浪漫的法国与不走寻常路的法国坦克发动机!
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浪漫的法国与不走寻常路的法国坦克发动机!


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俗话说猫有猫道,狗有狗道,牛马蛇神皆有道。各国研制1103KW功率坦克柴油机时,所面对的情形不同,其选择的技术途径也不尽相同。

德国人在MB873之后在MT883系列上采用中等排量、中等平均有效压力、高转速的思路;美国的AVCR1360和XAV28-1450采用的是中等排量、高平均有效压力和中等转速的思路。日本的10ZG32和乌克兰的6TD-3采用的是小排量、中等平均有效压力、中等转速的思路,幸亏因为这俩国家选择了二冲程发动机,如果是四冲程的话其功率也就是1103KW的一半出头。

对于法国人来说,由于一直没有专门搞过大排量的坦克柴油机,且减小发动机排量成了三代坦克问世之后动力发展的潮流,所以法国在三代坦克动力的选择上只有中等/小排量的发动机一条路可以走,这就是在普瓦约520基础上扩大缸径和行程的UDV X系列。

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UDV X系列缸径/行程145/130mm,单缸排量2.06L,其最大转速2500r/min。如果按照往常一贯的思路,想要在这个系列上实现1103KW的功率是很难的。假如如果要在UDV X系列的12缸机上搞的话,其排量24.72L、转速2500r/min,那平均有效压力得达到2.14MPa。

以上世纪80年代的技术条件,实现2.14MPa的指标是一件不太容易的事情。当时涡轮增压技术了得的美国人在AVCR1360上利用复合增压技术也就实现了2.32MPa的平均有效压力,但该型发动机因为生产难度太大而被放弃,在其之后的XAV28-1450又将平均有效压力指标降到了1.81MPa的水平。即便是发动机技术了得的德国的MT883Ka501,平均有效压力也只有1.754MPa。

写到这里有人会问,为什么法国人不适当的提高UDV X系列的转速,来适当的降低对平均有效压力指标的要求呢?对此本炮霸以为,普瓦约520的前身是一个重视经济性的民机,在从民机改军机的过程中,已经将转速从2300r/min提高到了2500r/min。尽管其活塞运动速度只有10.83米/秒,甚至低于V-54的12米/秒的水平,但因为民机结构的限制,已经很难再将活塞运动速度提高了。因此通过加转速来平衡过高的平均有效压力使行不通的。

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本菜在之前的文章里提到,增大涡轮增压装置的压比和提高喷油压力是营造高平均有效压力的两种手段,但在实际的操作中这两个手段不能简单的堆砌。与工业用的那些基本工作在额定功率的柴油机不同,车用柴油机的功率变换非常的频繁。由于涡轮增压装置和发动机是串联在一起的,靠发动机废气来驱动涡轮增压装置。当发动机功率或者转速发生变化时,涡轮增压装置进气和发动机排气不匹配的情形。在此情形下,发动机功率输出恶性循环。此时驾驶员会因为发动机功率的不足,而持续的加大油门,从而导致热负荷急剧升高,进而损坏发动机。这种不匹配的情形随着涡轮增压装置压比的增压而愈发明显,因此这就要求涡轮增压装置有广泛的高效区间,而具有广泛高效区间的压比4以上的变截面涡轮增压装置在上世纪80年代还是一个非常难啃的骨头。最终法国人在常规的增压这条路上,只发展出了UDV12X1100型发动机,其最大功率810KW,平均有效压力1.57MPa。其使用的涡轮增压装置的压比在3以上,在当时这个水平已经非常的不弱了。然后法国人将其作为AMX-40坦克的动力系统。

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1103KW级发动机是必须要搞出来的,而靠常规涡轮增压装置的路又不好走。对此法国人开辟了一条全新的道路,这就是独特的超高增压装置。常规的涡轮增压装置与发动机串联,进气不匹配的问题始终存在。超高增压装置是与发动机并联,增压装置的压气机始终处于高效状态。增压装置压缩后的气流一部分进入发动机,一部分进行一个补燃装置。两者燃烧后的废气一起来驱动增压装置的动力涡轮。当发动机功率/转速变化时,只需要通过一个旁路的阀门来调节进入发动机的空气数量既可以实现匹配。通过超高增压装置,法国人在UDV X系列上可以实现3.22MPa的平均有效压力,这样一来,只需要8缸16.72L的排量,就可以实现1103KW的功率了,这就是UDV8X1500发动机。

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与常规涡轮增压发动机相比,超高增压发动机具有启动快,加速性好的特点,但耗油率稍高、发动机结构以及控制机构复杂程度也是空前的。之前有人认为超高压发动机的热负荷较高,但事实上,UDV8X1500的超高增压装置输出的过剩空气是可以对发动机起到冷却作用的。

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