系統簡介
產生、傳遞和控制動力,使坦克獲得機動性能的聯合裝置。用以保障坦克獲得高的行駛速度、靈活性和通行能力。
分類①坦克動力裝置,主要採用往復活塞式發動機,少數採用了燃氣輪機。往復活塞式發動機,按使用燃料種類分,有汽油機、柴油機和多種燃料發動機。按工作循環方式分,有二衝程、四衝程發動機。按進氣方式分,有非增壓、增壓發動機。按冷卻方式分,有液冷式、風冷式發動機。按氣缸排列形式分,有直列式、對置氣缸式、對置活塞式、V形、X形和星形發動機等。②坦克傳動裝置,按能量傳遞形式,可分為機械傳動裝置、液體傳動裝置和電力傳動裝置三類。機械傳動裝置又分定軸式和行星式。液體傳動裝置又分動液式和動液機械式、靜液式和靜液機械式。按功率傳遞路線,又分單功率流和雙功率流傳動裝置。前者功率經變速機構、轉向機構,單路傳至兩側主動輪;後者功率經變速機構和轉向機構兩條並聯路線傳遞,在兩側匯流行星排匯合後再傳至主動輪。③坦克行動裝置,主要按懸掛方式,即負重輪與車體連線的方式區分,有各輪單獨與車體相聯的獨立式、多輪組合後與車體相聯的平衡式和二者兼有的混合式三種。按彈性元件,可分為機械彈簧式(包括螺旋彈簧、鋼板彈簧、碟片彈簧、扭桿彈簧等)、液氣彈簧式和二者兼有的複合式三種。④坦克操縱裝置,按作用力的方式分為完全由駕駛員體力承擔的直接作用式和利用機械能、液壓能、氣壓能、電能等的助力作用式。按變檔的自動化程度分為手動、半自動和全自動三種。
發展簡史
第一次世界大戰期間,坦克的單位功率(發動機額定功率與坦克戰鬥全重之比)為 2.6~4.9 千瓦/噸,裝有26~ 113千瓦的汽油發動機、定軸式機械變速箱、簡單差速器轉向機,採用剛性懸掛或彈性懸掛裝置,最大時速6~13公里,最大行程35~64公里。
第一次世界大戰後至第二次世界大戰期間,多數坦克的單位功率為5~13.5千瓦/噸,最大時速20~64公里,最大行程 100~300公里。一些輪-履式輕型坦克,單位功率達20~25千瓦/噸,用履帶行駛最大時速45~60公里,用車輪行駛最大時速70~80公里。1939年蘇聯開始採用坦克專用柴油機。英國和德國採用了新結構的氣壓或液壓助力操縱的定軸式機械雙功率流傳動裝置。美國安裝過汽車型自動變速的動液和動液機械混合式傳動裝置。一些國家還研製過電力傳動的樣車。懸掛裝置多為螺旋彈簧式或鋼板彈簧式,20世紀40年代採用扭桿式的逐漸增多。
第二次世界大戰後至60年代,坦克的單位功率為9~16千瓦/噸,最大時速34~65公里,最大行程100~600公里。60年代,柴油機和多種燃料發動機取代了汽油機,並多採用增壓技術(機械增壓或廢氣渦輪增壓),以提高發動機的升功率,廣泛採用了液壓操縱的行星式雙功率流傳動裝置和扭桿式懸掛裝置。瑞典Strv103B(簡稱"S" )坦克,例外地採用了柴油機與燃氣輪機組合的動力裝置和可以調節車高、車姿的液氣式懸掛裝置。
現狀70年代以來的新型主戰坦克,單位功率12~20千瓦/噸,最大時速50~72公里,最大行程300~650公里。坦克越野行駛時,平均時速30~55公里,最大爬坡度約30度,越壕寬2.7~3.15米,過垂直牆高0.9~1.2米。主要使用 562.5~1125千瓦的廢氣渦輪增壓(有的帶進氣中冷)多種燃料發動機。美國M1坦克採用1125千瓦的燃氣輪機,其發動機本身比同功率的柴油機更緊湊、更輕,並有良好的扭矩特性、加速和低溫起動性能,但燃料消耗率高,耗氣量大,零部件要求精度高,加工工藝複雜。
技術特點
較高的單位功率為採用動液傳動裝置提供了有利條件。現代新型主戰坦克廣泛採用動液雙功率流傳動裝置,主要結構特徵是:帶閉鎖離合器的動液變矩器與行星式變速箱串聯;利用靜液或靜液與動液複合的差速轉向機構實現坦克無級轉向;可在不切斷髮動機動力情況下,通過電液式操縱裝置實現自動或手動換檔;變速和轉向機構與動力裝置結構一體化,可以迅速整體拆裝。這類動液傳動裝置提高了效率,對外界負荷有較好的自動適應性,發動機功率利用較充分,改善了坦克的加速性,便於在鬆軟地面通過,轉向靈活,操縱方便。此外,液體的柔性傳動有利於提高推進系統各部件的壽命。電力傳動和靜液傳動裝置有接近理想的牽引特性,能最佳利用發動機功率。簡化操縱,並能獲得良好的無級直線行駛和轉向性能,但電力傳動裝置體積、重量大,靜液傳動裝置效率低,目前在坦克上還未正式採用。
坦克越野行駛能否充分發揮動力、傳動裝置的性能,與行動裝置的結構,特別是懸掛性能和負重輪動行程密切相關。現代坦克大多採用獨立式懸掛裝置,主要彈性元件為經強化工藝處理的高強度、高韌性合金鋼扭桿。前後幾對負重輪與車體之間裝有液壓式或機械摩擦式減震器,負重輪動行程約250~380毫米。日本74式、英國“挑戰者”主戰坦克,分別採用了可調節和不可調節車姿的液氣式懸掛裝置,這類懸掛裝置比扭桿式有更好的非線性懸掛特性和更大的負重輪行程,但不如扭桿式的簡單可靠。
展望坦克的單位功率仍有提高趨勢,推進系統仍將朝著提高坦克越野機動能力的方向發展。坦克用往復活塞式柴油機仍有較大的發展潛力,可望通過中冷高增壓、超高增壓、絕熱複合等技術,進一步提高動力裝置的比功率。燃氣輪機如能在提高循環過程溫度和回熱器效率以降低燃料消耗率方面,取得較大進展,在坦克上將有擴大套用的可能。自動操縱的動液傳動裝置仍將是今後一個時期的主要傳動形式。扭桿式和液氣式懸掛裝置將繼續發展,可能更多地採用扭桿與液氣兼有的複合式懸掛裝置。一些國家也在研究具有車體、車軸震動和地形反饋信息的半主動式、主動式懸掛裝置。