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1 # 兵工科技
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2 # 總說裝甲
關於MTU的問題
由於在問題回答中看到了關於MTU發動機的論述,覺得有必要談一談自己的看法;本人水平有限,如有錯漏,還請批評指正,不甚榮幸。
首先,我沒有聽說過MTU發動機,我所知道的MTU是公司名稱,其前身之一的戴姆勒-賓士公司,曾在50年代為瑞士陸軍部研製坦克發動機。當時研製了一款MB837柴油機。MB837發動機採用8缸V型佈局,以結構緊湊著稱,並衍生出了三種機型,分別是MB837Ba-500(機械增壓)型、MB837Aa-500(機械增壓)型、MB837Ea-500(渦輪增壓)型。其中,MB837Ba-500發動機於1955年裝配在PZ58中型坦克上進行試驗,最終於1971年列裝於PZ61、PZ68等中型坦克上。
mb873ka-500柴油機後左檢視
mb873ka-501柴油機
從外貿到自裝的MB830系列發動機
當德國看到MB837柴油機在瑞士PZ58中型坦克上的良好表現後,於1957年向當時的戴姆勒-賓士公司提出,研製一款用於標準坦克上的發動機。標準坦克即後來的“豹”1主戰坦克。當時德國坦克研發領域普遍認為“強大的火力必須與高度的機動性相結合”,而設計者根據此前為“虎”式坦克研製的“馬衣巴赫”發動機在非洲戰場的表現,認為新的坦克發動機“應儘可能多地採用新技術,強調較高的體積功率”。在這樣的大背景和設計指導思想影響下,誕生了MB838型發動機,與MB837相比,汽缸數由8個增加到10個。隨後,MB838發動機又衍生出了機械增壓型MB838CaM-500,成功運用在“豹”1坦克上,1971採用與“豹”1坦克相同底盤的“獵豹”自行高炮也採用此發動機,更說明了MB838CaM-500發動機優異的可靠性和設計之初就預留出的發展餘地。至此,從50年代起步的MB830系列發動機,家族化已經初具規模。
MB838CaM-500柴油機
而在此時,透過與“虎”式坦克使用的“馬衣巴赫”發動機相比,時隔20多年,發動機功率僅從515千瓦提高到了610千瓦(MB838CaM-500標定功率),看似區別不大的指標背後,隱藏的是德國坦克發動機設計和加工實力上的進步。發動機體積大大減小,515千瓦是透過10缸發動機實現的,而610千瓦發動機僅僅用了8個汽缸。
從“豹”1到“豹”2
60年代中期,當MB838CaM-500在“豹”1坦克上取得成功後,德國國防部決心與美國AVCR1100發動機展開競爭,角逐當時正在研製的MBT-70坦克動力系統發動機的選型。
根據當時坦克加速度的普遍水平,如果結合MBT-70坦克總體設計因素等綜合考慮,新型發動機最大功率必須達到1000千瓦以上,為了達到這個目標,MB837發動機的汽缸數由8缸增加到12缸,並加裝了整套渦輪增壓裝置,形成了MB840發動機。但此時的發動機功率仍然沒有達到理想的目標,於是,設計者開始考慮採用增加轉數的方法,提高發動機功率。這就需要將汽缸活塞行程縮短,於是,發動機每分鐘的轉速從2200轉提高到2600轉,這一變化最可貴的地方,在於當時其它坦克技術強國紛紛採取增大缸徑的方式,來增加發動機的單缸功率,增加轉速會給汽缸帶來更大的磨損,這將直接影響發動機使用壽命和可靠性。而德國考慮到MBT-70坦克是聯合研製的國際合作專案,為了給其它部件節省出更多空間,堅持採用這種一般國家都不敢採用的技術升級方式,在德國坦克工業自信的背後,支撐他們的是MB830系列發動機研發這十幾年來,德國機械加工精度水平的提升,以及新型潤滑油的成功研製和運用。
新的發動機僅用了一年多的時間就試製成功,經過臺架和裝車試驗,效能優良、質量可靠,德華人嚴謹的工匠精神、劍走偏鋒的技術實現途徑,使新發動機單缸功率由原來的73.6千瓦提升到92千瓦,單位體積功率達到當時世界各國無與倫比的水平。然而,MBT-70坦克研製計劃最終胎死腹中,而作為坦克的動力部分,這款發動機被命名為MB873Ka-500,並被當作技術儲備,留給了將來的“豹”2坦克。
被當作“豹”2坦克動力選型的MB873Ka-500發動機,其基礎來源於MB840發動機;而MB840發動機與MB837發動機的區別僅在於汽缸數的增加,並採用渦輪增壓裝置,但是在MB837發動機中,就有采用渦輪增壓的機型MB837Ea-500。所以德國坦克發動機雖然從“豹”1到“豹”2,效能提升了一個檔次,但技術上又是一脈相承,這是德國發動機逐漸走出自己特色,研製工作能夠實現較高效率的捷徑之一。
mb838與mb873剖面比較
1977年,根據“豹”2坦克總體設計,對動力系統的有效負載能力提出了更高的要求,這需要發動機增加扭矩。MTU公司決定,在MB873Ka-500發動機基礎上,採取增加缸徑和汽缸行程的辦法,將發動機排量增大,從而提高扭矩。
從“豹”2邁向更高水平
MB873發動機的成功列裝,不是終點,而是是德國坦克發動機工業一個更新、更高的起點。MTU公司以MB873發動機技術為基礎,研製了MB873Ka-502發動機,其最大功率達到了1324千瓦。這樣的功率,對於三代坦克來說已經足夠用了,而未來坦克基本朝著輕型化的方向發展,不需要這麼大的功率。最簡單的辦法,就是在其它部件設計繼續配合發動機主體基礎上,將12缸減少至8缸,形成功率夠用、體積更小的發動機。
果不其然,80年代末,MTU公司推出了體積更小、重量更輕、結構更加簡單的MT883-500坦克發動機。它被橫置安裝在“豹”2坦克的動力艙內。
mt883ka-500柴油機
“豹”2坦克作為世界坦克工業的標杆性產品,其動力系統的加速性、單位功率、發動機單位體積功率等指標,已經實現了最優的取捨。所以發動指標能配合坦克總體,最終實現坦克優異效能的設計思路,這種設計思路對於德國坦克工業來講,在過去以往的車型中已經得到成功的驗證,需要做的就是繼續延續下去。
如果您還有興趣,咱們可就某一型發動機接著細聊
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3 # 兵器次元
MTU893發動機並未應用於任何國家的任何一款主戰坦克,該發動機也無法應用於主戰坦克。
MTU890系列發動機是美國未來作戰系統(FCS)下催生的產物,為了適應未來戰爭快速部署的需求,美軍要求所有作戰車輛可以使用C130運輸機空運,所以重量不能超過20噸,在此條件的制約下,美國邀請德國MTU公司生產一種“高功率密度發動機”用於軍車動力。MTU公司推出了MTU890系列柴油機,這是該公司在二戰後推出的第四代軍用柴油機。
MTU890系列柴油機有七種構型,包括兩種直列構型和五種V型構型,其中MTU893是功率最大的型號,MTU893採用12缸90°V型夾角佈置,最大功率高達1100千瓦。
MTU893發動機和上一代12缸發動機MTU883功率相同,但是不同的是,MTU893的發動機轉速高達4250轉/分鐘,遠高於MTU883的2700轉/分鐘。MTU893最大的問題在於,發動機汽缸行程太短,扭矩只有2000多牛米,而上一代的MTU883扭矩高達5000牛米。
如何在相同的功率下取捨轉速和扭矩的分配,這取決於使用該發動機的車輛。在相同功率下,發動機缸徑越大,行程就越短,而短行程使得活塞可以快速復位,因而提高轉速,這種發動機寬度大,高度小,適用於輪式車輛或民用跑車。而發動機行程越長,缸徑越小,長行程提供了很大的制動力,卻也使活塞復位很慢,因此這種發動機,扭矩大,轉速慢,外形高度大,寬度小,適用於重型履帶車輛及卡車,越野車。
由此原理不難看出,MTU893發動機高達四千多的轉速和只有兩千多的扭矩,完全就是為輪式及輕型履帶車輛量身定做的,而現如今隨著裝甲材料技術的穩定,各國主戰坦克都有重型化傾向,歐美的坦克由戰後的三四十噸發展至今天的六十餘噸,中國的坦克也由蘇式的輕量化發展到了99A的接近六十噸,甚至近年來,俄羅斯的T90AM及阿瑪塔坦克都將自身重量提升到了五十噸以上。越大的重量越需要大扭矩來推動,而高轉速在這些五六十噸的巨獸面前則無用武之地。
在MTU官網上也明確標明瞭,MTU890全系列均應用於輕型及中型裝甲車輛,而重型裝甲車輛的動力則依然由MTU883及更早的MTU873系列霸佔。
美洲獅步兵戰車
因此,MTU893自然無法裝備任何國家的主戰坦克,而MTU890家族唯一的應用就是德國的美洲獅步兵戰車,該車裝備了10缸1250馬力的MTU892發動機。由於步兵戰車相較於坦克,更注重對人員的快速輸送和靈活部署,因而需要高轉速來提供快速行進能力。
回覆列表
MTU公司的893型發動機,是其最新研發的890系列發動機中功率最大的型號,是在著名的870系列和880系列發動機基礎上的最新發展型號。
MTU公司在該公司發動機命名中,喜歡將尾數3作為一個發動機系列產品中功率最大的型號,因此870系列中功率最大的是873型發動機,880系列中功率最大的是883發動機。其中873型發動機,更準確應該稱作是MB873 Ka-501十二缸水冷柴油機,夾角90°,最大功率1500馬力(1103千瓦);而883型發動機即MT883發動機,也為十二缸柴油機,最大功率與MB873相同,但在體積上更小更緊湊,重量更輕,轉速更快,單位體積功率更大。MT893延續了MT883的功率,採用新技術,重量進一步減輕,體積進一步減小,轉速進一步增加,發動機效能有了更大的提升改進。
MB873發動機現在裝備在德國陸軍自用以及出口型豹-2A6主戰坦克上,是世界上目前裝備最普遍的坦克發動機之一,中國引進了MB873發動機進行仿製和改進,推出了改進型發動機,也可以說99式主戰坦克的發動機,也有MB873發動機的血統。
MT883發動機德軍並未裝備,沒有用來對豹-2A6進行升級,不過它也已經安裝在現役型號上了,安裝它的,就是南韓的“黑豹”K2主戰坦克,當年在研發XK2主戰坦克時,南韓人看中MT883當時在大功率柴油機中獨步天下的優異效能,據稱MT883如果稍加 改動,最大功率甚至能夠提升到1800馬力。而從南韓引進主戰坦克技術的土耳其,其自主研發的“阿爾塔伊”主戰坦克,一樣裝備了MT883發動機。此外,法國勒克萊爾主戰坦克雖然裝備的是自行研發的V8X 1500發動機,但在出口阿聯酋的出口型勒克萊爾上,按照阿聯酋方面要求,特意裝備了MT883發動機。
MT893發動機極為先進,其發動機總體積減小到不可思議的0.88立方米(MB873為3.69立方米,MT883為1.32立方米,法國V8X 1500為1.6立方米,日本的10ZG32V為3.71立方米),單位體積功率甚至超過了AGT-1500燃氣輪機(M1A2主戰坦克發動機,體積1.156立方米)的水平,單位功率質量也完全壓倒AGT-1500,達到0.94千克/千瓦(AGT-1500為1.015千克/千瓦)。可以說,MT893顛覆了此前對於坦克柴油發動機的比功率和體積與燃氣輪機相比處於劣勢的傳統認知。
不過目前尚沒有現役主戰坦克型號使用MT893,無論是豹-2A7最新改進型還是豹-2A7+城市戰坦克,目前都沒有換裝MT893發動機的打算。但是,這並非是說890系列發動機就無用武之地了,目前該系列發動機不但被英國和美國下一代裝甲車輛選定為裝機發動機,而且,在德國新一代“美洲獅”步兵戰車上,MT893的兄弟版本,10缸柴油發動機MT902已經得以裝備,該發動機功率800千瓦。將來MT893早晚會有裝上新型坦克裝甲車輛的機會。