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[军事纪实] 坦克传统动力系统

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发表于 2020-8-1 21:44:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 周伯通 于 2020-8-1 21:45 编辑

坦克传统动力系统


坦克推进系统是坦克越野行驶时,使其获得机动性能的所有部件、装置之总称,是坦克获得较高的行驶速度、灵活性和通行能力的基础。


坦克动力装置



动力装置是坦克的动力来源,由大功率发动机及其辅助系统组成。坦克发动机主要有两种,一是高性能柴油机,二是燃气轮机。前者用的最多,后者只是用在美国M1和俄罗斯T一80坦克上。两者的工作原理、部件组成及输出特性是不同的。但就其能量的转换原理来说,两者是一样的,都是由燃料燃烧产生的热能转变为动力输出轴旋转的机械能。就这两种来讲,柴油发动机仍是坦克的主要动力来源,而且向大功率小体积(即所谓高功率密度)、高性能方向发展。燃气轮机用于航空领域已有悠久历史,但用于地面车辆仅是近年来的事。燃气轮机与活塞式柴油机相比,具有较高的转速、较大的功率密度优良的扭矩输出特性和良好的低温起动性能等。其致命的弱点是燃料消耗率大,导致最大行程减小,并为后勤油料供应增加了负担。为此俄罗斯某些专家认为,在目前技术条件下,坦克上采用燃气轮机并非是最佳方案。



坦克动力装置



发动机的性能指标以输出功率、转速、扭矩和燃料消耗率来表示。这是坦克设计和研究坦克行驶原理的基础。现代坦克发动机都是专为坦克设计的。因为坦克内部空间较小,要求坦克发动机必须具有尽量小的体积,而且能输出较大的功率。

为使发动机能正常工作,还必须有辅助系统,即燃料供给系-保证燃料(柴油)由储油箱泵入发动机各工作气缸,其供油量的多少可由驾驶员进行控制;润滑系-将润滑油泵人到发动机各个需要润滑的运动副的工作表面;冷却系-燃料燃烧产生的热能除对外作功转变成有用的机械能外,还有一部分热能使发动机本身温度升高,为保证发动机正常工作,必须对其进行冷却(通常有水冷和风冷两种),这就是冷却系应做的事了;进排气系--保证足够清洁的新鲜空气进入气缸,使之与燃料混合后燃烧,并把一个工作循环完成后的废气适时地排出气缸外部;起动系-用于启动发动机,现代发动机的主要启动方式有两种,一是由电机启动,二是由高压空气启动。

发动机输出轴直接将动力传给坦克两侧主动轮(驱动轮)是不行的。比如目前坦克使用最多的柴油机,它的稳定转速范围只有1.5倍~3.0倍,即使从最低空转稳定转速算起,其转速范围也不超过3倍~6倍,而其输出扭矩范围也只有1.06倍~1.25倍。从这两方面来看,它均不能直接满足坦克作为战斗车辆进行越野行驶的要求-在充分利用发动机功率的情况下,行驶速度应能在从起步低速到最大速度(60km/ h-70km/h)范围内变化;牵引力应能在从良好路面行驶到最困难爬大坡道行所需的10倍~15倍范围内变化。怎样能使发动机满足坦克越野行驶的要求呢?这就是现在要介绍的传动装置的任务了。传动装置的主要功用如下:


坦克动力装置



(1)传递发动机至主动轮的动力,扩大坦克行驶速度和牵引力的变化范围,使坦克能适应越野行驶的要求。

(2)使坦克实现前进、倒驶、转向、制动和停车。发动机本身不能反向旋转,必须通过传动装置使坦克倒驶。履带车辆转向,需由发动机经传动装置向两侧履带提供不同速度,才能达到转向的目的。制动、停车也是坦克必须具备的功能,这也要由传动装置来协助完成。

(3)发动机工作时,切断其输出的动力,并能满足空载起动发动机。

(4)向冷却风扇传递动力。根据风扇安装的位置,通过传动装置把发动机和风扇连起来。

坦克传动装置按不同的分类方法可以分成若干基本类型。按能量传递形式来分,坦克采用的传动装置主要有机械传动装置和液力传动装置两种。前者全部由机械零部件(如由齿轮、轴组成的齿轮变速箱、摩擦离合器等)传递动力,来实现需要的各种功能。后者比前者在传动路线中多串联了一个液力元件(如液力变矩器),发动机传来的机械能经液力元件转换成液体的动能,然后再转换成机械能传给主动轮。由于中间液力元件的能量转换,改变了输出特性,使

传动系统的动载荷下降,有利于延长传动装置的使用寿命。按动力传递路线来分,传动装置又有单流传动装置和双流传动装置之说。单流传动是指发动机的动力先经变速机构,然后再经转向机构分配到两侧主动轮。这种传动装置的变速和转向,分别由不同机构来实现。双流传动是指发动机的动力输出后分成两路,一路经变速机构,另一路经转向机构,尔后在两侧的汇流行星排中汇合起来,再各自传到两侧主动轮。这种传动装置将变速和转向两种功能联系起来,故有时称其为综合传动装置。


坦克动力装置



传动装置结构复杂、零部件繁多,现就主要部件介绍如下:

(1)变速箱 其功用是,在发动机输出扭矩和转速不变的情况下,改变输人到主动轮上的扭矩和转速,实现扩大坦克牵引力和行驶速度的变化范围。它由多组齿轮、轴、轴承、换档机构等组成。

变速箱按其不同的分类方法可分为若干种,按齿轮轮系的型式分为固定轴变速箱和行星变速箱。固定轴变速箱中所有齿轮都有固定的回转轴线;行星变速箱有的齿轮的轴线在空间旋转,有公转和自转两种运动有空间旋转轴线的齿轮叫行星齿轮,因此把这类变速箱称为行星变速箱。变速箱不同,其排档数目和各排档的传动比也不同。如俄罗斯T-54坦克采用的是6档变速箱(5个前档和1个倒档), T-72坦克采用是8档变速箱(7个前进档和1个档)。一对齿轮的传动比是主动齿转速与被动齿轮转速之比,如主动轮转一周,被动齿轮转半周,则传动比为2,变速箱各排档的传动比不一样,要分别计算。


2)转向机构 转向机构是使车辆的左右行驶装置产生不同速度来实现转向的机构。从实现转向的机构类型来说,转向机构分为单流转向机构和双流转向机构两大类。其中前者又分为差速器式转向机构、离合器式转向机构和二级行星转向机构等;后者又分为机械式转向机构和液压式转向机构等。这两大类转向机构的工作原理也有所不同,单流转向机构是通过转向机向两侧主动轮提供不同转速来达到坦克转向目的的;而双流液玉式转向机构则是在转向分路中安专了液压泵和液压马达,使转向分路侧输出轴的旋转速度可连续变化,大小相等,方向相反,最后形成两主动轮的转速差,来实现坦克转向。坦克转向时,一般情况下两侧履的运动方向相同,只是速度不同。而对双流传动机构,在变速箱处于空档时的特定条件下,它能使两侧履带的运动速度大小相等,而方向相反,这时坦克围绕其中心回转,即所谓的中心转向。


坦克动力装置



(3)摩擦离合器和制动器 坦克传动装置中的离合器,按其功用可分为主离合器、液力元件的闭锁离合器、换档离合器和转向离合器等。它们都是通过相互摩擦的元件将动力从一根轴传至另一根轴的,其工作状态有分离、结合、摩滑三种。分离时,即切断两轴之间的动力传递;结合时就象一根轴一样正常传递动力;摩滑时说明主动轴与被动轴之间有转速差,通过摩滑,逐渐达到同步旋转。

制动器也是一种摩擦元件,按其功用可分为停车制动器、换档制动器和转向制动器。其工作原理相同,只是工作对象不同。如停车制动器就是衣靠摩擦元件的摩擦,来使坦克减枣、停车或保持停车状态的。

(4)齿轮传动箱 传动箱包括前传动和后传动两部分。前传动设置在发动机与变速箱之间;后传动设置在变速箱与行驶装置之间,通常将其称为侧减速器。二者都是具有固定传动比的齿轮箱,这便于使传动系统总传动比的设计适应坦克越野行驶的要求。

坦克发动机和传动装置均安装在坦克动力舱内。


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