淺談坦克動力艙

08-14

淺談坦克動力艙

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坦克的三大要素包括機動、火力、防護，其中坦克發動機代表著一個國家大功率車輛動力系統的頂尖水平，從發動機在車內的布置方式，甚至能看出一個國家的坦克工業水平。本文通過介紹坦克動力艙的結構和原理，詮釋其發展歷程。受本人水平和所用參考資料的限制，可能存在錯誤，歡迎指正。

二戰中蘇聯極具代表性的T-34坦克動力艙布局，發動機縱置，動力端連接冷卻風扇-主離合器-變速箱-轉向機，水箱散熱器位於發動機兩側，空濾位於發動機後部兩側（藍色圓柱物），排氣管位於車體尾部兩側。

T-34坦克動力艙結構圖，其發動機輔助設備和散熱器布置在那個年代較為緊湊，使得T-34擁有可靠動力的同時，縮小了動力艙的體積，T-34坦克動力艙體積為5.2立方米。

T-34坦克動力艙實物圖，可完全打開的尾部裝甲提高了傳動裝置維護的效率。

二戰結束後，蘇聯認為進一步減小坦克動力艙體積和尺寸可以有效提高坦克的生存概率，提高作戰效能，在設計T-54坦克時，採用了發動機橫置技術。發動機橫置就是將發動機橫向布置的動力艙內，由於佔用動力艙長度減少，動力艙的長度和體積都可以大大減小。

T-54坦克動力艙結構圖，由於發動機橫置，動力艙相對於T-34緊湊了很多，體積僅3.2立方米，較T-34減少了2立方米。

鑒於大家對坦克發動機動力艙內設備可能並不了解，下面以T-54坦克動力艙為例，簡單介紹下艙內設備。T-54坦克發動機為V型12缸發動機，橫置布置於動力艙左前側，車體上部設有發動機維護口，其蓋開啟後可對發動機進行維護。

發動機維護口蓋開啟，右側為炮塔。

發動機右側為空氣濾芯，車體上部設有空氣濾芯維護口，其蓋開啟後可對空濾進行維護。

坦克發動機空濾，和乘用車上的空氣濾芯並不一樣。圖為拆下保養T-54（59）坦克空濾。由於坦克發動機的使用環境多為野外，工況複雜，所以採用多旋流管式空氣預過濾與油/乾式空濾的精過濾系統組合的形式。下部的管子即為旋流管。

多旋流管利用離心力原理，將空氣中的灰塵過濾，其濾清效率可達80%，整個系統的濾清效率高達99.9%，不光如此，過濾的灰塵還可由廢氣引射抽塵裝置由發動機排氣管抽出，降低了空氣濾的維護要求。

這個原理是不是很像最近很火的dyson吸塵器？沒錯，他們的技術從原理上來說是一樣的，只不過dyson吸塵器70年代才出現，T-54坦克50年代就有了。

T-72坦克空濾，同樣下部為旋流管，上部為濾網式濾塵盒，空氣的走向式從下而上。

T-54坦克發動機後部為變速箱，由三根擋位橫拉杆操作，從前往後分別為二三擋橫拉杆、四五擋橫拉杆、一倒擋橫拉杆。車體上部設維護口，其蓋內側為機油散熱器（棕色）、水箱散熱器（灰色）。車尾右側為冷卻風扇。

與變速箱兩側相連的是轉向機，圖為右側轉向機。

左側轉向機。

拆除發動機、空濾、變速箱的T-54動力艙，兩側圓柱體為轉向機，左上為散熱風扇，右上為機油箱，下部空濾基座和發動機基座。整體的布置非常緊湊。缺點是過於緊湊帶來的維護困難。T-62動力艙與T-55基本相同。

T-64坦克動力使用兩項重大技術革新，一是水平對置的二衝程發動機，二是側行星轉向機。水平對置發動機的優點是外形低矮，尺寸非常有利於動力艙的布置。

側行星轉向機也是一項重大技術革新，技術從定軸變速箱革新為行星變速箱，將變速箱和轉向機進行了集成，分別布置於發動機兩側，可以進一步降低動力艙的尺寸和體積。

T-64動力艙的布置方式，側行星變速裝置直接連接於發動機動力輸出端，相對於T-54動力艙，長度進一步縮減。

被擊毀的T-64坦克動力艙，可以清楚的看到側行星變速裝置直接連接於發動機動力輸出端的結構。

T-64的動力艙由於兩項革新技術的使用，在發動機功率大幅提升的前提下，動力艙尺寸相對於T-54反而略微下降，體積僅為3立方米。

T-64使用了獨特的引射式散熱裝置，利用發動機廢氣帶動空氣循環達到冷卻目的。動力艙上蓋即為冷卻裝置。發動機左側為空氣濾芯。

正在吊裝發動機的T-64坦克，吊裝發動機前需拆除引射式散熱裝置，拆除側行星變速裝置，拆除空濾和所有的油路，可維護性較差。

T-72使用了與T-54類似的動力艙布局，在發動機功率大幅提升的前提下，由於側行星變速裝置取代了變速箱，動力艙體積仍控制在3.2立方米，與T-54相同，比T-64小幅增加。

相對於T-64，T-72動力艙增加了一套傳動機構，將發動機動力輸出端傳遞給側行星變速裝置。

T-72動力艙實物圖，散熱風扇位於兩側行星變速裝置中間，圖中空濾並未安裝。早期的T-72採用機械增壓發動機，增壓器位於發動機右側，直接連接空氣濾芯。

後期的T-72B3、T-90採用渦輪增壓發動機，增壓器位於發動機左側，連接排氣口位置，進氣由套管從空濾連接至進氣渦輪。

T-72發動機散熱與T-64不同，T-72使用了傳統的散熱風扇，進氣口位於發動機上方的百葉窗，排氣口位於車體尾部散熱風扇上方的百葉窗，在坦克兩項比賽中T-72涉水後車體後部噴出的水霧其實並不是發動機進水，只是動力艙進水後，水連通空氣一起被離心式風扇排出。

T-72/T-90吊裝發動機前需拆除引動力艙頂部裝甲，拆除散熱裝置，拆除側行星變速裝置，拆除空濾和所有的油路。圖為俄羅斯專家向中東客戶展示T-90發動機拆卸作業，該作業需時3.5小時。

T-80坦克使用GTD-1000/1250燃氣輪機，燃氣輪機由於體積較小，GTD-1000/1250燃氣輪機直接將空濾集成在一起。

T-80仍然採用多旋流管式二級空氣濾清器，由於燃氣輪機對於灰塵的敏感度高，T-80的空氣濾清器體積大，效率高。

T-80燃氣輪機採用縱置布局，動力輸出軸直接連接側行星變速裝置，由於燃氣輪機體積較小且不需要散熱器，其動力艙體積僅2.8立方米，比之前的幾代蘇聯坦克都要小。

吊裝中的T-80燃氣輪機，由於管線複雜，結構優化較差，實際上T-80動力艙可維護性並不好，拆除發動機作業需時6.6小時。

蘇聯坦克動力艙的特點就是體積小，結構緊湊，扭矩密度高，相比同時代的坦克，豹2（Leopard-2）坦克動力艙體積6.9立方米，M1A2坦克動力艙體積6.8立方米。而T-80坦克動力艙體積僅2.8立方米，實際上戰後幾代蘇聯坦克動力艙體積都差別不大，都在2.8-3.2立方米之間。

西方坦克動力艙，二戰時期德軍坦克動力艙的特點是發動機後置，傳動系統前置，中間通過一根傳動軸貫穿車體，這不但增加了車體高度，而且使得動力系統的維護變得複雜。圖為德國虎王（Kingtiger）坦克的動力系統。

更換動力系統，不光需要在坦克尾部吊裝發動機，還需要在車首吊裝傳動系統，維護起來費時費力。圖為德國黑豹（Panther）坦克吊裝傳動箱。

同時期美軍的M4 Sherman坦克也採用了發動機後置，傳動系統前置的布局，但是將傳動系統設計為模塊化，方便更換，只需將車體前部拆除即可。

戰後西方坦克普遍採用動力艙後置的布局，圖為英國百夫長（Centurion）坦克的動力布局，從左往右依次是：發動機、主離合器、變速箱，結構並不緊湊，維修時需要分別吊裝。

從豹1（Leopard1）開始西方逐漸開始流行可整體吊裝的發動機，稱為動力包（Power Pack）。將發動機、空氣濾芯、散熱器及風扇、傳動機構全部集成在一起，只需要斷開油路電路等管線，即可整體吊裝，可以有效提高野戰條件下的坦克動力維修更換速度。

豹1坦克動力艙採用發動機縱置布局，空濾位於發動機兩側，尾部為散熱系統，散熱器排氣口位於車體尾部兩側。動力包整體吊架需要穿過風扇上的兩個預製孔，結構緊湊，可整體吊裝。

豹2（Leopard2）坦克動力包沿用了之前的設計思路，發動機縱置，空濾位於發動機兩側，散熱器位於傳動箱上部，考慮到車體側面防護，散熱器排氣口位於於車體尾部。

這樣的動力布局基本上影響了後期所有的坦克，緊湊而合理，可整體吊裝。

豹2坦克動力包採用密封設計，除進氣口、排氣口、冷卻風路外，其餘動力艙部分均用密封條與車體密封，防止進水進灰，改善發動機工況，降低故障率。

勒克萊爾（Leclerc）坦克動力包，為減小動力艙體積，採用了發動機橫置布局，可整體吊裝。

梅卡瓦4（Merkava4），動力包位於車體前部，結構緊湊，發動機縱置，傳動系統位於發動機前部，散熱器位於發動機右側，可整體吊裝。

這種布局最大的問題就是需要在車體右前側開發動機散器安裝口，稱為全車最為主要的一個弱點。

M1坦克使用燃氣輪機，不需要散熱器，動力包結構比較特殊，前部為燃氣輪機，後部為傳動箱，傳動箱上部中間為排氣系統，兩側為進氣系統，可整體吊裝。

挑戰者1（Challenger1）坦克動力包，發動機為Perkins CV12，可整體吊裝。

該動力包差點用於巴基斯坦的Al-Khalid坦克，後因為巴基斯坦核試驗，英國對其進行制裁禁止出口，巴基斯坦轉而購買烏克蘭6TD-2動力系統。

挑戰者1坦克動力包比較有特點，尾部有三個散熱渦輪風扇，傳動箱上部的兩個散熱器可以向上翻起，便於檢修傳動箱。

日本90式坦克動力包，可整體吊裝，結構與挑戰者2動力包極其相似。

德國在豹2坦克動力包的基礎上，採用MTU公司的MT 883Ka-500發動機和RENK公司的HSWC295傳動箱，成為歐洲動力包（EuroPowerPack）。該動力包已被土耳其阿爾泰（Altay）坦克採用。

歐洲動力包相對於豹2坦克動力包，由於採用更緊湊的MT 883Ka-500發動機，並且發動機橫置，所需動力艙體積明顯減小，如果Leopard-2換裝EuroPowerPack，現有動力艙可以縮短1米。

RENK 公司甚至為T-72設計了ESM350傳動箱。

該傳動箱可以搭配V-46原配發動機使用，實現整體吊裝，發動機依然橫置，僅需要對T-72坦克車體做較小的改動。

該傳動箱也可以使用斯堪尼亞（Scania，就是瑞典那家卡車公司）DI16 渦輪增壓柴油機，有1000 HP/ 1090 HP/ 1200 HP動力可選，發動機依然橫置。

俄羅斯最新的T-14 Armata坦克也使用了動力包，可整體吊裝，圖為T-14動力包後視圖，下部為傳動箱，上部為散熱器。

T-14 Armata動力包前視圖，發動機縱置布局，發動機兩側為空濾。

最後再說說我軍，我軍由於長期以來使用的一代坦克和二代坦克，動力艙布局均源自T-54坦克，雖然二代坦克發動機經過多次改進，加裝了渦輪增壓系統，排氣管從左邊改到了右邊，但動力艙的結構並沒有發生變化，維修困難的情況依然存在。

國產某外貿型坦克競標巴基斯坦Al-Khalid坦克項目時，由於動力艙布置較為落後，未被選中，直到換裝烏克蘭6TD-2動力系統後被巴基斯坦選中。這也側面說明了當時我國坦克動力艙設計的落後。

三代坦克摒棄了傳統蘇系動力艙布局，裝備了我軍首款坦克動力包，圖為三代坦克動力包，發動機縱置，發動機兩側從前往後依次是：渦輪、二級空濾、初級空濾，發動機前部為中冷器，後部為傳動箱和水箱散熱器，採用了與豹2類似的密封條設計，除進氣口、排氣口、冷卻風路外，其餘動力艙部分均用密封條與車體密封，防止進水進灰，改善發動機工況，降低故障率。