坦克傳統動力系統

坦克 熱能 技術 設計 總說裝甲 2019-05-14

坦克推進系統是坦克越野行駛時,使其獲得機動性能的所有部件、裝置之總稱,是坦克獲得較高的行駛速度、靈活性和通行能力的基礎。

坦克傳統動力系統

坦克動力裝置

動力裝置是坦克的動力來源,由大功率發動機及其輔助系統組成。坦克發動機主要有兩種,一是高性能柴油機,二是燃氣輪機。前者用的最多,後者只是用在美國M1和俄羅斯T一80坦克上。兩者的工作原理、部件組成及輸出特性是不同的。但就其能量的轉換原理來說,兩者是一樣的,都是由燃料燃燒產生的熱能轉變為動力輸出軸旋轉的機械能。就這兩種來講,柴油發動機仍是坦克的主要動力來源,而且向大功率小體積(即所謂高功率密度)、高性能方向發展。燃氣輪機用於航空領域已有悠久歷史,但用於地面車輛僅是近年來的事。燃氣輪機與活塞式柴油機相比,具有較高的轉速、較大的功率密度優良的扭矩輸出特性和良好的低溫起動性能等。其致命的弱點是燃料消耗率大,導致最大行程減小,併為後勤油料供應增加了負擔。為此俄羅斯某些專家認為,在目前技術條件下,坦克上採用燃氣輪機並非是最佳方案。

坦克傳統動力系統

坦克動力裝置

發動機的性能指標以輸出功率、轉速、扭矩和燃料消耗率來表示。這是坦克設計和研究坦克行駛原理的基礎。現代坦克發動機都是專為坦克設計的。因為坦克內部空間較小,要求坦克發動機必須具有儘量小的體積,而且能輸出較大的功率。

為使發動機能正常工作,還必須有輔助系統,即燃料供給系-保證燃料(柴油)由儲油箱泵入發動機各工作氣缸,其供油量的多少可由駕駛員進行控制;潤滑系-將潤滑油泵人到發動機各個需要潤滑的運動副的工作表面;冷卻系-燃料燃燒產生的熱能除對外作功轉變成有用的機械能外,還有一部分熱能使發動機本身溫度升高,為保證發動機正常工作,必須對其進行冷卻(通常有水冷和風冷兩種),這就是冷卻系應做的事了;進排氣系--保證足夠清潔的新鮮空氣進入氣缸,使之與燃料混合後燃燒,並把一個工作循環完成後的廢氣適時地排出氣缸外部;起動系-用於啟動發動機,現代發動機的主要啟動方式有兩種,一是由電機啟動,二是由高壓空氣啟動

發動機輸出軸直接將動力傳給坦克兩側主動輪(驅動輪)是不行的。比如目前坦克使用最多的柴油機,它的穩定轉速範圍只有1.5倍~3.0倍,即使從最低空轉穩定轉速算起,其轉速範圍也不超過3倍~6倍,而其輸出扭矩範圍也只有1.06倍~1.25倍。從這兩方面來看,它均不能直接滿足坦克作為戰鬥車輛進行越野行駛的要求-在充分利用發動機功率的情況下,行駛速度應能在從起步低速到最大速度(60km/ h-70km/h)範圍內變化;牽引力應能在從良好路面行駛到最困難爬大坡道行所需的10倍~15倍範圍內變化。怎樣能使發動機滿足坦克越野行駛的要求呢?這就是現在要介紹的傳動裝置的任務了。傳動裝置的主要功用如下:

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坦克動力裝置

(1)傳遞發動機至主動輪的動力,擴大坦克行駛速度和牽引力的變化範圍,使坦克能適應越野行駛的要求。

(2)使坦克實現前進、倒駛、轉向、制動和停車。發動機本身不能反向旋轉,必須通過傳動裝置使坦克倒駛。履帶車輛轉向,需由發動機經傳動裝置向兩側履帶提供不同速度,才能達到轉向的目的。制動、停車也是坦克必須具備的功能,這也要由傳動裝置來協助完成。

(3)發動機工作時,切斷其輸出的動力,並能滿足空載起動發動機。

(4)向冷卻風扇傳遞動力。根據風扇安裝的位置,通過傳動裝置把發動機和風扇連起來

坦克傳動裝置按不同的分類方法可以分成若干基本類型。按能量傳遞形式來分,坦克採用的傳動裝置主要有機械傳動裝置和液力傳動裝置兩種。前者全部由機械零部件(如由齒輪、軸組成的齒輪變速箱、摩擦離合器等)傳遞動力,來實現需要的各種功能。後者比前者在傳動路線中多串聯了一個液力元件(如液力變矩器),發動機傳來的機械能經液力元件轉換成液體的動能,然後再轉換成機械能傳給主動輪。由於中間液力元件的能量轉換,改變了輸出特性,使

傳動系統的動載荷下降,有利於延長傳動裝置的使用壽命。按動力傳遞路線來分,傳動裝置又有單流傳動裝置和雙流傳動裝置之說。單流傳動是指發動機的動力先經變速機構,然後再經轉向機構分配到兩側主動輪。這種傳動裝置的變速和轉向,分別由不同機構來實現。雙流傳動是指發動機的動力輸出後分成兩路,一路經變速機構,另一路經轉向機構,爾後在兩側的匯流行星排中匯合起來,再各自傳到兩側主動輪。這種傳動裝置將變速和轉向兩種功能聯繫起來,故有時稱其為綜合傳動裝置。

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坦克動力裝置

傳動裝置結構複雜、零部件繁多,現就主要部件介紹如下:

(1)變速箱 其功用是,在發動機輸出扭矩和轉速不變的情況下,改變輸人到主動輪上的扭矩和轉速,實現擴大坦克牽引力和行駛速度的變化範圍。它由多組齒輪、軸、軸承、換檔機構等組成。

變速箱按其不同的分類方法可分為若干種,按齒輪輪系的型式分為固定軸變速箱和行星變速箱。固定軸變速箱中所有齒輪都有固定的迴轉軸線;行星變速箱有的齒輪的軸線在空間旋轉,有公轉和自轉兩種運動有空間旋轉軸線的齒輪叫行星齒輪,因此把這類變速箱稱為行星變速箱。變速箱不同,其排檔數目和各排檔的傳動比也不同。如俄羅斯T-54坦克採用的是6檔變速箱(5個前檔和1個倒檔), T-72坦克採用是8檔變速箱(7個前進檔和1個檔)。一對齒輪的傳動比是主動齒轉速與被動齒輪轉速之比,如主動輪轉一週,被動齒輪轉半周,則傳動比為2,變速箱各排檔的傳動比不一樣,要分別計算。

(2)轉向機構 轉向機構是使車輛的左右行駛裝置產生不同速度來實現轉向的機構。從實現轉向的機構類型來說,轉向機構分為單流轉向機構和雙流轉向機構兩大類。其中前者又分為差速器式轉向機構、離合器式轉向機構和二級行星轉向機構等;後者又分為機械式轉向機構和液壓式轉向機構等。這兩大類轉向機構的工作原理也有所不同,單流轉向機構是通過轉向機向兩側主動輪提供不同轉速來達到坦克轉向目的的;而雙流液玉式轉向機構則是在轉向分路中安專了液壓泵和液壓馬達,使轉向分路側輸出軸的旋轉速度可連續變化,大小相等,方向相反,最後形成兩主動輪的轉速差,來實現坦克轉向。坦克轉向時,一般情況下兩側履的運動方向相同,只是速度不同。而對雙流傳動機構,在變速箱處於空檔時的特定條件下,它能使兩側履帶的運動速度大小相等,而方向相反,這時坦克圍繞其中心迴轉,即所謂的中心轉向。

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坦克動力裝置

(3)摩擦離合器和制動器 坦克傳動裝置中的離合器,按其功用可分為主離合器、液力元件的閉鎖離合器、換檔離合器和轉向離合器等。它們都是通過相互摩擦的元件將動力從一根軸傳至另一根軸的,其工作狀態有分離、結合、摩滑三種。分離時,即切斷兩軸之間的動力傳遞;結合時就象一根軸一樣正常傳遞動力;摩滑時說明主動軸與被動軸之間有轉速差,通過摩滑,逐漸達到同步旋轉。

制動器也是一種摩擦元件,按其功用可分為停車制動器、換檔制動器和轉向制動器。其工作原理相同,只是工作對象不同。如停車制動器就是衣靠摩擦元件的摩擦,來使坦克減棗、停車或保持停車狀態的。

(4)齒輪傳動箱 傳動箱包括前傳動和後傳動兩部分。前傳動設置在發動機與變速箱之間;後傳動設置在變速箱與行駛裝置之間,通常將其稱為側減速器。二者都是具有固定傳動比的齒輪箱,這便於使傳動系統總傳動比的設計適應坦克越野行駛的要求。

坦克發動機和傳動裝置均安裝在坦克動力艙內。

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