旋流器结构图(浅谈坦克动力舱)

Posted 2023-05-28

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旋流器结构图(浅谈坦克动力舱)

坦克的三大要素包括机动、火力和防护，其中坦克发动机代表着一个国家大功率车辆动力系统的顶尖水平。发动机在车内的布置方式甚至能反映出一个国家的坦克工业水平。本文通过介绍坦克动力舱的结构和原理，诠释其发展历程。

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图为二战中苏联极具代表性的T-34系列坦克动力舱布局。其发动机纵置，动力端连接冷却风扇-主离合器-变速箱-转向机，水箱散热器位于发动机两侧，空气滤芯位于发动机后部两侧（蓝色圆柱物），排气管位于车体尾部两侧。

T-34坦克动力舱结构图，其发动机辅助设备和散热器布置在当时属于较为紧凑的类型，使得T-34拥有可靠动力的同时，缩小了动力舱的体积，动力舱体积仅为5.2立方米。

T-34坦克动力舱实物

T-34坦克动力舱实物图，可完全打开的尾部装甲提高了传动装置维护的效率。

二战后，苏联人认为进一步减小坦克动力舱体积可以有效提高坦克生存率，从而提高作战效能。因此在设计T-54坦克时就采用了发动机横置技术。发动机横置就是将发动机横向布置在动力舱内，由于占用动力舱长度减少，动力舱的长度和体积都可以大幅减小。

下图为T-54坦克动力舱结构图，由于发动机横置，动力舱比T-34紧凑了很多，体积仅为3.2立方米，较T-34减少了2立方米。

T-54坦克动力舱结构

下面以T-54（59式）坦克动力舱为例，简单介绍下舱内设备。T-54坦克发动机为V型12缸发动机，横置于动力舱左前侧，车体上部设有发动机维护口，其盖开启后可对发动机进行维护。

发动机维护口盖开启，右侧为炮塔。

发动机右侧为空气滤芯，车体上部设有空气滤芯维护口，其盖开启后可对空滤进行维护。

坦克发动机空滤和一般的汽车空气滤芯并不一样。图为拆下保养T-54（59式）坦克空滤。由于坦克发动机的使用环境多为野外，工况复杂，所以采用多旋流管式空气预过滤与油/干式空滤的精过滤系统组合的形式。下部即为旋流管。

多旋流管利用离心力原理，将空气中的灰尘过滤，其滤清效率可达80%，整个系统的滤清效率高达99.9%。而且过滤的灰尘还可由废气引射到抽尘装置由发动机排气管抽出，降低了空气滤的维护要求。

二级滤清式自动抽尘空气滤清器结构简图

下图为T-72坦克空滤，同样下部为旋流管，上部为滤网式滤尘盒，空气走向为从下而上。

T-72坦克空滤实物

T-54坦克发动机后部为变速箱，由三根挡位横拉杆操作，从前往后分别为二三挡横拉杆、四五挡横拉杆、一倒挡横拉杆。车体上部设有维护口，其盖内侧为机油散热器（棕色）、水箱散热器（灰色）。车尾右侧为冷却风扇。

与变速箱两侧相连的是转向机，图为右侧转向机。

左侧转向机。

拆除发动机、空滤、变速箱的T-54动力舱，两侧圆柱体为转向机，左上为散热风扇，右上为机油箱，下部空滤基座和发动机基座。整体布局非常紧凑，但这会导致维护困难。T-62动力舱与T-55基本相同。

T-64坦克动力使用两项重大技术革新，一是水平对置的二冲程发动机，二是侧行星转向机。水平对置发动机的优点是外形低矮，尺寸非常有利于动力舱的布置。

侧行星转向机也是一项重大技术革新，技术从定轴变速箱革新为行星变速箱，将变速箱和转向机进行了集成，分别布置于发动机两侧，可以进一步降低动力舱的尺寸和体积。

T-64动力舱的布置方式，侧行星变速装置直接连接于发动机动力输出端，相对于T-54动力舱，长度进一步缩减。

被击毁的T-64坦克动力舱，可以清楚的看到侧行星变速装置直接连接于发动机动力输出端的结构。

T-64的动力舱由于两项革新技术的使用，在发动机功率大幅提升的前提下，动力舱体积相比T-54反而略微下降，仅为3立方米。

T-64使用了独特的引射式散热装置，利用发动机废气带动空气循环达到冷却目的。动力舱上盖即为冷却装置。发动机左侧为空气滤芯。

下图为正在吊装发动机的T-64坦克。吊装发动机前需拆除引射式散热装置、侧行星变速装置、空滤和所有的油路，可维护性较差。

T-72使用了与T-54类似的动力舱布局，在发动机功率大幅提升的前提下，由于侧行星变速装置取代了变速箱，动力舱体积仍控制在3.2立方米，与T-54相同，比T-64小幅增加。

相比T-64，T-72动力舱增加了一套传动机构，将发动机动力输出端传递给侧行星变速装置。

T-72动力舱实物图，散热风扇位于两侧行星变速装置中间，图中空滤并未安装。早期的T-72采用机械增压发动机，增压器位于发动机右侧，直接连接空气滤芯。

后期的T-72B3和T-90采用涡轮增压发动机，增压器位于发动机左侧，连接排气口位置，进气由套管从空滤连接至进气涡轮。

T-72发动机散热与T-64不同，T-72使用了传统的散热风扇，进气口位于发动机上方的百叶窗，排气口位于车体尾部散热风扇上方的百叶窗，在坦克两项比赛中T-72涉水后车体后部喷出的水雾其实并不是发动机进水，只是动力舱进水后，水连通空气一起被离心式风扇排出。

T-72/T-90吊装发动机前需拆除引动力舱顶部装甲、散热装置、侧行星变速装置、空滤和所有的油路。图为俄罗斯专家向中东客户展示T-90发动机拆卸作业，该作业需时3.5小时。

T-80坦克使用GTD-1000/1250燃气轮机，燃气轮机由于体积较小，GTD-1000/1250燃气轮机直接将空滤集成在一起。

T-80仍然采用多旋流管式二级空气滤清器，由于燃气轮机对于灰尘的敏感度高，T-80的空气滤清器体积大，效率高。

T-80燃气轮机采用纵置布局，动力输出轴直接连接侧行星变速装置，由于燃气轮机体积较小且不需要散热器，其动力舱体积仅为2.8立方米，比之前的苏联坦克都要小。

吊装中的T-80燃气轮机，由于管线复杂，结构优化较差，实际上T-80动力舱可维护性并不好，拆除发动机作业需时6.6小时。

苏联坦克动力舱的特点就是体积小，结构紧凑，扭矩密度高，与同时代坦克相比，豹2（Leopard 2）系列坦克动力舱体积6.9立方米，M1A2坦克动力舱体积6.8立方米。而T-80坦克动力舱体积仅2.8立方米，实际上战后几代苏联坦克动力舱体积都差别不大，都在2.8-3.2立方米之间。

西方坦克动力舱和二战时期德军坦克动力舱的特点是发动机后置，传动系统前置，中间通过一根传动轴贯穿车体，这不但增加了车体高度，而且使得动力系统的维护变得复杂。图为德国虎王（Kingtiger）坦克的动力系统。

更换动力系统，不光需要在坦克尾部吊装发动机，还需要在车首吊装传动系统，维护起来费时费力。图为德国黑豹（Panther）坦克吊装传动箱。

同时期美军的M4“谢尔曼”坦克也采用了发动机后置，传动系统前置的布局，但是将传动系统设计为模块化，方便更换，只需将车体前部拆除即可。

战后西方坦克普遍采用动力舱后置的布局，下图为英国百夫长（Centurion）坦克的动力布局，从左往右依次是：发动机、主离合器、变速箱，结构并不紧凑，维修时需要分别吊装。

从豹1（Leopard 1）系列坦克开始，西方逐渐开始流行可整体吊装的发动机，称为动力包（Power Pack）。将发动机、空气滤芯、散热器及风扇、传动机构全部集成在一起，只需要断开油路电路等管线，即可整体吊装，可以有效提高野战条件下的坦克动力维修更换速度。

豹1（Leopard 1）系列坦克动力舱采用发动机纵置布局，空滤位于发动机两侧，尾部为散热系统，散热器排气口位于车体尾部两侧。动力包整体吊架需要穿过风扇上的两个预制孔，结构紧凑，可整体吊装。

豹2（Leopard 2）系列坦克动力包沿用了之前的设计思路，发动机纵置，空滤位于发动机两侧，散热器位于传动箱上部，考虑到车体侧面防护，散热器排气口位于于车体尾部。

这样的动力布局基本上影响了后期所有的坦克，紧凑而合理，可整体吊装。

豹2（Leopard 2）系列坦克动力包采用密封设计，除进气口、排气口、冷却风路外，其余动力舱部分均用密封条与车体密封，防止进水进灰，改善发动机工况，降低故障率。

勒克莱尔（Leclerc）坦克动力包，为减小动力舱体积，采用了发动机横置布局，可整体吊装。

梅卡瓦4（Merkava4）坦克动力包位于车体前部，结构紧凑，发动机纵置，传动系统位于发动机前部，散热器位于发动机右侧，可整体吊装。

这种布局最大的问题就是需要在车体右前侧开发动机散器安装口，这成为全车最为主要的一个弱点。

M1系列坦克使用燃气轮机，不需要散热器，动力包结构比较特殊，前部为燃气轮机，后部为传动箱，传动箱上部中间为排气系统，两侧为进气系统，可整体吊装。

挑战者1（Challenger1）坦克动力包，发动机为Perkins CV12，可整体吊装。

该动力包差点用于巴基斯坦的Al-Khalid坦克，后因巴基斯坦核试验，英国对其进行制裁禁止出口，巴基斯坦转而购买乌克兰6TD-2动力系统。

挑战者1坦克动力包比较特别，尾部有三个散热涡轮风扇，传动箱上部的两个散热器可以向上翻起，便于检修传动箱。

日本90式坦克动力包，可整体吊装，结构与挑战者2动力包极其相似。

德国在豹2系列坦克动力包的基础上，采用MTU公司的MT 883Ka-500发动机和RENK公司的HSWC295传动箱，成为欧洲动力包（EuroPowerPack）。该动力包已被土耳其阿尔泰（Altay）坦克采用。

欧洲动力包相对于豹2系列坦克动力包，由于采用更紧凑的MT 883Ka-500发动机，并且发动机横置，所需动力舱体积明显减小，如果Leopard-2换装EuroPowerPack，现有动力舱可以缩短1米。

RENK 公司甚至为T-72设计了ESM350传动箱。

该传动箱可以搭配V-46原配发动机使用，实现整体吊装，发动机依然横置，仅需要对T-72坦克车体做较小的改动。

该传动箱也可以使用斯堪尼亚（Scania，瑞典卡车公司）DI16 涡轮增压柴油机，有1000 HP/ 1090 HP/ 1200 HP动力可选，发动机依然横置。

俄罗斯最新的T-14 Armata坦克也使用了动力包，可整体吊装，图为T-14动力包后视图，下部为传动箱，上部为散热器。

T-14 Armata动力包前视图，发动机纵置布局，发动机两侧为空滤。

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