差的年代,用大排量来平衡转速和平均有效压力指标。虽然满足了要求,但是也是以牺牲尺寸和体积为代价的。

 
<script> SinaPage.loadWidget({ trigger:{ id:'entHdPic_1_0', }, require: [{ url: '//n.sinaimg.cn/ent/mainpage/js/pl/hdfigure_v1.js' }], onAfterLoad: function () { var entSlide_1_0 = new HdFigure('entHdPic_1_0', '//slide.mil.news.sina.com.cn/l/slide_8_62085_65617.html'); entSlide_1_0.init(); } }); </script>

  MB873Ka501的长、宽、高分别为1970、1703和1100mm,而新一代的MT883Ka501(现用于韩国K2坦克)的长、宽、高则只有1676、950和824mm,两者之差不能不说惊人。在其他相同的前提下,使用后者作为动力装置能为坦克省下相当可观的重量。只可惜MT883Ka501诞生之时,装备MB873Ka501的豹II坦克已经生产了几千辆,并且苏联已经解体,改装883节省坦克重量也失去了意义。

  对于中国来说,情况稍稍有些差别。1103KW的12缸150HB发动机长、宽、高分别为1461、1020、1040mm,相比MB873来说也算小的;加上99A坦克的体型相比豹II已经足够小,再用更新一代发动机“缩屁股”意义不大。然而对于新轻坦来说,情况就又不相同了。

  新轻坦为了突出轻,对于每一分的重量都是斤斤计较。VT-5坦克的纵置8缸150HB长、宽、高分别为1410、940、965mm,而新轻坦的纵置8缸132发动机长、宽、高分别为1200、915、970mm(推测值)。坦克底盘能减去20厘米的长度,发动机本体轻半吨,这两项指标所带来的性能增益,足以值得采用一种全新的发动机了。

上为VT-5,下为新轻坦上为VT-5,下为新轻坦

  在我国三代坦克动力研制的初期,从坦克总体设计的角度考虑,坦克发动机不宜过长,而发动机科研方面的水平有限,平均有效压力又上不去,只能用排量来弥补。最终我们在一个很短的长度上安排了6个150mm直径的气缸,这使得缸心距只有184mm。

  缸心距是指发动机两个气缸中心之间的距离,缸心距决定了发动机的整体强度。同期的MB873的缸心距224mm,MT883的缸心距也有195mm。在研制初期就曾经有专家质疑150HB的缸心距过小,机体强度不够。虽然后来的结果表明这个担忧是多余的,但是不得不说,这个略小的缸心距还是会影响到150HB的寿命和功率的挖潜,而132发动机在这方面要比150HB改善了不少。

  新轻坦的机动性要求与99A坦克相当,也就是说吨功率达到20.05KW/吨(1103KW/55t)。将其乘以新轻坦克33吨的战斗全重,得出所需发动机为功率663KW(900HP),也就是说目前的132发动机的功率大概率是在663KW左右。

  看起来不算太起眼,但对于新一代132发动机,有一个重要的要求是满足高原(4500m)及以上地区的作战需求。众所周知,随着海拔的升高,空气密度会减小,发动机的功率会受到很大的影响。

  虽然涡轮增压发动机对抗高海拔的能力要比自然吸气的或者机械增压的要好,但由于4500m的高海拔空气密度只有平原地区的65%,一般的涡轮增压发动机也是会变的慢如牛的。要解决这一问题,唯有使用两级涡轮顺序增压。

  在平原地区只使用一级涡轮增压,其最大功率也就是663KW左右。当上到4500米高原时,一级和二级涡轮增压同时开启,用更高的压比来对抗空气密度降低带来的功率损失。据传新轻坦在平原地区的最大车速70公里/小时,在4500米高原最大车速仍然有60公里/小时。

  假如在平原地区同时开启两级涡轮增压,其发动机功率是会超过735KW(1000马力)的,当然这样也会带来平均有效压力和爆发压力的上升,从而导致发动机机体的负荷增加。因此处于发动机寿命的考虑,一般不建议在平原地区开启两级涡轮增压。不过不管怎么说,新一代的8缸132发动机已经具备了与8缸150HB一样的功率水平。

  写到这里,本炮霸再给大家解释下,从技术原型道依茨BF8M1015CP的440KW功率,到8缸132系列的663KW功率,50%多的功率提升是怎么实现的呢?

  民用柴油机,出于寿命的考虑,通常将额定转速限制在一个较低的水平上。以BF8M1015CP为例,其额定转速1900r/min,活塞行程只有145mm,可以得出1015的活塞速度9.18米/秒。这个活塞速度远小于苏制V-2系列(苏/俄坦克半个世纪以来的动力选择)12米/秒的水平,因此BF8M1015CP的发动机转速具备向上提高到2600r/min水平的潜力。所以光靠增加转速,BF8M1015CP的功率就可以提升到526KW的水平。

  除了转速,我们还可以提高平均有效压力。道依茨1015有个好的地方,就是其配套使用的P型高压单体喷油泵的喷油压力可以达到120MPa以上,并具备达到160MPa的潜力,要将平均有效压力从1.54MPa提高到2MPa左右,只需选一个大压比的高效涡轮增压装置即可。当然平均有效压力的提高会带来机体负荷的增加,没什么好办法,加强便是了嘛!

  前文提到,8缸的132发动机其长度已经小于1200毫米,即使在此基础上将其缸数增加到12缸,其长度也是小于MT883的。如果后续能推出12缸版本的1103KW(1500马力)型,那么我国将达到与德国的MT883同样的水平。当然我们的志向并非止步于此。

  从132发动机的公开文献中我们可以得知,132发动机是院校和华北柴油机厂的高紧凑柴油机合作项目,而在此之外,在中国著名的坦克装甲车辆发动机研究所还有一个“高增压项目”。

  从一些论文中提到的参数可知,高增压项目是一个可以比肩德国最新一代车用柴油机890系列(采用了高压共轨供油技术、高效涡轮增压技术、先进的发动机电控技术等当前已经成熟或者得到验证的最新技术,水平居于世界顶级)的型号,值得期待。

相关热词搜索:轻型 坦克 中国

上一篇:我军武直10首次出国军演 配TY90导弹命中率超80%
下一篇:最后一页

分享到: 收藏
评论排行