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總說裝甲|一脈相承的德國坦克發動機

總說裝甲|一脈相承的德國坦克發動機

前段時間看到了一些業內人士關於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型布局,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柴油機后左視圖

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后,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,通過與「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,515千瓦是通過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坦克上取得成功后,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設備,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項目,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,經過台架和裝車試驗,性能優良、質量可靠,德國人嚴謹的工匠精神、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,就有採用渦輪增壓的機型MB837Ea-500。所以德國坦克發動機雖然從「豹」1到「豹」2,性能提升了一個檔次,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,最終實現坦克優異性能的設計思路,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。

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