MB837系列發動機是MTU公司繼MB837系列、MB870系列後，從1970年開始研製的最新一代戰車發動機系列。由於前兩種系列發動機均不能很好地滿足20t以下的裝甲人員輸送車和其他低重量等級戰車的功率要求，因此公司發展MT880系列的主要意圖是一種系 列發動機滿足聯邦德國從坦克和重型戰鬥車輛到輕型戰車的全部動力需要。整個系列包括4、5、6缸直列型和6、8、10、12缸V型共7種機型，功率範圍為360～1103kW，單缸功率已達92kW(125馬力)。
基本介紹
- 中文名：聯邦德國MB837系列發動機
- 國別 ：聯邦德國
- 名稱： MB837系列發動機
- 研製單位 ：MTU腓德烈斯哈芬公司
概述,總體布置,燃燒室,氣缸蓋,箱體,曲柄連桿機構,配氣機構,進氣系統,機械增壓系統,冷卻系統,潤滑系統,起動系統,型號演變和系列化,性能數據,
概述
MB837系列(MB837 Series Engine)是聯邦德國在二次世界大戰後發展的第一代裝甲車輛系列發動機，由MTU腓德烈斯哈芬公司(Motoren-und Turbinen-Union Friedrichshafen GmbH,DE)生產。全系列包括V型6缸、V型8缸、V型10缸和V型12缸4種基型發動機。以後由於缸徑從165mm增加到170mm並採用不同的轉速和增壓方式共發展了10多種機型，功率範圍為290～1103kW。這些發動機已在約15個國家的20多種裝甲車輛上套用，數量已超過14000台。50年代初，MTU腓德烈斯哈芬公司的組成部分之一——戴姆勒-賓士公司(Daimler-Benz AG)根據瑞士軍事技術部要求，開始研製高功率的MB837坦克發動機。該公司在研製航空發動機和汽車發動機經驗基礎上於1955年研製出功率為463kW(630馬力)的結構緊湊的V8型水冷機械增壓柴油機，以後這就成為瑞士Pz61坦克動力MB837Ba-500柴油機。此後該機功率又提高到485kW(660馬力)，被瑞士再次為Pz坦克動力。1957年開始研製豹1主戰坦克，有關發動機的主要要求是坦克單位功率為22kW/t(30馬力/t)，有多種燃料性能，具體要求為：單位體積功率達441kW/m3(600馬力/m3)，比重量達2.18kg/kW(1.6kg/馬力)；良好的燃油經濟性和燃料適應性；工作可靠；在傾斜狀態能正常工作；能適應熱帶高溫和北極嚴寒低溫；系列化程度高，通過改變氣缸數得到不同的發動機功率以滿足各種裝甲車輛要求。
聯邦德國MB837系列發動機
聯邦德國MB837系列發動機為此研製了MB837系列中的10缸機，MB838CaM-500發動機。該機在豹1坦克樣車上試驗後性能良好，儘管在某些方面沒有達到具體要求，如單位體積功率為388kW/m3，比重量為3.1kg/kW，燃油消耗率為250g/kW·h，僅能使用柴油和航空煤油，屬於有限多種燃料性能的發動機。實際達到的大修期為600～1000h。環境溫度在-15℃以上，使用合適的機油可直接起動；環境溫度在-15℃～-43℃之間，則需預熱才能起動。在高溫熱帶地區使用，環境溫度為50℃時可正常工作，此時冷卻水達102℃。在橫向傾斜17°，縱向傾斜35°狀態下，發動機能正常工作。系列內各發動機之間的通用零部件達85%以上。
MTU腓德烈斯哈芬公司生產的裝備情況：
MB833Aa-501 泰國M41輕型坦克、土耳其M44T 155mm自行火炮
MB833Ea-500 黃鼠狼(Marder)步兵戰車
MB833Ka-500 阿根廷TAM坦克和VCTP步兵戰車
MB833Ka-501 西班牙AMX-30坦克
MB837Aa-500 JPz4-5自行反坦克火炮 美洲虎(Jaguar)1型反坦克飛彈發射車及變型車
MB837Ba-500 瑞士Pz61坦克及變型車、Pz68坦克變型車、Pz65裝甲搶救車
MB837Ea-500 SLT50-2牽引卡車、土耳其M47、M48坦克、義大利帕爾瑪利亞(Palmaria)155mm自行火炮
MB837Ka-500 土耳其M48A2坦克
MB837Ka-501 瑞士Pz61坦克
MB838CaM-500 豹1坦克及變型車、義大利OF-4
總體布置
兩氣缸排呈V型90°夾角排列，根據戴姆勒-賓士公司的統計分析，認為這種90°夾角的氣缸排列方式與V型60°、V型120°的相比，可以使發動機正面面積最小，也有利於在V型夾角內和發動機兩側安置附屬檔案，使發動機外形呈矩形，結構緊湊。在V型夾角內裝有整體式波許(Bosch)型噴油泵和氣門傳動機構以及帶回水集水管的時氣管。排氣管在氣缸排外側。在發動機外側下方，一側裝有機油散熱器和起動電機，另一側裝有發電機和帶預熱裝置的機油箱。MB838CaM-500發動機最早體現了軍用車輛採用整體式動力裝置的設計思想；發動機在裝車前就與傳動裝置和冷卻系統預裝成整體。該動力裝置在生產線的試驗台上須經過約15個項目的質量檢驗，合格後才整體吊裝在坦克車體內。採用這種整體結構不僅有利於生產、安裝和保證性能，而且還便於在戰場維修保養和更換。豹1坦克在戰場更換動力裝置的時間為20min。
燃燒室
燃室位於氣缸中央。預燃室壓力升高率較小，發動機工作平穩，具有良好的冷起動性，而且有利於發動機實現多種燃料性能。在預燃室中裝有預熱塞。
氣缸蓋
最初採用2個氣缸共1個氣缸蓋和3個氣缸共1個氣缸蓋的結構型式，後來改為一缸一蓋。每個缸蓋用8個螺栓固定於箱體。裝配時採用自動控制扭矩的專用工具擰緊螺栓。缸蓋上每缸有4個氣門，2個進氣門，2個排氣門。缸蓋墊片用鋁合金製造。
箱體
曲軸箱和氣缸體採用整體聯身箱體，由鋁合金鑄造。採用乾式油底殼，內裝有壓油泵和回油泵以適應發動機傾斜工作。氣缸套和缸體採用4個橡膠密封圈密封，下部3個，上部1個。
曲柄連桿機構
曲軸用高級合金鋼鍛造，表面經滲碳處理，全部表面經機械加工。曲軸上裝有平衡塊，用兩個埋頭螺釘固緊。曲軸以懸掛方式安裝在曲軸箱上，有6個支點。
採用合金鋼鍛造的並列連桿，全部表面經機械加工。連桿體和連桿大頭蓋的結合面為斜切口鋸齒形，用高強度螺釘連線連桿體和大頭蓋。
活塞為鋁合金鍛件，有3個氣環和2個油環。活塞從曲軸箱體上安裝的噴嘴得到的噴油冷卻，裙部和氣缸套之間的冷態間隙為0.6mm。採用浮動活塞銷，活塞銷兩端用卡環固定。
配氣機構
配氣機構結構簡單。進排氣凸輪軸位置較高，推桿較短，搖臂剛性較高。氣門導管由青銅製造，氣門桿鍍鉻，排氣門充鈉，氣門座鑲鋼圈。氣門定時為：
進氣門開啟???上止點前34°???排氣門開啟???下止點前56°
進氣門關閉???下止點後52°???排氣門關閉???上止點後73°
進氣延續時間??266°???????排氣延續時間???309°
進氣系統
進氣系統的空氣濾清器由自動吸塵的離心式塵土分離器和氈墊式濾清器組成。供燃燒用的空氣先進入離心式塵土分離器進行預濾清，該部分裝有一個電驅動的抽塵泵，可將濾出的塵土排出車外。已預濾清的空氣再經過氈墊式濾清器進行精濾，然後從進氣管進入發動機氣缸。在車輛涉深水或潛渡時供發動機的空氣從戰鬥艙吸入。
從豹1A2開始採用了改進的空氣濾清器，主要改進是：用紙濾芯代替原來的毛氈濾芯，濾清器的使用周期提高了1倍；濾清器殼體用輕合金製造，有些零件用不鏽鋼製造，從而提高了防腐性；採用可更換的旋風分離濾網，提高了濾清能力。
機械增壓系統
發動機左右氣缸排分別裝有1台機械增壓器，故發動機廢氣經排氣管直接排到車外時，因為排氣溫度高，易於被敵方紅外跟蹤。為此，在豹1坦克的動力艙兩側分別裝有1個排氣罐，使廢氣從車體排出前先與由風扇經散熱器輸送的冷空氣在排氣罐內混合，從而降低車輛熱特徵。
冷卻系統
冷卻裝置由尤利烏斯Fr貝爾南德意志冷卻器公司(Suddeutsche Kuehlerfabrik Julius
fr.Behr GmbH & Co.)製造。冷卻系統的風扇轉速由恆溫器根據冷卻水溫度進行控制，兩個扁平的水散熱器裝有傳動裝置上方，能保證豹1坦克在32.5℃環境溫度下以62km/h速度持續行駛。
為使豹1坦克能在更高環境溫度下工作，在豹1A2坦克冷卻系統上加裝了一套熱帶使用裝置，其中安裝了自動功率限制器以減少發動機過熱危險；使用了一種提高散熱能力的水散熱器；加裝了燃油冷卻器以限制燃油中形成氣泡並減少產生瀝青沉澱的危險。此外，為減少冷卻系統進氣流動損失，車體上安裝了阻力較小的進氣百葉窗。裝有熱帶裝置的豹1坦克的發動機冷卻液最高溫度從93℃提高到102℃，發動機最大負荷持續工作的限定溫度從23℃增高到27℃，在限定溫度和最大負荷持續工作時的輸出功率從426kW(580馬力)增加到467kW(635馬力)。環境溫度為35℃時持續工作的輸出功率從301kW(410馬力)增加到430kW(585馬力)。環境溫度為45℃時持續工作的輸出功率從129kW(175馬力)增加到357kW(485馬力)。保證坦克以62km/h速度持續行駛的最高環境溫度從原來限定的32.5℃增加到45℃。
豹1坦克在-25℃環境溫度下工作時冷卻液的成分是40%容積的防凍液和60%容積的水。在更低環境溫度下工作時冷卻液的混合成分則改為60%容積的防凍液和40%容積的水。採用0—176SAE10機油代替普通0—180SAE30機油。
潤滑系統
採用強制壓力潤滑系統和乾式油底殼，內裝機油泵。機油箱內有電預熱器，在低溫起動時預熱機油。
起動系統
用起動電機起動，交流發電機功率為9kW，蓄電池容量為400Ah，電壓為24V。發動機在-10℃環境溫度下使用SAE W/20HD機油，在-15℃下使用SAE10W/10HD機油，不需預熱即可起動。在-25℃～-40℃環境溫度下使用粘度更低一級的機油，需經預熱方可起動。
型號演變和系列化
MTU公司對該系列發動機的型號演變和系列化所採用的方法可歸納為變化氣缸數(6、8、10缸，後又發展12缸)、變化轉速(2200、2300、2400r/min)、變化缸徑(165mm增大至170mm，行程保持不變)以及改變增壓方式(非增壓、機械增壓和渦輪增壓、增壓中冷)等。
公司將MB837Ba-500機械增壓發動機改為MB837Ka-501渦輪增壓中冷發動機，同時也增大了缸徑和轉速，功率從485kW提高到809kW，樣機曾在巴西EE-T1奧索里約(Osorio)坦克上試驗過。另一種未擴大缸徑的MB837Ka-500渦輪增壓中冷發動機(功率為551kW)已由土耳其陸軍用來改裝其M48A2坦克。而裝有兩台渦輪增壓器和中冷器的6缸MB833ka-501發動機的軾率增大到625kW(轉速2400r/min)，已由西班牙用來改裝AMX-30坦克。
MB838Ka-501是10缸MB838CaM-500發動機的發展，該機也裝有兩台渦輪增壓器和中冷器，並且擴大了缸徑，功率由原來的610kW增加到1030kW。
837系列還發展了一種12缸V型90°排列的渦輪增壓中冷機型，型號為MB840。缸徑未擴大，總排量為44.9L，功率達1103kW，轉速為2200r/min，用於專用車輛試驗。
性能數據
(一)
型號?????MB833Aa-501??MB833Ea-500??MB833Ka-500??MB833Ka-501
類型
?衝程?????4???????4???????4???????4
?缸數及排列??6V90°????6V90°????6V90°?????6V90°
?冷卻方式???水冷?????水冷?????水冷??????水冷
?燃燒室型式?預燃式?????預燃式????預燃式?????預燃式
?燃料種類?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油
?增壓方式??非增壓????渦輪增壓????渦輪增壓????渦輪增壓
?有無中冷???無??????無???????有??????有
缸徑/行程??170mm/175mm??165mm/175mm??165mm/175mm???170mm/175mm
總排量????23.8L?????22.4L?????22.4L??????23.8L
壓縮比?????18??????19.5?????18????????18
標定功率???330kW?????441kW?????530kW??????625kW
標定轉速??2300r/min???2200r/min????2400r/min???2400r/min
最大扭矩??1540N·m????2020N·m????2300N·m????2780N·m
最大扭矩轉速?1500r/min???1600r/min???1900r/min???1900r/min
平均有效壓力?0.72MPa????1.07MPa????1.18MPa????1.31MPa
活塞平均速度?13.42m/s???12.83m/s????14m/s?????14m/s
升功率????13.87kW/L??19.64kW/L????23.66kW/L???26.26kW/L
燃油消耗率(標定)?248g/kW·h?236g/kW·h??247g/kW·h???245g/kW·h
外形尺寸
?長?????1252mm?????1255mm????1252mm?????1252mm
?寬?????1050mm?????1257mm????1050mm?????1050mm
?高?????965mm??????1053mm????965mm?????965mm
單位體積功率?260kW/m3????265kW/m3???418kW/m3????493kW/m3
重量(乾重)??1375kg?????1250kg????1450kg?????1450kg
比重量????4.17kg/kW???2.84kg/kW???2.74kg/kW???2.32kg/kW
(二)
型號????MB837Aa-500???MB837Ba-500??MB837Ea-500??Mb837Ka-500/-501
類型
?衝程?????4???????4???????4????????4
?缸數及排列??8V90°????8V90°?????8V90°?????8V90°
?冷卻方式???水冷?????水冷??????水冷??????水冷
?燃燒室型式??預燃式????預燃式?????預燃式?????預燃式
?燃料種類?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油
?增壓方式??非增壓????機械增壓????渦輪增壓?????渦輪增壓
?有無中冷???無??????無???????無???????有
缸徑/行程?165mm/175mm???165mm/175mm???165mm/175mm??165mm/175mm/170mm/175mm
總排量????29.4L?????29.4L??????29.4L?????29.4L/31.76L
壓縮比????19.5??????19.5??????19.5???????8
標定功率???368kW?????485kW??????550kW?????551kW/809kW
標定轉速?2200r/min????2200r/min????2200r/min????2200/2400r/min
最大扭矩??1736N·m????2206N·m?????2600N·m????3670N·m
最大扭矩轉速?1400r/min??1750r/min????1600r/min????1800r/min
平均有效壓力?0.68MPa???0.90MPa??????1.02MPa????0.94MPa/1.27MPa
活塞平均速度?12.83m/s???12.83m/s????12.83m/s?????12.83m/s /14m/s
升功率????12.5kW/L???16.5kW/L????18.7kW/L?????18.7kW/L25.5kW/L
外形尺寸
?長?????1255mm????1340mm??????1382mm?????1510mm
?寬?????1050mm????1050mm??????1050mm?????1051mm
?高?????964mm?????1096mm??????964mm?????1035mm
單位體積功率?290kW/m3???315kW/m3?????393kW/m3????336kW/m3/493kW/m3
重量?????1525kg????1550kg??????1580kg?????1650kg
比重量????4.14kg/kW??3.20kg/kW????2.87kg/kW????2.99kg/kW/w.03kg/kW
(三)
型號????MB838CaM-500???MB838Ka-501???MB840
類型
?衝程?????4????????4???????4
?缸數及排列?10V90°?????10V90°????12V90°
?冷卻方式??水冷??????水冷??????水冷
?燃燒室型式?預燃式?????預燃式?????預燃式
?燃料種類?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油
?增壓方式??機械增壓????渦輪增壓????渦輪增壓
?有無中冷???無???????有???????有
缸徑/行程?165mm/175mm???170mm/175mm???165mm/175mm
總排量????37.4L??????39.7L??????44.9L
壓縮比????19.5???????18
標定功率???610kW?????1030kW??????1103kW
標定轉速??2200r/min????2400r/min????2200r/min
最大扭矩??2805N·m?????4600N·m
最大扭矩轉速?1550r/min???1600r/min
平均有效壓力?0.85MPa?????1.29Mpa?????1.34MPa
活塞平均速度?12.83m/s????14m/s??????12.83m/s
升功率????16.3kW/L????25.9kW/L?????24.6kW/L
燃油消耗率?250g/kW·h????245g/kW·h
外形尺寸
?長?????1552mm?????1450mm??????1687mm
?寬?????1049mm?????1850mm??????1052mm
?高?????964mm??????1040mm??????955mm
單位體積功率?388kW/m3????370kW/m3?????651kW/m3
重量(乾重)??1920kg?????2000kg??????2000kg
比重量????3.1kg/kW????1.94kg/kW????1.81kg/kW
