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浪子回头金不换:日本三代坦克动力系统的“大革命”_高清图集_新

文章来源:本站原创 发布时间:2019-08-14

  在之前的《出鞘》中,我们曾介绍了日本90式和10式两款第三代主战坦克的火力和防护性能,不过当时我们并未提及这两种坦克的机动性。平心而论,这两款三代坦克在火力和防护两项性能上表现的都十分平庸,没有太多的亮点可言。但相比之下,日本人在改善坦克机动性这一领域做出的种种努力,还是十分值得称道的。

  通常而言,对一款三代坦克机动性能起到决定性因素的子系统主要分为两大部分:动力包和行走系统。其中前者主要由发动机和与其配套的变速箱组成,决定了坦克跑步跑的快、加减速性能和爬坡能力如何;而后者则主要由悬挂系统、车轮和履带等子系统构成,主要决定了坦克开的稳不稳,通过性怎么样。受篇幅所限,这里我们先说说日本三代坦克的动力包。

  在发动机方面,日本90式坦克在三代坦克中独树一帜的采用了三菱10ZG型10缸2冲程发动机。这型出力为1500马力的发动机,赋予了自重仅50吨出头的90式坦克高达30马力/吨的超高功重比,远超其他主流三代主战坦克。辅以三菱公司为其量身定制的拥有4个前进档、2个倒车档的液力自动变速箱,90式坦克的加速性能可能是所有现役三代主战坦克中最好的。

  但超强的性能也往往伴随着不小的问题。所谓2冲程和4冲程,是指引擎的一个工作周期由2或4个冲程构成。更直白一点的说法是,汽缸活塞每上下运动2或4次(即发动机转1圈或2圈)才有一次用来点火做功。在4冲程引擎中,汽缸的一个工作周期分为“汽缸吸入油气混合物”、“压缩油气混合物”、“点火做功”和“排出废气”四步。由于汽缸的吸气和排气分为两步进行,吸排气时汽缸只有一个通路,所以4冲程引擎的汽缸密封性较好,燃油利用率较高。

  相比之下,2冲程引擎的工作周期则混乱的多。在汽缸活塞向上运动时,吸气阀门和排气阀门双双闭合,汽缸中的油气混合物被压缩。与此同时,供油系统会将下一次点火需要的充入活塞下面的曲轴箱。此后,汽缸中的压缩油气混合物被点燃,推动汽缸活塞向下运动。而在汽缸活塞向下运动时,曲轴箱中的油气混合物会被活塞挤压进入汽缸,从而吹走气缸中残留的废气,完成一次工作循环。

  从原理上说,由于2冲程发动机每转一转,其所有的汽缸就都做了一次功,所以在相同缸数、相同转速的情况下,2冲程发动机的功率会比4冲程发动机更大。反过来说,2冲程发动机可以用较少的气缸数或较低的转速达到与4冲程发动机相同的功率。这意味着其重量和体积都可以小上不少——当然这也差不多是2冲程发动机唯一的优势了。

  由于2冲程发动机汽缸吸气排气的工作同时进行,且需要用新鲜的油气混合物吹走气缸中的废气,所以新鲜的油气混合物难免会顺着排气阀门直接变成废气。这直接导致了2冲程发动机燃油利用效率低下的问题。除了会污染环境以外,这还会导致车辆油耗的急剧飙升。此外,由于汽缸密封不严且与曲轴箱直接相连,所以2冲程发动机的机油消耗量也远远超过了4冲程发动机。

  此外,不同于在汽缸上部开口的4冲程发动机,2冲程发动机必须要从汽缸侧壁开换气阀门。在发动机工作时,气缸温度变化频繁而且剧烈,其侧壁的开口要承受巨大的热应力,这使得其本身强度就比较低的汽缸壁变得更加脆弱。再加上汽缸活塞要不断经过和碰撞到这个开口,2冲程发动机的汽缸和活塞寿命都要比4冲程发动机短很多。

  一般认为,日本人之所以会为90式坦克安装2冲程发动机,是看中了2冲程发动机体积小、重量轻的特点,好运来高手论坛399399,而90式恰恰又是一款追求“轻量化”的主战坦克。但事实可能并不是这么一回事。资料表示,90式主战坦克的动力包重量居然高达6321公斤,同时其体积也并不比同类产品更小——这一点从90式坦克的“翘臀”上就能看出来。

  稍晚于90式坦克问世,德国MTU公司在1995年推出了其新一代产品——采用了MB 883 12缸4冲程1500马力发动机和5进5退共10档自动变速箱的欧洲动力包。这款动力包的重量仅为4.2吨,体积也远比90式的小得多。不仅如此,诞生于上世纪70年代的德国豹2坦克的动力包重量也仅为6吨出头,甚至还比90式的轻一些。

  所以这里笔者大胆猜测,90式之所以使用三菱的2冲程发动机,主要是为了保护日本的国(cai)产(fa)发(li)动(yi)机。但由于日本国产的大功率发动机实在是烂泥扶不上墙,如果采用4冲程很可能达不到设计要求,所以才勉为其难用了一款大小和重量都和国外4冲程差不太多的2冲程发动机凑数。

  虽然2冲程发动机的好处在90式坦克上并没有显现出来,但是其劣势却毕露无疑。以油耗来说,根据德国陆军的官方数据,德国豹2主战坦克的续航指标为1200升燃油续航550公里,油耗仅约2.18升/公里(大致相当于工信部油耗,是一个“推荐值”)。而90式坦克的官方续航数据则是1100升燃油续航340公里,每公里油耗约为3.23升,比前者多出了近50%。而在可靠性方面,驻扎在北海道千叶市的陆自第七师团(90式坦克使用者)也已经因为隔三差五就会在街道上抛锚而“扬名天下”了。

  由于深受2冲程发动机所害,再加上经过了几十年的摔打磨练后,日本大功率柴油机的设计制造水平也确实有了提升。日本在研制10式主战坦克时,完全抛弃了2冲程的“异端思路”重新回到了4冲程发动机的“王道征途”上。此外,由于10式坦克对尺寸和重量的要求比90式更加苛刻,加之日本人发现推重比只要够用就好了,没比要搞得过于“黑色高级”,所以他们也不再强求10式搭载西方主流三代坦克使用的1500马力发动机。

  最终日本人选择了三菱公司全新研制的8VA34WTK 8缸柴油机作为10式坦克的动力来源。这种发动机能够提供1200马力的动力输出,比90式采用的10ZG发动机下降了20%。不过由于10式的车重也在90式的基础上下降了足足6吨之多,所以10式坦克的功重比依旧高达27马力/吨,在现役三代主战坦克中处于领先位置。

  此外,10式还开创性的使用了无级变速箱。这意味着10式坦克在加减速的过程中,可以一直保持较高的发动机功率,而不需要考虑“档位”的影响。换句话说,其在加速换挡的过程中发动机的实际输出功率要高于采用了手动或自动变速箱的坦克。这进一步加强了10式的加速性能,使之达到甚至超过了90式坦克的水平。

  日本三代坦克的动力系统发展过程,基本是一个从落后到赶超的过程。可想而知,在这个过程中,日本军工人到底付出了多少汗水和努力。但令人惋惜的是,这些在幕后默默奉献的军工人并没有获得他们应得的掌声与喝彩。毕竟在这样一个文恬武嬉的国家,煮得一手好饭远比造得一手好发动机更容易名利双收。而这种状况,也是我国应该尽量避免的。

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