法國UDV8X1500超高增壓柴油機氣缸排夾角為V型90°。渦輪增壓器布置在發動機自由端上方。補燃室、旁通閥以及凸輪軸、噴油泵等皆置於V型夾角內。旁通箱緊固在渦輪增壓器上。該系列發動機缸心距較大，L=200mm。UD18系列和X系列的缸心距與缸徑之比L/D分別為1.48和1.41。採用短行程。520V8S3的S/D為122/135=0.904，V8X1500的S/D為130/142=0.915。短行程有利於發動機提高轉速和降低高度。
基本介紹
- 中文名：法國UDV8X1500超高增壓柴油機
- 研製單位：絮熱機械製造公司
- 生產單位：絮熱機械製造公司
- 裝備情況：勒克萊爾主戰坦克
基本信息,概述,結構特點,性能參數,
基本信息
國別 法國
名稱 UDV8X1500超高增壓柴油機
UDV8X1500 Hyperbar Diesel Engine
研製單位 絮熱機械製造公司
Societe Surgerienne de Constructions Mecaniques (SSCM),FR
生產單位 絮熱機械製造公司
Societe Surgerienne de Constructions Mecaniques (SSCM),FR
現狀 完成研製
裝備情況 勒克萊爾主戰坦克
名稱 UDV8X1500超高增壓柴油機
UDV8X1500 Hyperbar Diesel Engine
研製單位 絮熱機械製造公司
Societe Surgerienne de Constructions Mecaniques (SSCM),FR
生產單位 絮熱機械製造公司
Societe Surgerienne de Constructions Mecaniques (SSCM),FR
現狀 完成研製
裝備情況 勒克萊爾主戰坦克
概述
該柴油機現已作為法國新一代主戰坦克勒克萊爾(Leclerc)的動力，按計畫於1987年完成30台發動機台架性能試驗、耐久性試驗和裝車試驗。已有15台裝在勒克萊爾坦克上進行裝車試驗，預計1992年開始裝備部隊。
V8X1500超高增壓柴油機在520V8S3基礎上擴大了缸徑、行程，並採用了新的渦輪增壓器，在保持原外形尺寸不變的條件下，平均有效壓力增加為3.22MPa，比重量降低為1.54kg/kW，單位體積功率增壓689kW/m3。
超高增壓柴油機是一種高增壓比、低壓縮比、採用旁通補燃系統的非常規的渦輪增壓柴油機，其壓比可高至4～9，而壓縮比可低為6～10。超高增壓柴油機的基本特徵是渦輪增壓器與柴油機並聯連線，旁通補燃系統亦並聯其中。從壓氣機出來的空氣並不全部進入柴油機，其中一部分通過旁通和補燃形成燃氣進入渦輪，這樣就使渦輪增壓器不受柴油機工況影響而保持在高效率區工作，增壓壓力可大大高於常規渦輪增壓器。由於渦輪增壓器可獨立於柴油機工作，所以不僅能解決常規渦輪增壓柴油機增壓壓力超過0.35MPa時低壓縮比起動問題，而且也能改善其扭矩性能和加速性問題。作為柴油機和燃氣輪特殊組合的超高增壓發動機的優點是：大幅度提高功率，在不增加常規渦輪增壓柴油機熱負荷和機械負荷條件下，功率可提高2～5倍，因而有高的平均有效壓力；良好的扭矩特性和加速性，520V8S3的扭矩儲備係數為1.19,V8X1500的加速時間(從惰轉到全功率)為5s；降低排氣污染，減少CO排放，降低煙度。其缺點是：惰轉時燃油消耗率高；結構複雜，不便於維修；壽命周期成本高。
V8X1500超高增壓柴油機在520V8S3基礎上擴大了缸徑、行程，並採用了新的渦輪增壓器，在保持原外形尺寸不變的條件下，平均有效壓力增加為3.22MPa，比重量降低為1.54kg/kW，單位體積功率增壓689kW/m3。
超高增壓柴油機是一種高增壓比、低壓縮比、採用旁通補燃系統的非常規的渦輪增壓柴油機，其壓比可高至4～9，而壓縮比可低為6～10。超高增壓柴油機的基本特徵是渦輪增壓器與柴油機並聯連線，旁通補燃系統亦並聯其中。從壓氣機出來的空氣並不全部進入柴油機，其中一部分通過旁通和補燃形成燃氣進入渦輪，這樣就使渦輪增壓器不受柴油機工況影響而保持在高效率區工作，增壓壓力可大大高於常規渦輪增壓器。由於渦輪增壓器可獨立於柴油機工作，所以不僅能解決常規渦輪增壓柴油機增壓壓力超過0.35MPa時低壓縮比起動問題，而且也能改善其扭矩性能和加速性問題。作為柴油機和燃氣輪特殊組合的超高增壓發動機的優點是：大幅度提高功率，在不增加常規渦輪增壓柴油機熱負荷和機械負荷條件下，功率可提高2～5倍，因而有高的平均有效壓力；良好的扭矩特性和加速性，520V8S3的扭矩儲備係數為1.19,V8X1500的加速時間(從惰轉到全功率)為5s；降低排氣污染，減少CO排放，降低煙度。其缺點是：惰轉時燃油消耗率高；結構複雜，不便於維修；壽命周期成本高。
結構特點
該柴油機於1981年6月開始單缸試驗，現已完成研製，其結構特點除超高增壓系統外，柴油機部分與520系列發動機基本相同。
1.總體布置
氣缸排夾角為V型90°。渦輪增壓器布置在發動機自由端上方。補燃室、旁通閥以及凸輪軸、噴油泵等皆置於V型夾角內。旁通箱緊固在渦輪增壓器上。
520系列發動機缸心距較大，L=200mm。UD18系列和X系列的缸心距與缸徑之比L/D分別為1.48和1.41。
採用短行程。520V8S3的S/D為122/135=0.904，V8X1500的S/D為130/142=0.915。短行程有利於發動機提高轉速和降低高度。
2.箱體等固定件
採用鑄鐵曲軸箱體。氣缸蓋非整體式，採用一缸一蓋，每1氣缸有1進氣門、1排氣門的雙氣門結構。缸套系濕式缸套。
3.曲柄連桿機構
鍛鋼曲軸主軸頸較粗，雙採用了短行程結構，所以主軸頸和連桿軸頸有較大重疊度，曲軸剛度較大。
鋁合金活塞上的4個活塞環全部在活塞銷之上。活塞頂部的直接噴射式燃燒室形狀寬而淺，這種結構有利於熱應力均勻分布。活塞底部由循環機油(由1個單獨的油泵供油)通過噴嘴進噴油冷卻。
採用並列連桿。鍛鋼製造的連直重量較輕。
4.超高增壓系統
V8X1500超高增壓柴油機套用的渦輪增壓器型號為TM307B型。該增壓器由一級離心式壓氣機和二級軸流式渦輪組成。具有獨立的潤滑系統，有1個燃油泵(向補燃室供應燃油)和1個24V 9kW的起動電機。TM307B的空氣流量為3.27kg/s，增壓壓力為0.795MPa，轉速為41500r/min，還可以獨立於主發動機進行工作以提供輔助率或作為寒冷氣候條件下的輔助起動裝置。
型號演變和系列化
SSCM公司在普瓦約520系列民用發動機基礎上採用非增壓、渦輪增壓、渦輪增壓中冷、超高增壓等各種增壓方式，並適當擴大缸徑和行程，已經發展形成UD18系列(以前稱520系列，缸徑135mm，行程122mm，單缸排量1.746L)和X系列(缸徑142mm，行程130mm，單缸排量2.06L)。這兩種系列均有2300r/min和2500r/min兩種標定轉速。一般來講，民用機型採用2300/min低轉速，軍用機型採用2500r/min高轉速。UD18系列包括4缸、6缸(有直列式和斜臥式兩種)、V型8缸和V型12缸(夾角均為90°)共6種機型，它們是UD18L4T5、UD18H4T5(軍用)、UD18L6T5、UDV12X1100(軍用)、UD20V12T7、UDV8X1500(軍用)發動機。
對於X系列，公司正在計畫發展6缸和8缸的常規渦輪增壓機型。12缸渦輪增壓機型已用於AMX-40主戰坦克。還可能將超高增壓系統用於4缸和6缸機。這樣就可以一個系列發動機滿足全部裝甲支援車輛和戰鬥車輛的功率要求。
在進行系列化發展時，考慮了零部件的通用化和系列化。可通用的零部件有活塞、連桿、缸蓋、氣門等。此外，直列4缸與V型8缸機、直列6缸與V型12缸機的渦輪增壓器也是通用的。
UDV8X1500超高增壓柴油機是從520V8S3超高增壓柴油機演變而來的，由於在前後階段用了不同的渦輪增壓器，因而也形成了功率不同的兩種機型。下面列表說明這3種機型由於結構上的差別導致的不同性能參數。
1.總體布置
氣缸排夾角為V型90°。渦輪增壓器布置在發動機自由端上方。補燃室、旁通閥以及凸輪軸、噴油泵等皆置於V型夾角內。旁通箱緊固在渦輪增壓器上。
520系列發動機缸心距較大，L=200mm。UD18系列和X系列的缸心距與缸徑之比L/D分別為1.48和1.41。
採用短行程。520V8S3的S/D為122/135=0.904，V8X1500的S/D為130/142=0.915。短行程有利於發動機提高轉速和降低高度。
2.箱體等固定件
採用鑄鐵曲軸箱體。氣缸蓋非整體式，採用一缸一蓋，每1氣缸有1進氣門、1排氣門的雙氣門結構。缸套系濕式缸套。
3.曲柄連桿機構
鍛鋼曲軸主軸頸較粗，雙採用了短行程結構，所以主軸頸和連桿軸頸有較大重疊度，曲軸剛度較大。
鋁合金活塞上的4個活塞環全部在活塞銷之上。活塞頂部的直接噴射式燃燒室形狀寬而淺，這種結構有利於熱應力均勻分布。活塞底部由循環機油(由1個單獨的油泵供油)通過噴嘴進噴油冷卻。
採用並列連桿。鍛鋼製造的連直重量較輕。
4.超高增壓系統
V8X1500超高增壓柴油機套用的渦輪增壓器型號為TM307B型。該增壓器由一級離心式壓氣機和二級軸流式渦輪組成。具有獨立的潤滑系統，有1個燃油泵(向補燃室供應燃油)和1個24V 9kW的起動電機。TM307B的空氣流量為3.27kg/s，增壓壓力為0.795MPa，轉速為41500r/min，還可以獨立於主發動機進行工作以提供輔助率或作為寒冷氣候條件下的輔助起動裝置。
型號演變和系列化
SSCM公司在普瓦約520系列民用發動機基礎上採用非增壓、渦輪增壓、渦輪增壓中冷、超高增壓等各種增壓方式，並適當擴大缸徑和行程，已經發展形成UD18系列(以前稱520系列，缸徑135mm，行程122mm，單缸排量1.746L)和X系列(缸徑142mm，行程130mm，單缸排量2.06L)。這兩種系列均有2300r/min和2500r/min兩種標定轉速。一般來講，民用機型採用2300/min低轉速，軍用機型採用2500r/min高轉速。UD18系列包括4缸、6缸(有直列式和斜臥式兩種)、V型8缸和V型12缸(夾角均為90°)共6種機型，它們是UD18L4T5、UD18H4T5(軍用)、UD18L6T5、UDV12X1100(軍用)、UD20V12T7、UDV8X1500(軍用)發動機。
對於X系列，公司正在計畫發展6缸和8缸的常規渦輪增壓機型。12缸渦輪增壓機型已用於AMX-40主戰坦克。還可能將超高增壓系統用於4缸和6缸機。這樣就可以一個系列發動機滿足全部裝甲支援車輛和戰鬥車輛的功率要求。
在進行系列化發展時，考慮了零部件的通用化和系列化。可通用的零部件有活塞、連桿、缸蓋、氣門等。此外，直列4缸與V型8缸機、直列6缸與V型12缸機的渦輪增壓器也是通用的。
UDV8X1500超高增壓柴油機是從520V8S3超高增壓柴油機演變而來的，由於在前後階段用了不同的渦輪增壓器，因而也形成了功率不同的兩種機型。下面列表說明這3種機型由於結構上的差別導致的不同性能參數。
性能參數
520B5S3(第一階段)、520V8S3(第二階段)和UDV8×1500超高增壓柴油機不同的主要性能參數
型號520V8S3第一階段520V8S3第二階段UDV8X1500
缸徑/行程135mm/122mm135mm/122mm142mm/130mm
總排量13.96L13.96L16.47L
壓縮比9.27.87.8
增壓器型號TCS16TM307ATM307B
壓比587
標定功率588kW882kW1103kW
標定轉速2500r/min2500r/min2500r/min
最大扭矩3724N·m4580N·m
最大扭矩轉速1700r/min2000r/min
平均有效壓力2.03MPa3.02MPa3.22MPa
活塞平均速度10.27m/s10.27m/s10.8m/s
升功率42.1kW/L63.3kW/L66.9kW/l
加速時間(惰轉至全功率)10s5s5s
燃油消耗率(標定)<238g/kW·h235.3g/kW·h231g/kW·h
(最低)224.4g/kW·h228.5g/kW·h225g/kW·h
外形尺寸
長1518mm1375mm
寬1285mm1462mm
高1070mm905mm
單位體積功率282kW/m3422kW/m3689kW/m3
重量1350kg1700kg
比重量2.3kg/kW1.53kg/kW1.54kg/kW
性能數據
型號UD18H4T5UD18H6T5UD18V8T5UD18V12TEUDV8X730UDV12X1100UDV8X1500
(5204LCS25)(5206LCS25)(520V8S25)(5202V12S25)
類型
衝程4444444
缸數及排列直列4缸直列6缸8V90°12V90°8V90°12V90°8V90°
冷卻方式水冷水冷水冷水冷水冷水冷水冷
燃燒室型式直接噴射式直接噴射式直接噴射式直接噴射式直接噴射直接噴射式直接噴射式
燃料種類柴油柴油柴油柴油柴油柴油柴油
增壓方式渦輪增壓渦輪增壓渦輪增壓渦輪增壓渦輪增壓渦輪增壓超高增壓
有無中冷有有有有有有有
缸徑135mm135mm135mm135mm142mm142mm142mm
行程122mm122mm122mm122mm130mm130mm130mm
總排量6.98L10.47L13.96L20.95L16.47L24.7L16.47L
壓縮比7.8
標定功率191kW313kW420kW626kW493kW810kW1103kW
標定轉速2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min
最大扭矩4580N·m
最大扭矩轉速2000r/min
平均有效壓力3.22MPa
活塞平均速度10.83m/s
升功率66.9kW/L
燃油消耗率(標定)231g/kW·h
(最低)225g/kW·h
外形尺寸
長1024mm*1810mm*1353mm*1994mm*1270mm**1670mm**1375mm**
寬1040mm*1250mm*1111mm*1111mm*1111mm*1110mm**1462mm**
高955mm*1030mm*1088mm**1142mm**995mm**1235mm**905mm**
單位體積功率689kW/m3
重量1700kg
比重量1.54kg/kW
套用AMX-13輕型БМП-1M4謝爾曼輕T-54、T-55AMX-40坦克勒克萊爾坦克
坦克步兵戰車型坦克T-62
M36(40mm)坦克
防空炮牽引車M41輕型坦克
註：1.型號欄括弧內是以前沿用的型號，以前型號的標識意義是：有NS後綴—非增壓；有S1後綴—增壓；有S2後綴—增壓中冷；有S25後綴—增壓中冷，油冷活塞；有S3後綴-超高增壓。
2.外形尺寸欄： *整套裝置尺寸； **發動機尺寸。
型號520V8S3第一階段520V8S3第二階段UDV8X1500
缸徑/行程135mm/122mm135mm/122mm142mm/130mm
總排量13.96L13.96L16.47L
壓縮比9.27.87.8
增壓器型號TCS16TM307ATM307B
壓比587
標定功率588kW882kW1103kW
標定轉速2500r/min2500r/min2500r/min
最大扭矩3724N·m4580N·m
最大扭矩轉速1700r/min2000r/min
平均有效壓力2.03MPa3.02MPa3.22MPa
活塞平均速度10.27m/s10.27m/s10.8m/s
升功率42.1kW/L63.3kW/L66.9kW/l
加速時間(惰轉至全功率)10s5s5s
燃油消耗率(標定)<238g/kW·h235.3g/kW·h231g/kW·h
(最低)224.4g/kW·h228.5g/kW·h225g/kW·h
外形尺寸
長1518mm1375mm
寬1285mm1462mm
高1070mm905mm
單位體積功率282kW/m3422kW/m3689kW/m3
重量1350kg1700kg
比重量2.3kg/kW1.53kg/kW1.54kg/kW
性能數據
型號UD18H4T5UD18H6T5UD18V8T5UD18V12TEUDV8X730UDV12X1100UDV8X1500
(5204LCS25)(5206LCS25)(520V8S25)(5202V12S25)
類型
衝程4444444
缸數及排列直列4缸直列6缸8V90°12V90°8V90°12V90°8V90°
冷卻方式水冷水冷水冷水冷水冷水冷水冷
燃燒室型式直接噴射式直接噴射式直接噴射式直接噴射式直接噴射直接噴射式直接噴射式
燃料種類柴油柴油柴油柴油柴油柴油柴油
增壓方式渦輪增壓渦輪增壓渦輪增壓渦輪增壓渦輪增壓渦輪增壓超高增壓
有無中冷有有有有有有有
缸徑135mm135mm135mm135mm142mm142mm142mm
行程122mm122mm122mm122mm130mm130mm130mm
總排量6.98L10.47L13.96L20.95L16.47L24.7L16.47L
壓縮比7.8
標定功率191kW313kW420kW626kW493kW810kW1103kW
標定轉速2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min
最大扭矩4580N·m
最大扭矩轉速2000r/min
平均有效壓力3.22MPa
活塞平均速度10.83m/s
升功率66.9kW/L
燃油消耗率(標定)231g/kW·h
(最低)225g/kW·h
外形尺寸
長1024mm*1810mm*1353mm*1994mm*1270mm**1670mm**1375mm**
寬1040mm*1250mm*1111mm*1111mm*1111mm*1110mm**1462mm**
高955mm*1030mm*1088mm**1142mm**995mm**1235mm**905mm**
單位體積功率689kW/m3
重量1700kg
比重量1.54kg/kW
套用AMX-13輕型БМП-1M4謝爾曼輕T-54、T-55AMX-40坦克勒克萊爾坦克
坦克步兵戰車型坦克T-62
M36(40mm)坦克
防空炮牽引車M41輕型坦克
註：1.型號欄括弧內是以前沿用的型號，以前型號的標識意義是：有NS後綴—非增壓；有S1後綴—增壓；有S2後綴—增壓中冷；有S25後綴—增壓中冷，油冷活塞；有S3後綴-超高增壓。
2.外形尺寸欄： *整套裝置尺寸； **發動機尺寸。
