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揭秘:99A2坦克的1500马力动力系统

热度222票  浏览781次 【共0条评论】【我要评论 时间:2009年11月30日 17:27

  99A2(暂定名)是我国第三代主战坦克99式的最新改型。对于广大军事爱好者来说,看到他的第一眼就惊呼“屁股变大了”“翘起来了”“很性感”。事实上,99A2相对99坦克而言,最根本的改变也正是在这“屁股”——动力舱里面。而广大军迷对这性感“屁股”里面的“秘密”想必是十分好奇和感兴趣的,那么,我简要的向大家揭开99A2“屁股”底下的“秘密”。

  我们知道,在第三代主战坦克研制时,我们曾经考虑引进过德国ZF公司的LSG3000传动,但由于某政治风波后,相关的产品进口和技术引进工作陷入中断,导致3代坦克的传动装置配套受阻,后来为了完成9910工程,不得不采用由T-72传动装置改进而来的机械行星传动装置,该传动装置仍然采用了传统的机械传动、液压控制装置,传动装置由传动箱、两个侧变速箱和同轴侧传动器组成。发动机扭矩通过固定齿轮箱和主动轴传递给双侧行星变速箱,同时它还驱动压气机、启动发电机和风扇。侧变速箱为行星式,带摩擦离合器,采用手动液压操纵,有7个前进档和1个倒档,驾驶员要根据不同的驾驶状态和地形频繁换挡,体力消耗较大,而且容易精神疲劳。转向操作仍采用了落后的液压助力双杆式操纵,驾驶员借助转换内侧的变速箱排档实现转向行驶。如果驾驶员将内侧变速箱降低一档,坦克则以两条履带的速度差实现相应半径的转向。驾驶员拉回操纵杆,安全制动一侧履带,则可实现坦克的最小半径转向。该操纵杆使用起来十分麻烦和费劲。虽然该传动相对59乃至96式坦克的机械固定轴变速箱以及机械操纵来说已经有了进步,但和世界主流的三代坦克如豹2,M1,勒克莱尔所采用的全自动液力机械综合传动装置,并且带有方向盘(或转向手柄)操纵的液压(液力)无级转向系统而言,差距还很大,只能算二代半的水平,也就是说99坦克被这个动力装置拖了后腿。打个比方,0-32公里加速,使用先进传动装置的坦克只需要6-8秒,而99在吨功率相差不大的情况下,居然要12秒;先进传动装置的倒档最高时速可达30-40KM,而99只有可怜的5-6KM,这在快速推进和撤退时吃很大亏,甚至只好“被动挨打”。西方坦克传动装置还有个很拉风的功能,那就是“中心转向”功能,也就是在车辆挂空挡时,功率仅通过液压马达/液力耦合器和差速装置经过汇流排传递给两侧履带,并且使它们以速度相同,方向相反的状态移动,这样就可以使车体以几何中心为转向中心,进行半径为零的转向,不要小看这个功能,这在地形狭窄的地方,或者是编队掉头撤退的时候很管用,短短的8-10秒就可以让这个车身掉个头,难怪西方坦克在军事展中总喜欢拿这个功能当做卖点出来炫耀,最著名的就是豹2在圆舞曲下用炮管顶着一盆香槟轻盈转身,而炮管纹丝不动,香槟滴酒不洒,车体回到原位,就是这样“惊艳的一转身”也使这个功能还得到了一个很浪漫的雅号——“沙场芭蕾”。当然,要有这个功能,要么是双流传动,要么就是两侧履带都有独立的驱动装置,可惜的是我们现役最新的99式坦克也做不到,只能实现一侧履带制动的原地转向,显得是十分笨拙,也是被一些“技术流”军迷诟病不已的。

  99式的发动机总算跳出了由苏联V2系列柴油机发展而来的“老150”的窠臼。通过引进借鉴德国MTU某系列军民两用机型,我们终于在发动机的制造工艺和技术水平上取得了飞跃性进步。新的发动机缸径仍然是150,被称作150HB发动机,为V型12缸60度夹角双涡轮增压中冷式发动机,额定转速2200rpm,最高转速为2450rpm,并且采用了先进的计算机控制高压共轨电喷技术,效率更高且更环保。99式采用的最大功率1200马力(883KW。平心而论,99式1200马力的发动机相对西方的1500马力是显得有点小,但是由于西方坦克大多在60吨以上,而我国99只有50吨出头,由此看来差距并不是很大,主要的差距还在传动装置上;然而随着99式不断的改进,特别是防护上面的不断加强,99也逐渐向55吨级别靠拢,1200马力发动机也显得力不从心,制约了坦克进一步提升,为此科研人员在原有的150HB-1200发动机基础上对涡轮增压器进行了强化,使其功率达到了1500马力(1103KW),最大输出扭矩高达5500NM,而且结构更紧凑,接近世界先进水平,99A2有了这颗更强劲的心脏,自然是如虎添翼,在沙场上轻松地飞驰着,带起阵阵劲风和尘土。

  好马配好鞍,光有1500马力这颗强劲的心脏显然是不够的,还必须有灵活的腿脚,这样才能使坦克健步如飞。为此研究人员经过刻苦研究终于研制出了具有自主知识产权的配套综合传动装置。与99式坦克采用的双侧行星变速箱不同,99A2式坦克采用了先进的全自动的CH-1000液力机械综合传动装置,达到了90年代初国际先进水平,与勒克莱尔坦克使用的SESM-500大致相当。

  该传动装置为双流传动系统,由一对前传动齿轮,带自动闭锁功能的同轴液力变矩器,行星变速箱,大功率无级转向机,汇流行星排液力减速器。此外还有为2个冷却风扇提供动力的风扇液力耦合传动机构和为液压控制系统提供动力的辅助液压泵等部件。传动装置与发动机通过连接件连接成一整体固定在一个三点式框架上,可以实现整体吊装,在战场上可在40分钟内进行拆装,为车辆重新投入战斗赢得了宝贵时间。

  CH1000型传动变速装置为6个前进挡和3个倒档行星变速箱,但实际使用时只采用其中5个前进挡和2个倒档,该传动装置使得99A2具有良好的机动性,最高时速可达70KM,最高越野时速达54KM,(试验时最高时速曾经达到了80KM,最高越野时速达到了60KM)0-32KM/H加速时间仅为7秒,远好于99式的12秒;于战场上快速推进和撤退;操纵装置采用电液全自动手自一体操作,省去了繁琐的换挡操纵,操纵轻松和方便很多,大大降低了驾驶员的体力消耗和精神疲劳。当使用自动挡操纵时,系统会自动从2挡起步,并根据路面状况逐步升级至预选的档位;而在恶劣地形起步时可手动从1挡起步,再切换至预选档位;驾驶员也可以根据自己的驾驶习惯,选择手动加减挡的操作模式;一旦电控换挡装置损坏,系统还有备用的机械-液压手动应急换挡装置,可以挂前进2挡和倒车1挡,尽快离开作战现场,避免了坦克“坐以待毙”的情况。

  CH1000型的转向系统为我国自主研发的大功率液压机械无级转向机。它相对广泛使用的纯液压转向机构而言,具有更高的效率,而且液压件的功率只需要1/3,这样就克服了我国在大功率液压马达上的技术瓶颈。它独立地做成一个箱体集成于综合传动系统中,并具有独立的操纵机构。CH1000的转向操作抛弃了原有99式的双杆式操作,改为和M1坦克类似的液压转向舵操作,简单、方便、省力,驾驶员只要稍用力转动手柄即可进行转向,而不用像以前那样呵哧呵哧地费力拉左右转向杆进行转向了;转向手柄还可以根据驾驶员的身高调节位置。大功率转向系统可以实现每档最小转向半径至无穷大的无极转向,因此功率损失较小,效率较高;而传统的单流转向装置大部分情况都是非规定半径的滑摩转向,这需要驾驶员多次间歇操纵,费力繁琐,而且大量的能量消耗在摩擦和生热中,效率低下,严重磨损转向部件,从这点而言,该转向装置的优点是不言而喻的。转向手柄上安装还有超限转向开关以便车辆在高速行驶中可以自动降挡以适应狭窄转向路段。特别值得一提的是,当车辆挂空挡时,可以实现0半径“中心转向”,实现了我国坦克在这方面“零的突破”;而在车俩挂倒档时,具有双流传动特有“反转向”操纵,也就是相同操纵时,倒车方向与前进方向正好相反,这和轮式车辆以及单流传动的履带车辆有所不同,转向手柄控制的不是左右转向,而是车体顺逆时针的转向,驾驶员可能需要稍微适应一下。

  CH1000采用了先进的计算机控制技术,将控制芯片集成于电子控制单元(ECU)中,该单元分别与发动机,各传感器,档位选择手柄,自动换挡器以及数据输出和故障诊断机构相连,实现自动化闭环控制,并将数据传输给驾驶员及信息平台。

  从99到99A2,我国军工在动力和传动装置上实现了质的飞跃,终于跨进了世界先进水平的门槛,这当然和我们那些辛勤工作的科研人员的汗水和劳动是密不可分的。他们为了研制成功牺牲了太多,在最冷的冬天他们放弃与家人团聚,赶赴零下40多度极度严寒的北国雪原,而在炎热的夏天他们又赶往酷热的云南热带地区和新疆的无人沙漠,内蒙的大草原和世界屋脊青藏高原也留下了他们匆匆的足迹……在祖国60周年大庆之际,虽然99A2因为某些原因未能出现在天安门前接受检阅,但是我们仍应该像那些幕后的英雄们敬礼!

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