美國AVDS-1790發動機是由當前世界上最大的風冷坦克發動機製造商—泰萊達因·大陸汽車公司通用產品分部(TCM/GPD)生產的坦克柴油機。該坦克柴油機於1959年問世，是美國第一次專為坦克研製的軍用柴油機。
基本介紹
- 中文名：美國AVDS-1790發動機
- 外文名：TCM AVDS-1790 Engine
- 現狀：生產(改進型產品)
- 研製單位：泰萊達因·大陸汽車公司
基本資料,概述,發展及設計,型號標識,結構特點,總體布置,燃燒室,氣缸蓋,箱體,曲柄連桿機構,配氣機構,供油系統,進排氣系統,冷卻系統,潤滑系統,型號演變,提高可靠性,提高功率,性能數據,
基本資料
國別 美國
名稱 TCM AVDS-1790發動機
研製單位 泰萊達因·大陸汽車公司通用產品分部
Teledyne continental Motors
General Products Division,US
生產單位 泰萊達因·大陸汽車公司通用產品分部
Teledyne continental Motors
General Products Di vision,US
現狀 生產(改進型產品)
裝備情況 AVDS-1790-2A?M48A3、M48A5、M60系列坦克
AVDS-1790-2AC?遜邱倫坦克
AVDS-1790-2DR?M88A1搶救車
AVDS-1790-6A?梅卡瓦MK1、MK2主戰坦克
AVDS-1790-9AR?梅卡瓦MK3主戰坦克
概述
發展及設計
該機由AV-1790汽油機和AVI-1790噴射式汽油機演變而來。其設計原則是降低燃油消耗率以增大坦克行程提高車輛機動性；使用多種燃料以簡化後勤供應；採用風冷以提高發動機對自然環境的適應性；取消水冷系統以減小發動機體積和重量，減少易損性，提高維護性。1960年，該機取代AVI-1790噴射式汽油機用在同年定型並投產的M60坦克和首批系列化生產的M48A3坦克上，以後又成為M60系列坦克的制式動力。
該機是一種4衝程12缸V型90°夾角排列的風冷渦輪增壓發動機，是美國"專機專用"戰車發動機發展方針的產物。自1959年裝備以後，一直在進行改進以滿足老坦克改進和新坦克設計的需要，已經發展到10多種機型。公司把這些發動機分為最初機型、產品改進機型和提高軾率機型3種類型。在1959～1980年的21年中，改進共生產了該發動機約22000台，單價約為75000美元。
型號標識
AVDS-1790發動機的型號標識意義為：
A：冷卻方式：空氣冷卻（風冷）
V：氣缸排列型式：V型
D：燃用燃料：柴油
S：進氣方式：渦輪增壓
1790：總排量
因為AV-1790發動機是非增壓汽油機，所以沒有D和S的標識，而AVI-1790中的I是英語"噴射"(Injection)一詞的字首字母，即表示發動機採用汽油噴射方式供油而不用汽化器。此外，AVDS-1790變型機LV-1790的型號標識中L表示採用液冷冷卻方式。AVCR-1790變型機採用可變壓縮比活塞，型號標識中VCR是Variable compression Ration 3詞的字首字母。
結構特點
AVDS-1790各型發動機中用於M60坦克的AVDS-1790-2A是最初機型，其結構特點是：
總體布置
該機左右兩排氣缸呈V型90°夾角排列，夾角內布置有2個冷卻風扇，噴油泵、排氣管以及全長上有小孔的滅火管。兩排氣缸外側分別安裝發動機機油散熱器和傳動裝置液壓油散熱器，還有燃油箱。2個渦輪增壓器分別裝在發動機飛輪兩側。
附屬檔案傳動機構都布置在發動機功率輸出端，有2條傳動路線，一路是剛性傳動，由高抗扭性的空心軸帶動凸輪軸和噴油泵，另一路由撓性空心軸帶動冷卻風扇。這種布置方式使附屬檔案傳動機構的長度比原汽油機有所縮短，從而保持發動機長度在規定範圍內。
保留了AV-1790汽油機的缸徑(146mm)和行程(146mm)，行程缸徑比S/D=1，降低了發動機高度。
採用了較大的缸心距(228mm)，缸心距缸徑比A/D=1.56，使發動機長度增加，但保證了散熱面積。
燃燒室
氣缸蓋
每1缸蓋和氣缸成一整體。鋼製缸套外表面光滑。鋁製散熱片用熱壓工藝固定其上。缸蓋由鋼製進排氣道和鋁製散熱片鑄造而成，為保證排氣端散熱充分，進氣端至排氣端的散熱片呈30°傾斜。
缸蓋和氣缸已由螺釘連線改為的電子束，形成一個整體，便於整體拆裝或更換。
箱體
曲柄連桿機構
曲軸為鍛鋼件，經氮化處理，前端裝有撓性扭振減振器。
採用並列連桿，由具有高抗扭和高抗彎性能的合金鋼鍛制。
配氣機構
每1氣缸有1個進氣門和1個排氣門、由進排氣共用的配氣凸輪軸通過搖臂進行驅動。每1個氣缸排有1根配氣凸輪軸。
氣門定時：進氣門開啟??上止點前25°??排氣門開啟??下止點前45°
?????進氣門關閉??下止點後55°??排氣門關閉??上止點後20°
?????進氣延續時間?260°?????排氣延續時間?245°
供油系統
低壓輸油泵系葉片式。
進排氣系統
採用許杯重(Switzer)渦輪增壓器對進氣進行增壓，壓比為1.9。
在V型夾角內安置排氣管，共4根。每一排氣管連線相鄰3個氣缸。
冷卻系統
風冷冷卻系統的空氣循環路線見下圖。
在V型夾角內有2個向發動機和潤滑系統提供冷卻空氣的、由發動機驅動的軸流式風扇，直徑為600mm，在2400r/min時空氣流量為566m3/min，進氣方式為吸風式，冷空氣從車體兩側百葉窗吸入，流經機油散熱器和發動機氣缸排，受熱空氣由兩個軸流風扇鼓進外殼內，通過外殼導向車尾。發動機排氣管出口位於外殼出口處。當發動機工作時，在外殼出口處形成較高的真空度，由於廢氣的引射作用而提高了冷卻效率，熱空氣和廢氣混合後經車尾葉窗排至車外。
潤滑系統
鑒於發動機具有較高功率和較好燃油經濟性，儘管標定功率僅為552kW(750馬力)，小於被取代的AV-1790非增壓汽油機的軾率(6…7kW)，但是它們卻有差不多的淨功率，見下表。
功率和功率損失(kW)?AVDS-1790-2?AV-1790
標定功率???????552????607
消音器損失??????0?????18.4
空氣濾損失??????很小????22.1
風扇損失???????80.9????99.3
發動機損失??????7.35????7.35
總功率損失??????88.2????147
淨功率????????463????460
型號演變
該柴油機在外型尺寸基本不變的條件下，根據不同坦克的改裝和設計要求，已形成如下10多種機型：
該柴油機的性能改進主要有：
提高可靠性
1972年，TCM/GPD著手M60坦克動力AVDS-1790-2A的產品改進計畫。經改進的發動機稱為RISE發動機，此系美國陸軍選用設備可靠性改進規劃〔U.S.Army's Reliability Improvement of Selected Equipment (RISE) Program〕的一部分而得名。
在RISE規劃中，發展了AVDS-1790-2CC(帶油冷的交流發電機，標定電壓28V，標定電流650A)和AVDS-1790-2D(帶空氣冷卻的發電機標定電流300A)兩種產品改進型發動機，以滿足車輛不同的電氣系統的要求。
最初機型在大修時採用相應的RISE部件可以容易地成為產品改進型發動機，故在1975年前已經停產，裝備的坦克上都已換用RISE發動機。
AVDS-1790主要交型機
發動機型號???最初裝備車輛???改裝車輛?外形尺寸：長×寬×高(mm)?功率(kW)?轉速(r/min)
最初機型
AVDS-1790-2A?M60，60A1，M60A1E1??M47???????????????551???2400
???????M60A1E2，M60AVLB架??M48
???????橋坦克，M728CEV工程車
AVDS-1790-2AC???????????遜邱倫??1790×1780×1130????551???2400
AVDS-1790-2AR????????????????????????????551???2400
產品改進機型
ACDS-1790-2C?M60A1，M60A3?????????1750×1870×1110?????551???2400?裝有650A油冷交流電機
M60AVLB
AVDS-1790-2CC???????????遜邱倫??1750×1780×1110????551???2400
AVDS-1790-2D?M60，M60A1，M48A3???????1800×1870×1110????551???2400?裝有300A空氣冷卻發電機
???????M48A5
AVDS-1790-2DR?????????M88坦克搶救車?????????????551???2400
AVDS-1790-2DC???????????遜邱倫??1800×1780×1110????551???2400
提高功率機型
AVDS-1790-6A?梅卡瓦MK1，梅卡瓦MK2??????1750×1705×1110????662???2400
AVDS-1790-7A????????????????1750×1870×1110????698???2400
AVCR-1790-1A?曾準備作梅卡瓦改進型動力????1750×1870×1110????882???2400
AVCR-1790-1B????????????????????????????882???2400
AVDS-1790-9AR?梅卡瓦MK3???????????????????????895???2400
提高功率
AVDS-1790柴油機的結構強度是按最高爆發壓力為15.1MPa(154kgf/cm2)設計的。在單缸機上曾作過試驗，最高爆發壓力達14.4MPa(147kgf/cm2)。採用變壓縮比活塞後的AVCR-1790各類變型機的功率可達698kW或882kW。
從AVDS-1790-2A基型機的551KW功率提高到AVDS-1790-6A型的662kW，所採用的技術措施有：
(1)採用了新的渦輪增壓器，增加了中冷器。增壓壓比從1.9提高到2.4，壓氣機空氣流量從0.55kg/s增加到0.58kg/s。
(2)改進了供油系統，為與空氣流量相適應，增加噴油泵供油量，柱塞直徑從11mm增加到12mm，升程未變，改裝了新挺柱。最大噴油壓力從78.5MPa(801kgf/cm2)增加到85.8MPa(875kgf/cm2)。
(3)將活塞頂部的燃燒室加深，使壓縮比從16.5降低至14.5，以適應增壓比提高而保持最高爆發壓力13MPa(133kgf/cm2)不變。
(4)改變風扇傳動裝置的傳動比(從2.1:1改為2.15:1)，使風扇轉速從4800r/min增加到5160r/min，從而增大冷卻空氣流量(從9.9m3/s增為10.8m3/s)以降低熱負荷。
從AVDS-1790-6A型的662kW功率提高到AVCR-1790-1A型的882kW，所採用的主要技術措施為：
(1)將高增壓技術和變壓縮比活塞技術相結合，AVCR-1790-1A的變壓縮比範圍為18:1～11:1，最高爆發壓力(12.3MPa)小於AVDS-1790-6A。
(2)改進供油系統，噴油泵柱塞直徑從12mm增大到13mm，噴孔數和孔徑由8×0.276×135°增至10×0.3×135°，從而得到最佳霧化，同時保持高壓油管內壓力低於89.2MPa(910kgf/cm2)。其他改進還有採用二級式調速器，加速時控制燃油的和限制煙度的進氣管感測器、控制發動機工作溫度和限制燃油量的機油溫度感測器。
(3)改進冷卻系統，冷卻空氣流量從68kg/min增加到91kg/min，在發動機兩側各增設1個進氣中冷器。
(4)潤滑系統採用1個離心式機油分離器，以提高濾清效率並保證機油質量。
(5)改進渦輪增壓器結構，AVCR-1790-1A發動機的壓氣機鋁葉輪用後彎葉片，直徑為130mm。AVDS-1790-2A和AVDS-1790-6A發動機的壓氣機鋁葉輪用普通徑向葉片，直徑為114.5mm，AVCR-1790-1A發動機在標定功率時，壓比為4:1，空氣流量為0.795kg/s。
(6)梅卡瓦MK3主戰坦克採用的AVDS-1790-9AR型沒有採用變壓縮比活塞，功率也達到了882kW，所採取的結構改進涉及連桿、活塞、噴油器等。
加裝煙霧發生器提高坦克生存力
凡採用AVDS-1790各型發動機的坦克，都加裝煙霧發生器，使坦克不易初敵方探測從而削弱敵人反坦克武器作用。該煙霧發生器能補充M239煙幕彈的作用。需要時駕駛員按動1個開關使燃油噴到發動機排氣管，燃油受熱蒸發逸出管外，油蒸汽和周圍空氣接觸冷凝而形成白色濃煙屏障。該系統由美國陸軍化學系統實驗室(Chemical systems Laboratory)設計。
性能數據
型號???????AVDS-1790-2A類型
?衝程??????4
?缸數及排列???12V90°
?冷卻方式????風冷
?燃燒室型式???直接噴射式
?燃料種類????柴油；JP4煤油
?增壓方式????渦輪增壓
?壓比??????1.9
?有無中冷????無
缸徑/行程?????146mm/146mm
總排量??????29.35L
壓縮比??????16
標定功率?????551kW
標定轉速?????2400r/min
最大扭矩?????2354N·m
最大扭矩轉速???1600r/min
平均有效壓力???0.94MPa
活塞平均速度???11.7m/s
升功率??????18.8kW/L
燃油消耗率????233g/kW ·h
外形尺寸
?長???????1867mm
?寬???????1742mm
?高???????1110mm
單位體積功率???225kW/m3(體積未計局部突出)
重量???????1725kg(不帶冷卻設備)1910kg(帶冷卻設備)
比重量??????3.13kg/kW
環境特性
?工作環境溫度範圍+52°～－54℃?在-32℃溫度下，不用起動輔助裝置
????????????????即可起動，在-54℃溫度下，用起動裝置方能起動
?處於傾斜狀態的工作能力????前後傾斜60%，橫向傾斜40%
?水下潛渡能力?????????4m
?在2438m高度上保持功率能力???輸出功率不小於標定功率的75%
