发动机是一种将不同工质的热能转化为机械能的作功机械。按作用原理，可分为内燃机和外燃机。按结构型式，可分为旋转式和往复式。现在坦克装甲车辆上应用的发动机主要是往复式柴油机和旋转式燃气轮机。 在车辆上，发动机是动力源，是车辆最重要的部件。对于战斗车辆，发动机的重要性不仅在于提供驱动功率，决定车辆机动性，而且在于它的外形尺寸、燃油经济性以及在车辆上的安装位置与战车的生存力有着密切关系。各国军用车辆发动机的发展方针，基本上都是集中主要力量优先发展高性能战斗车辆发动机，运输车辆或特殊用途车辆的发动机通常是选用民用发动机或采用改进的民用发动机或与战斗车辆发动机同系列的低功率发动机，本手册主要论及战斗车辆发动机。

发展情况 对战车发动机的历史回顾，应追溯到1916年索姆河畔出现的第一辆英国MK1坦克采用的直列6缸汽油机(77kw,1000r/min)。此后从第一次世界大战后直到30年代末，一些国家的坦克发动机主要是改装的航空发动机，如美国30年代中期开始研制、1940年生产的M3系列中型坦克的M3、M3A1和M3A2装用的大陆(Continental)公司R-975-EC2或C1星型风冷汽油机(245kW)，M4系列中型坦克的M4、M4A1装用的大陆公司R-975-C1或C4星型风冷汽油机。但M3系列中的M3A3和M3A5中型坦克已采用了2台GMC-6046直列水冷柴油机。德国从1936年装备的PzKpfW2系列轻型坦克开始直到1939年装备的PzKpfW3中型坦克和二次世界大战中德国坦克部队主要装备的武器—PzKpfW4坦克，最后至1942年成批生产的PzKpfW5系列坦克，全都采用汽油机。英国30年装备的轻型坦克至1940年开始生产的邱吉尔(Churchill)坦克直到1947年装备的逊邱伦(Centurion)坦克也都以汽油机作动力，所以直到二次世界大战期间，绝大多数坦克采用汽化器式汽油机。

汽油机虽然有较小的体积、较低的比重量和生产成本以及较好的起动性能，但燃油消耗率高的致命缺点阻碍了在坦克上应用。为了满足提高功率和降低油耗的需要，德、美、法、英等国都先后采用燃料喷射式汽油机。德国早在1940年的VK3001坦克样车发动机上开始研制燃料喷射系统，至二次世界大战结束，采用燃料喷射系统的玛依巴赫(Maybach)公司的HL230汽油机使虎2(Tiger 2)和美洲豹(Panther)式坦克的功率从515kW提高到662kW。

尽管30年代中期甚至更早些时候少量柴油机已悄悄进入坦克动力行列，但性能较高、专为坦克设计的柴油机于50年代末才在坦克上广泛使用。至60年代，新装备坦克都采用了柴油机，实现了坦克发动机的柴油机化。

英国里卡多(Ricardo)公司早在1927年就设计了一种装甲战车用柴油机，但到1935年才在MK3A、MK6E2坦克上装用柴油机。德国于1932年为PzKpfW1A装甲战车设计柴油机，1934年试装克虏伯(Krupp)M601风冷柴油机，因功率不足而终止。1939年戴姆勒—奔驰(Daimler-Benz)公司研制MB809坦克柴油机(V型，25.5L，294kW，2100r/min)，仅至样机阶段而结束。1940年还研制了38t歼击坦克用的塔特拉(Tatra)111型风冷柴油机亦未正式应用。苏联约在1932～1933年间开始研制坦克柴油机。1936年哈尔科夫(Харьковский)机车制造厂试制成的БК-2柴油机是一种4冲程12缸水冷柴油机， 294kW，转速2000r/min，对该机改进后，于1939年正式诞生了B2柴油机，装备于BT-7M坦克。该柴油机了是在航空发动机基础上设计的，与当时的甚至50年代末的其他国家柴油机相比，在单位体积功率、比重量等主要指标方面是出类拔萃的，直到今天仍然在苏联坦克和装甲车辆动力装置方面占重要地位。美国在1937年完成了几种对星型航空发动机改用柴油的试验。M3A3、M3A5和M4A2中型坦克都装用2台功率为138kW的GMC6046型2冲程柴油机。但后因美国柴油供应受限制，1946年专为坦克设计的首先用于M46中型坦克的是AV-1790汽化器式汽油机，继而改为AVI-1790燃料喷射式汽油机，至1959年才演变为AVDS-1790柴油机。该柴油机的出现标志了当时世界坦克发动机柴油机化的发展趋势。二次世界大战以后，进入装备的柴油机逐步增多，至80年代初M1坦克服役以前，柴油机是装备坦克的唯一动力。

中国坦克发动机的发展经历了修理、仿制、改进和自行设计阶段，已有30多年历史。在此期间内，中国从无到有逐步建立了比较完整的坦克发动机教学、科研、生产、管理体系，不仅有了相当规模的军用发动机制造厂，而且还有了研究测试手段比较先进的专业研究所，培训并形成了一支具有相当水平的技术专业队伍。12150L系列发动机是一种4冲程水冷直接喷射式柴油机系列，其基型机于50年代末开始仿制、60年代初装备。至今已发展了多种机型。70年代中期以后开始对联邦德国KHD公司BF413系列发动机进行许可证生产，70年代末研制了6V150柴油机。80年代中期又进行了MTU公司396系列柴油机的许可证生产，所有这些发动机都广泛用于军、民用领域。

燃气轮机尽管到80年代初才首次装备M1坦克，但研究工作40多年前就已开始。二次世界大战结束后联邦德国就进行了坦克燃气轮机的研究，法国首先在坦克上安装燃气轮机进行了试验。英国在1954年举办的一个军事技术装备样品展览会上展出一辆安装由帕森斯(C.A.Parsons)公司研制的735kW燃气轮机的试验型康克洛重型坦克。苏联在60年代进行了燃气轮机装车试验；70年代初研制的燃气轮机坦克曾在乌克兰哈尔科夫野外试验中心试验；1984年装备的T-80坦克采用了约735kW燃气轮机。继M1坦克用的AGT-1500燃气轮机以后，美国还研制了几种车用燃气轮机：

1.GT601(551kW) 70年代国际工业燃气轮机(ITI)公司专为卡车研制的回热式双轴燃气轮机，1980～1986年间进行了广泛的装车试验，现已达工程生产阶段。

2.1801燃气轮机(约1780kW)70年代末国际伽莱特涡轮(Garrett Turbines international)公司以GT601为基础设计的坦克燃气轮机，主要指标是功率1780kW、燃油消耗率286kg/kW·h、单位体积功率1147kW/m3，但仅进行到“纸面研究”阶段。

3.AVCO 650(478kW) 70年代初由阿夫柯-莱卡明公司自费研究，以LTS101直升机燃气轮机为基型，当时着眼用于HIMAG和HSTV(L)试验车，也曾设想用于轻型装甲车辆并改装M41、M47、M48等坦克。

4.LV100燃气轮机推进系统 这是美国为研制第四代主战坦克动力装置的先进整体式推进系统(AIPS)规划的一部分，现正处于技术示范阶段，正在与XAP-1000柴油机推进系统竞争研制。

三角形旋转活塞转子发动机，亦称汪克尔型转子发动机是一种三角活塞(转子)沿壳体内表面作行星运动的旋转式内燃机。由于结构简单、零部件少、单位体积功率大、比重量小，60年代中期以后在联邦德国、美国、日本的民用轿车或赛车上得到应用。日本在1964年抢先试制成功，1967年进行成批生产，用于马自达(Mazda)轿车。但是将转子发动机转入军用的研究始于美国。1958年，美国柯蒂斯·莱特(Curtiss-Wright)公司向联邦德国NSU汽车公司购买汪克尔专利，于1963年制成RC2-60汽油轮子机。约在1962年美国陆军坦克机动车辆局(TACOM)已开始对几种车用转子发动机进行北约(NATO)400h耐久试验和军用评定。至1977年，美国海军投资2400万美元要求柯蒂斯·莱特公司为其下一代轻型突击车(LAV)研制4转子发动机。1984年，约翰·迪尔国际技术公司(John Deere Technologies International Incorporated)向柯蒂斯·莱特购买了转子发动机的全部技术和专利权，并成立转子发动机分部从事有关研究发展工作，该分部正在研制SCORE70、SCORE170和SCORE580 3种系列扮层进气多种燃料转子发动机。70年代中期以来开展这方面研究的还有英国罗尔斯-罗伊斯(Rolls-Royce)、日本洋马柴油机(Yanmar Diesel)公司、美国通用汽车公司(GMC)等。至今，柴油转子机并未得到应用。现在SCORE系列转子机采用分层进气燃烧系统使转子发动机既具多种燃料性能，还可保持汽油转子机的压缩比，这无疑为转子发动机的军用高功率化带来了生机。

装备现状 近40年来主要国家装备的坦克发动机和下一代坦克可能应用的发动机的主要参数(见下表)和简要说明如下：

(1)随着坦克单位功率增长的要求，各国坦克发动机的功率和单位体积功率都在原来基础提高了。欧美国家发动机功率提高的幅度较大，接近1倍，70～80年代装备的坦克发动机功率已达1103kW。

(2)50年代到后坦克发动机的逐步柴油机化对降低燃油消耗迈出了重要的一步，但在降低柴油机本身油耗的进展方面并不显著。

(3)60年代开始至1981年M1坦克装备之前，无一例外地采用柴油机动力装置。

(4)现装备和下一代坦克发动机中除日本采用2冲程以外，都是4冲程柴油机，英国也以CV12TCA型4冲程柴油机取代了60年代装备的L60型2冲程柴油机。

(5)除了日本61式、74式和美国M60系列坦克保持传统的风冷发动机以外，现装备坦克新研制的发动机都采用水冷冷却方式。

近40年来世界主战坦克发动机的发展
国家坦克装备年代单位功率kW/t发动机类型功率kW/转速r/min单位体积功率kW/m3比重量kg/kW平均有效压力MPa标定燃油消耗率g/kW·h 中国59式196010.712150L4冲程水冷非增压柴油机382/20003002.340.59245 69式197411.6812150L-74冲程水冷非增压柴油机426/20003302.180.66238 80式198714.112150ZL4冲程水冷涡轮增压柴油机537/20003691.960.83238 苏联T-54A195410.7B-544冲程水冷非增压柴油机382/20002382.410.59256 T-62196311.8B-554冲程水冷非增压柴油机426/20003362.150.66258 T-72197414.0B-464冲程水冷机械增压多种燃料发动机574/20004801.710/89245 T-80198417.3燃气轮机724/ 美国M48195313.2AV-1790-74冲程风冷汽化器式汽油机596/2800 M60196012.1AVDS-1790-2A4冲程风冷涡轮增压发动机551/24002253.130.94233 XM1样车1976年试验20.9AVCR-1360-24冲程风冷变压缩比涡轮增压中冷发动机1103/26003271.832.31251 M1198120.1AGT-1500回热循环燃气轮机1103/30009541.02306 第四代主战坦克GP-1A回热循环燃气轮机1103/ XAV-284冲程油冷变截面涡轮增压中冷柴油机1066/26008271.781.79212 英国乔月铁195415.4麦捷尔4冲程水冷汽油机441/ 奇伏坦MK3196910.1L602冲程对置活塞水冷发动机515/21003723.740.77248 伊朗狮197816.6CV12TCA4冲程水冷涡轮增压中冷柴油机882/23004012.311.76226 挑战者198314.4康达12V-1200A4冲程水冷涡轮增压中冷柴油机882/23004012.311.76226 法国AMX-50195114.9燃料喷射式汽油机735/ AMX-30196514.9HS11024冲程水冷涡轮增压发动机537/24003332.660.85234 AMX-321979年样车14.3HS110-2S4冲程水冷涡轮增压中冷发动机551/24000.96 勒克莱尔约199222.4～21.1UDV8X15004冲程水冷超高增压柴油机1103/25006891.543.22231 联邦德国豹119655.3MB838CaM-5004冲程水冷机械增坟发动机610/22003883.10.85250 豹2197919.9MB873Ka-5014冲程水冷涡轮增压中冷发动机1103/26005432.041.07245 KPz2000约2000MT883(新)4冲程水冷涡轮增压中冷发动机1103/300010601.51.62220 日本STA4195512.79风冷柴油机 61式196212.7912HM21WT4冲程风冷涡轮增压发动机441/210083.65.10.85286 74式197414.510ZF22WT2冲程风冷机械传动涡轮增压中冷发动机551/22001734.030.70316 90式约199021.110ZG322冲程水冷二级增压中冷柴油机1103/2400347(估计值)1.28 (6)涡轮增压发动机自50年代开始进入坦克动力行列，60年代已较普遍，70年代装备的除了苏联B-46采用机械增压外，已经全部采用涡轮增压。除了苏联B-46发动机以外，采用中冷器也是70年代装备的坦克发动机的普遍特点。

(7)直接喷射式燃烧室从50年代开始就已成为坦克发动机的主要结构特征。在70年代的装备中除了联邦德国MB873Ka-501外，其他各国发动机全部采用直接喷射式燃烧室。而80年代装备和研制的发动机则全都采用了直喷式燃烧室。

(8)70年代装备的坦克发动机上开始采用电子控制技术，并在80年代装备的AGT-1500燃气轮机、康达12V-1200A柴油机和研制中的坦克发动机上进一步应用。

(9)正在研制还未装备的坦克发动机都不同程序地采用了新结构和新技术。如美国AIPS规划中的XAV-28柴油机采用油冷冷却、可变截面涡轮增压器、电子控制喷油、隔热技术等；联邦德国MT883发动机采用了多功能的电子监控系统；法国UDV8X1500柴油机采用了超高增压新技术。

中国12150L坦克柴油机是一种功率较小强化程度不高的4冲程水冷直接喷射柴油机，但经改进的537kW(730马力)12150ZL涡轮增压柴油机的功率提高了40%，标定功率时油耗降低5%，机油消耗率降低36%，而且有较好的生产继承性，80%以上的零部件可与基型机通用。此外，该发动机经降低转速、改变主要部件的材料、降低一些零部件的工艺要求就可方便地改装为民用机，为石油钻探、电站、船舶、矿山载重汽车和起重运输机械提供动力。

由此可见，当前世界坦克发动机的装备和研制现状是，柴油机仍然处于主要统治地位，通过基本结构、燃烧系统、冷却系统、涡轮增压中冷等新技术的应用，柴油机正在继续发展，还具有强大的生命力；燃气轮机实现了突破，80年代初首次进入坦克发动机行列，80年代中期苏联装备的T-80坦克亦采用了燃气轮机，燃气轮机现已成为美国和日本第四代主战坦克的候选动力，正在与柴油机竞争；汪克尔型转子发动机在70年代曾得到重视，进行军用研究，以后因种种原因静寂多年，近年来转子发动机在美国再度崛起，预示了这咱发动机作为战车动力的竞争潜力。

技术与性能特点 坦克发动机的性能特点是由坦克对发动机主要技术要求决定的：

1.高单位体积功率

发动机功率是影响坦克机动性的最重要因素，车辆的单位功率是机动性的主要标志。提高坦克机动性可作为一种间接防护手段使坦克不被发现或命中，这就是发动机功率对于坦克生存力的重要意义。未来坦克的单位功率范围估计为21～1250kW左右。

当前尽管功率要求不再增长，但发动机，特别是动力装置的高单位体积功率仍是不懈追求的首要目标。包括发动机、传动装置、冷却系统、燃油箱、进排气系统等在内的动力装置的体积对坦克有较大的影响。据统计，在战斗车辆内部12～18m3空间内动力装置约占40%，发动机体积约占动力装置体积的35%。发动机高度直接影响坦克高度和车重，车体高度每降低100mm，车重约降500kg。长度每缩短100mm，车重减轻200kg。在传统坦克结构中，动力舱长度几乎占车长的50%。发动机长度减少，有可能在车上横置。

2.高加速性

坦克机动性以公路和越野平均速度、最大行程、最大行驶速度、加速度、爬坡能力等定量表示。其中坦克加速度不仅与发动机功率有关，而且也取决于发动机加速性。一些主战坦克及发动机加速性见下表。

一些主战坦克及发动机的加速性

坦克型号发动机型号类型功率kW发动机由惰转至标定转速加速时间s车辆由0至32km/h加速时间s T-54AB-54非增压3821011.25 T-62B-55非增压4261011 T-72B-46机械增压57412.6 M60A2AVDS-1790-2A涡轮增压551＜12 豹1MB838CaM-500机械增压61011.7 豹2MB873Ka-500涡轮增压中冷1103＜6 EE-T1奥索里约TBD234涡轮增压中冷7356 M1AGT-1500燃气轮11032.57 勒克莱尔UDV8X1500超高增压11035 3.低比重量

随着坦克发展，各国坦克发动机的比重量都在逐步下降。

坦克与其发动机的重量对比

坦克型号M1豹2挑战者AMX-30T-72 坦克重量(t)5555623641 发动机重量(kg)1120225020411726980 发动机占坦克重量(%)2.04.03.24.72.3 4.高燃油经济性

军用发动机的燃油经济性是一项重要的性能指标。从节能和成本意义上讲，要求发动机的油耗尽可能降低；组成发动机总成本的各项成本中，使用维修成本占的比例最大，而燃油费用又是使用维修成本中一项最大的开支，所以节油是一项重要要求。

从间接防护提高生存力的意义讲，燃油箱体积约占动力装置的17.5%、占战车内部空间的7%，降低油耗就会减小燃油箱从而对减小车体尺寸和重量有较大影响。

由于坦克在战斗情况下惰转工况占40%、越野行驶占40%、二级公路行驶占20%，所以要求坦克发动机在惰转工况下昼降低油耗。

80年代装备的挑战者坦克的康达12V-1200A柴油机是现装备中油耗最低的发动机，仅为226g/kW·h。

5.高适应性

(1)燃料适应性

为了提高坦克生存力、简化后勤管理，二次世界大战后各国相继要求发动机有多种燃料性能。50年代后期多种燃料发动机进入实用。理想的多种燃料发动机应具有交替使用各种碳氢化合物燃料的能力；当在战场上需要换用另一种燃料时，发动机不需进行机械调整并且性能和寿命不会因此而有所降低。这些燃料的16烷值范围为10～60。北约集团确定的多种燃料发动机是指能燃用柴油、喷气发动机燃料、92±21辛烷值汽油的发动机。苏联T-72坦克发动机B-46的一个很重要的改进就是具有多种燃料性能。

(2)环境适应性

战斗车辆应能在高温、严寒、高原、山地、泥泞、潜湿等恶劣自然环境下正常工作。如美国对军用发动机规定的有关要求为：发动机工作的环境温度为+56℃～－54℃；能在+46℃～－32℃环境温度下正常工作；在(海拔2500m)高原工作，功率降要小；能在60%纵向坡或40%侧倾坡上正常工作；坦克潜渡时应能承受5m深的背压；应能承受30g的加速度。

6.高RAM-D性能

RAM-D性能系高的可靠性、可用性、可维修性和耐久性的简称，它关系到坦克生存力和成本，近年来日益受到重视。可靠性表示发动机正常工作的能力，以无故障间隔时间(MTBF)定量；可维修性系指发动机固有的便于修复的性能，以平均维修时间(MTTR)或每使用1h所需要的维修人时来表示；可用性系可靠性和可维修性的综合反映，是发动机保持战备状态的标志；耐久性系反映发动机大修前的持续工作能力，用达到技术条件规定的极限技术状态前发动机正常工作的小时数作定量表示。现代高性能军用柴油机的MTBF约600h，未来的应达1000h。

7.低成本

美国国防部确定，武器系统的寿命周期成本是研究发展成本、采购成本和20年服役期内使用维修成本的总和。

就发动机而言，研究发展成本在寿命周期成本中所占比例一般小于4%；采购成本与发动机应用类型和生产批量有关，占的比例亦不大；占最大比例的最使用维修成本，因为其中包括20年内需要的燃料和润滑油费用。美国统计，专为军用设计的主战坦克发动机的寿命周期本约为每马力500美元；从民用发动机选为军用的装甲车辆发动机的寿命周期成本低于前值，如DDA6V-53发动机的寿命周期成本为每马力300美元。

各种发动机的采购成本

发动机应用类型生产批量单位马力采购成本(美元/马力) 轿车汽油机大7 民用卡车柴油机中30 坦克柴油机60 坦克燃气轮机(回热式)90 军用直升机燃气轮机100 近40年来，坦克发动机的性能有了很大提高，主要标志是功率和单位体积功率有较大幅度增长。提高轼率主要靠增加平均有效压力，而具体措施从50年代到60年代是利用涡轮增压；60年代到70年代是利用中冷技术；70年代开始研制的新发动机则更多地采用了电子控制、超高增压、低散热等新技术。

高平均有效压力的高性能坦克发动机的研制成功和发展是各国根据本国特点确定的发展发动机的技术对策和采用各种技术措施的结果。

这些技术对策可以归纳为：在发展方针上，改进老发动机和研制新发动机并举，而以研制新发动机为主；在机型上，发展新型发动机和柴油机并举，而以发展柴油机为主；在技术上，采用常规技术和新技术并举，而以采用新技术为主。

所采用的技术措施可以归纳为：

1.燃烧系统改进

现研制中的坦克发动机已无例外地都采用直接喷射式燃烧系统，而且大多数是无涡流直喷式燃烧系统，这是当今军民用车用柴油机的主要发展趋势。但为了克服其最高爆发压力大、工作粗暴、噪声大等缺点，需采用高压高喷油率的供油系统或螺旋气道进气系统，通过提高燃料雾化质量来改善油气混合，改进燃烧过程。美国倾向于发展高压高喷油率的无涡流直喷式燃烧系统，欧洲则发展有涡流直喷式燃烧系统。

2.冷却系统改进

冷却系统约占车辆动力舱容积21.5%，是战车上最易损坏的一个系统，现已经成为现代坦克设计中的关键问题。因此各国都重视冷却系统的改进。如豹2冷却系统采用环形散热器，具有结构紧凑重量轻的特点，系统总体积(0.926m3)较豹1的减小50%，而发动机功率却增加了80%。挑战者坦克采用混流式风扇，效率高、噪声小，在发动机标定工况下，风扇消耗功率只占总功率8%。T-72较T-62坦克功率增加了34%，但水散热器和机油散热器体积基本未变，主要采用了高温冷却。

3.涡轮增压中冷技术进一步提高

一方面提高涡轮增压器总效率和增压比，并广泛采用和改进中冷器，另一方面70年代中期以后又竞相发展了述新技术以克服涡轮增压发动机加速性差和低速扭矩性能差的两个主要缺点，并相应改进燃油经济性和排放特性。

(1)可变截面涡轮增压器(VAT)通过控制系统使涡轮喷嘴环和(或)压气机扩压器截面随发动机转速、增压压力等参数自动变化。美国陆军在1976年对AVCR-1360-2柴油机提出VAT研制规划，已取得良好结果。现在研制中的MT880系列和XAV-28柴油机均采用了可变截面涡轮增压器。

(2)顺序增压系统 该系统的作用是将多缸发动机的2个或2个以上的涡轮增压器按发动机转速的变化，通过涡轮进口处控制阀的动作使增压器顺序进入工作。如转速降低，参加工作的增压器数减少，有限的排气只供应较少的增压器，压气机就能在高效率区工作，从而使发动机在宽广的工作范围内有良好的加速性和油耗性能。

(3)超高增压系统 70年代初法国宣布的超高增压系统最突出的优点是在发动机机械负荷和热负荷基本不变的条件下大幅度提高功率。其次就是通过旁通补燃作用提高发动机低速扭矩性和加速性。当前各国对此技术褒贬不一，但它毕竟是已经确定应用在法国UDV8X1500坦克发动机上的一种新技术。

4.广泛开展低散热技术研究

该项技术的应用研究始于1976年美国陆军坦克机动车辆局与康明斯(Cummins)公司联合研制的军用绝热涡轮复合发动机。正在发展中的低散热发动机是采用陶瓷材料制造或用陶瓷涂层涂敷受热零件等多种隔热措施以减少热量散失，南昌市发动机的热效率，绝热度可达50～60%。

实验与模拟研究指出，非增压发动机采取隔热措施得益甚微。为此，需采取措施回收排气能量。美国已研究了朗肯、布雷顿等末端循环和涡轮复合增压等排气能量回收技术。其中涡轮复合增压最适合战车发动机应用。

低散热发动机中缸套和活塞环间的高温摩擦引起的润滑问题比陶瓷部件的可靠性问题更为严峻。

低散热发动机涉及的3个关键技术是隔热技术、排气能量回收技术和高温摩擦磨损技术。隔热技术除了有关活塞、缸套、缸盖等零件结构设计外，主要与高温陶瓷材料和陶瓷涂层技术有关。现在许多国家都在致力于低散热发动机的研究。

5.寻求最适合的高温陶瓷材料

几乎全部热机效率的提高皆取决于高温陶瓷或合金材料的发展。低散热发动机对陶瓷材料的性能要求是高强度、高断袭韧性、高抗热振性、高耐磨性、高耐蚀性、低导热性以及与铸铁或钢近似的热膨胀性。当前，氮化硅、碳化硅、用氧化镁化钇作稳定剂的部分稳定氧化锆等陶瓷在发动机上已有不少应用结果，但还存在性能、工艺和质量质量方面的问题。

6.开展摩擦磨损技术的研究

近年来，摩擦学(Tribology)已上升为一种热门的边缘学科，它对于摩察副众多的往复式发动机尤为重要。

为发展低散热发动机，1985年美国陆军坦克机动车辆局提出“先进的高温柴油机摩控系统和高温气缸内部件研制规划”，研究陆军下一代柴油机的高温润滑剂、耐磨材料、隔热技术等。其中摩擦系统系指润滑剂及其供给系统和缸套、活塞环等有关摩擦副。现在在研究一种有关气缸壁润滑的称为“三重摩察防线”的润滑方案，根据润滑油在气缸内所处的最高温度，相应采用新的合成液体润滑剂、固体润滑剂或自润滑材料，还研究了气体润滑。

7.大力发展电子控制技术

有人认为柴油机不用电子控制将意味着技术发展的停滞。从发展看，发动机电控系统将与车辆自动传动、驾驶员信息显示、故障诊断等组成整体。现在发展的电子控制喷油装置能精确控制喷油定时、喷油量和喷射压力，其优点是快速而精确的反应，能补偿燃料质量和粘度的影响，有精确而复杂的定时方案，可用海拔高度和增压压力调整最大供油量，具有自诊断和设备诊断功能。电控系统使发动机在全部工况下保持最佳喷油定时和喷油量，得到最佳空气燃油比以保证良好的燃烧过程。

发展趋势 纵观坦克发动机的发展过程，根据已经和将采用的技术措施，坦克发动机的发展趋势为：

(1)在机型上，柴油机继续是坦克的主要动力。由于上述各种上传统技术和新技术，特别是电子控制技术的发展和应用，柴油机仍处于迅速发展时期。本世纪末的柴油机，从性能上来描述，将是高单位体积功率、高燃油经济性、高扭矩储备、高加速性的轻巧、宁静、排气洁净的发动机，兼具奥托循环和狄塞尔循环的优点；从结构类型上来描述，则是一种具有低压缩比高增压比的4冲程水冷直喷式涡轮增压中冷发动机，这是主流。在军用上采用整体陶瓷或陶瓷涂层零件的低散热涡轮复合柴油机会有突破，超高增压柴油机可能进入坦克动力行列，而采用电子控制等新技术的4冲程涡轮增压中冷柴油机仍外主要地位。

燃气轮机是一种连续燃烧的旋转式热机。作为车用动力，它固有的优点是扭矩特性好、可简化传动装置、有良好的加速性和越野性、摩察副少、起动性好、机油消耗高低、冷却消耗功少、具有多咱燃料性能、排污少且轻声无烟。但固有的主要缺点是燃油消耗率高。随着陶瓷材料的发展，可逐步采用陶瓷涡轮叶片提高涡轮进口温度、采用可变截面涡轮喷嘴、研究高效率回热器，燃气轮机燃油经济性将继续提高。此外，随着今后坦克火炮和火控系统的发展，坦克有可能要求轼率更大的发动机，到那时候，燃气轮机的优越性也将更为明显，总发展，坦克有可能要求轼率更大的发动机，到那时候，燃气轮机的优越性也将更为明显，总之，燃气轮机确是一种良好的也是有发展潜力的坦克动力，它正在逐步增长与柴油机的抗衡力量。

转子发动机具有零部件少、结构紧凑(特别是高度低)、单位体积功率大、比重量小、便于系列化和军民通过用固有优点，但也有油耗高、密封件易于磨损的缺点，而且作为大功率军用动力的可靠性还没有受到实践考验，所以这顷军事上的应用，也许从功率较低的装甲车辆开始。

(2)在设计方法上，应用整体化设计。传统的设计方法是以发动机为一个部件按要求进行单独设计，这不利于车辆的总体设计和整体性能，因为片面追求发动机自身的性能而不考虑它与传动装置、冷却系统等在尺寸、性能上的协调匹配只会徒然增加发动机的设计观度。联邦德国70年代设计MB873ka-500发动机时就把发动机、传动装置、冷却系统作为整体进行设计，从而使动力装置具有结构紧凑和装拆方便的优点。美国于80年代初开始的AIPS规划也采用整体化设计方法，整体化设计无论从设计、制造、使用和保证车辆整体性能任何一方面来讲都是一种有效的设计方法。

(3)在研制方式上，国际联合研制已露端倪。从70年代开始，新一代发动机的研制已显示了国际合作的迹象。美国康明斯公司在研制绝热涡轮复合发动机时，试验了许多陶瓷材料，其中采用的部分稳定氧化锆是澳大利亚科学与工业研究机构的成果。在低散热发动机发展过程中，陶瓷制造商和发动机制造商之间的国际范围内的技术合作有增长趋势；在一个国家内，工业企业、科研机构、高等院校间的横向合作也很普遍。美国AIPS规划中的LV100燃气轮机推进系统，其中动力涡轮由联邦德国MTU慕尼黑公司研制，这又是一个国际合作研制的例子。今天，新一代发动机的研究与发展，必然会涉及各种新材料、新结构、新技术或新概念，而它们的研究成果不可能囿于一国范围内，所以随着国际科技交流的增进，这种跨国合作研制的趋势将会不断发展并加强。

法国索丰8Gxb柴油机

法国HS115柴油机

法国E9柴油机

法国HS110发动机

法国6F11系列柴油机

法国UDV8X1500超高增压柴油机

联邦德国B/FL413F和B/FL513系列柴油机

联邦德国梅塞德斯-奔驰300系列和400系列柴油机

联邦德国TBD234V12柴油机

联邦德国MB837系列发动机

联邦德国MB870系列发动机

联邦德国MT880系列发动机

美国DDA 71系列柴油机

美国DDA 53系列柴油机

美国DDA 92系列柴油机

美国DDA V8-8.2L节油柴油机

美国VTA-903T柴油机

美国GT601车用燃气轮机

美国AVDS-1790发动机

美国AVCR-1360-2柴油机

美国AGT-1500坦克燃气轮机

美国SCORE转子发动机

美国下一代战车推进系统（规划）

日本12HM21WT发动机

日本ZF系列发动机

日本ZG系列柴油机

瑞典S坦克组合动力装置

苏联УΤД-20柴油机

苏联B2柴油机

意大利MTCA系列柴油机

英国J60汽油机

英国T6.3544柴油机

英国TV8.540柴油机

英国TV8.640柴油机

英国L60发动机

英国K系列发动机

英国CV系列柴油机

中国B/FL413F和B/FL513系列柴油机

中国6V150柴油机

中国12150L系列柴油机

国别

法国  

名称

索丰8Gxb汽油机

SOFAM 8Gxb Gasoline Engine  

研制单位

雷诺车辆工业公司

Renault Vehicules Industriels,FR  

生产单位

雷诺车辆工业公司

Renault Vehicules Industriels,FR  

装备情况

法国AMX-13轻型坦克、AMX-13装甲抢救车、AMX-13架桥车等AMX-13轻型坦克车族的全部车辆  

概述

该汽油机由法国雷诺 车辆工业公司研制生产，主要用于装备法国陆军的AMX-13轻型坦克车族。

该汽油机的8个汽缸水平对置布置，采用轻合金缸体、缸盖和湿式气缸套，供油系统采用了2个泽尼兹(Zenith)汽化器

性能数据

型号索丰8Gxb汽油机

类型

冲程4

缸数及排列8缸水平对置

冷却方式水冷

燃料种类汽油

缸径/行程112mm/105mm

总排量8.27L

压缩比6.53

标定功率201kW(273马力)

标定转速3200r/min

最大扭矩628N·m

最大扭矩转速2500r/min

平均有效压力0.451MPa(4.6kgf/cm2)

活塞平均速度11.2m/s

升功率24.3kW(33.0马力)/L

外形尺寸：长×宽×高1390×990×650(mm)

单位体积功率225kW(305马力)/m3

重量*300kg

比重量1.49kg/kW(1.10kg/马力)

*当装备AMX-13轻型坦克时，重量为510kg。  

法国HS115柴油机

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国别

法国  

名称

HS115柴油机

HS115 Diesel  

研制单位

伊斯帕诺-絮扎公司

Hispano-Suiza,FR  

生产单位

雷诺车辆工业公司

Renault Vehicules Industriels,FR  

现状

生产  

装备情况

法国AMX-10P车族、法国AMX-10RC(6×6)轮式装甲侦察车、南斯拉夫M980步兵战车(HS115-2)  

概述

该柴油机由法国伊斯帕诺-絮扎公司研制，雷诺车辆工业公司购买生产许可证进行生产。到1981年，已经生产了2200台。

该柴油机气缸V型90°布置，缸体和缸盖均为轻合金材料，采用湿式气缸套。

1983年雷诺车辆工业公司对该机进行了改进，采用了直接喷射式燃烧室和废气涡轮增压中冷技术。试验表明，改进后，输出功率达269kW(366马力)，称为HS115-2。

法国现生产的AMX-10RC(6×6)轮式侦察车所使用的HS115柴油机将要由博杜安(Baudouin)公司的6F11SRX柴油机取代。

性能数据

型号HS115柴油机

类型

冲程4

缸数及排列8V90°

冷却方式水冷

燃烧室型式直接喷射式(改进后)

燃烧种类柴油

增压方式废气涡轮增压

有无中冷有(改进后)

缸径/行程110mm/108mm

总排量8.21L

标定功率194kW(263马力)

标定转速3000r/min

最大扭矩659N·m

最大扭矩转速2200r/min

平均有效压力0.466MPa(4.75kgf/cm2)

活塞平均速度10.8m/s

升功率23.63kW(32.1马力)/L

外形尺寸：长×宽×高1110×760×970(mm)

单位体积功率237kW(322马力)/m3

重量(干重)625kg

比重量3.22kg/kW(2.37kg/马力)  

法国E9柴油机

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国别

法国  

名称

E9柴油机

E9 Diesel Engine  

研制单位

雷诺车辆工业公司

Renault Vehicules Industriels,FR

美国麦克公司

Mack,US  

生产单位

雷诺车辆工业公司

Renault Vehicules Industriels,FR  

装备情况

雷诺TRM700-100(6×6)牵引车  

概述

该柴油机是法国雷诺车辆工业公司和美国麦克公司联合研制的新型军用动力装置，由雷诺车辆工业公司生产，1987年对外公开。E9柴油机为8V90°直喷式，缸体和缸盖为铸铁材料，每缸4气门，喷油泵带全程调速器。该机采用了带机油回收系统的干式油底壳，因而当车辆爬60%纵向坡度或40%侧倾坡度时仍能正常工作。辅助系统中包括1个10kW的发电机和100kW的液压风扇马达，所需动力来自功率分出装置。每排气缸采用2个废气涡轮增压器来实现二级高增压，进气系统带水空中冷器。该机结构紧凑，具有较高的比重量和单位体积功率，能够在极低的环境温度下顺利起动。

E9柴油机的功率覆盖范围为368～736kW(500～1000马力)，其中515kW(700马力)柴油机用作雷诺TRM700-100(6×6)牵引车动力，552、662和736kW(750、900和1000马力)的柴油机可用作装甲车辆的主机。

性能数据

型号E9型柴油机

类型

冲程4

缸数及排列8V90°

冷却方式水冷

燃烧室型式直喷式

燃料种类柴油

增压方式涡轮增压

有无中冷水空中冷器

缸径/行程136.5mm/139.7(mm)

压缩比17

总排量16.4L

标定功率515kW(700马力)

标定转速2500r/min

最大扭矩2300N·m(235kgf·m)

最大扭矩转速1800r/min

平均有效压力0.753MPa(7.68kgf/cm2)

活塞平均速度11.64m/s

升功率31.4kW(42.7马力)/L

重量(干重)1520kg

比重量2.95kg/kW(2.17kg/马力)  

法国HS110发动机

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国别

法国  

名称

HS110发动机

HS110 Engine  

研制单位

伊斯帕诺-絮扎公司

Hispano-Suiza,FR  

生产单位

雷诺车辆工业公司

Renault Vehicules Industriels,FR  

现状

生产  

装备情况

法国AMX-30主战坦克、AMX-30D装甲抢救车、AMX-30装甲架桥车、西班牙AMX-30主战坦克，HS110-2S装备法国AMX-32主战坦克  

概述

该发动机由伊斯帕诺-絮扎公司研制，雷诺车辆工业公司进行许可证生产，主要用于法国1961年开始生产、1965年开始装备的AMX-30主战坦克。该机也在西班牙进行生产，用于装备西班牙的AMX-30主战坦克。

现在生产的是HS110-2型，输出功率为537kW(730马力)/2400r/min。最新研制的HS110-2S型采用了废气涡轮增压中冷技术，输出功率达到551kW(751马力)，用于装备AMX-32主战坦克。截止到1987年，HS110型发动机已生产了约4000台。

HS110型发动机气缸水平对置，缸体和缸盖均为轻合金材料，采用湿式气缸套。增压系统使用了2台荷塞特(Holset)废气涡轮增压器。该机可燃用煤油、柴油或汽油等多种燃料。喷油泵为直列式柱塞泵，当改换燃料时，只要将控制喷油泵供油量的旋钮旋转，就可调节供油量。

该发动机采用燃烧室盖可拆卸的球形涡流室式燃烧室，由喷油器将燃油直接喷到燃烧室盖的表面形成油膜，立即蒸发产生燃油蒸汽，与空气混合形成混合气而燃烧。由于不同的燃料蒸发温度不同，所以更换燃料时，同时更换与其对应的不同材料的燃烧室盖，便可获得良好的混合气。

该发动机在高达60℃的环境温度下仍能正常工作，冷却风扇通过1个电磁联轴节驱动，风扇的转速可随冷却水的温度高低而变化，从而改善发动机的燃油经济性。

性能数据

型号HS110-2

类型

冲程4

缸数及排列12缸水平对置

冷却方式水冷

燃烧室型式球形涡流室式

燃料种类汽油、煤油或柴油等多种燃料

增压方式废气涡轮增压

有无中冷有(改进后的HS110-2S型)

缸径/行程145mm/145mm

总排量28.73L

压缩比21

标定功率537kW(730马力)

标定转速2400r/min

最大扭矩2079N·m

最大扭矩转速1600r/min

平均有效压力0.850MPa(8.67kgf/cm2)

活塞平均速度12.56m/s

升功率18.7kW(25.4马力)/L

最低燃油消耗率234g/kW·h(172g/马力·h)

外型尺寸：长×宽×高1553×1250×840(mm)

单位体积功率333.1kW(453马力)/m3

重量*1426kg

比重量2.66kg/kW(1.96kg/马力)

*装备AMX-30主战坦克时，重量为1726kg。  

法国6F11系列柴油机

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国别

法国  

名称

博杜安6F11系列柴油机

Baudouin 6F11 Series diesel Engine  

研制单位

博杜安发动机公司

Moteurs Baudouin,FR  

生产单位

博杜安发动机公司

Moteurs Baudouin,FR  

现状

试验  

装备情况

AMX-10P装甲人员输送车，法国AMX-10RC装甲侦察车、AMXVCI履带式步兵战车  

概述

该系列柴油机原是博杜发动机公司为民用而研制的，后来6F11SRX柴油机选作出口印度尼西亚的AMX-10P装甲人员输送车和AMX-10P AC90型90mm火力支援车的动力；6F11SRY柴油机选作法国AMX-13轻型坦克的改装动力，现已进行试验。1983年法国陆军宣布，未来的AMX-10RC(6×6)轮式装甲侦察车的全部生产型车都要改装6F11SRX柴油机。原来装备伊斯帕诺-絮扎(Hispano-Suiza)公司的HS115-2型柴油机的AMX-10RC侦察车也将更换为6F11SRX柴油机。与HS115-2型相比，6F11SRX柴油机的功率有所提高，油耗率降低了约20%，排气污染也有所减少。

该系列柴油机的结构布置基本相同，气缸V型90°排列，一缸一盖，缸体和缸盖均采用铸铁材料，湿式气缸套，油冷活塞，配有2套起动设备(电起动和液压起动)。

该系列共有6R11SRX、6F11SRY、6F11ST、6F11S和6F11SR5个产品。6F11ST用作汤姆逊通用无线电(Thomson-CSF)公司响尾蛇(Crotale)防空导弹发射车的动力；6F11S的输出功率为176kW(240马力)/3000r/min；6F11SR的输出功率为225kW(306马力)/3000r/min。

该系列还发展了6F12SRX、12F120SR、12F11SR和12F11S变型产品。12F11SR的输出功率达294kW(400马力)/3000r/min。

性能数据

型号6F11SRX6F11SRY6F11ST6F12SRX12F120SR

类型

冲程44444

缸数及排列6V90°6V90°6V90°6V90°12V90°

冷却方式水冷水冷水冷水冷水冷

燃烧室型式直喷式直喷式直喷式直喷式直喷式

缸径115mm115mm115mm120mm120mm

行程105mm105mm105mm105mm100mm

总排量6.54L6.54L6.54L7.12L14.9L

标定功率221kW206kW150kW265kW665kW

标定转速3000r/min3200r/min3400r/min3000r/min3300r/min

平均有效压力0.665MPa0.581MPa0.398MPa0.733MPa0.799MPa

活塞平均速度10.5m/s11.2m/s11.9m/s10.5m/s11.6m/s

升功率33.8kW/L31.5kW/L22.9kW/L37.2kW/L44.6kW/L

外形尺寸：

长1044mm1100mm1252mm1044mm1500mm

宽806mm900mm800mm806mm830mm

高945mm820mm1111mm945mm1200mm

重量680kg700kg730kg700kg1250kg

比重量3.08kg/kW3.4kg/kW4.87kg/kW2.64kg/kW1.88kg/kW  

法国UDV8X1500超高增压柴油机

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国别

法国  

名称

UDV8X1500超高增压柴油机

UDV8X1500 Hyperbar Diesel Engine  

研制单位

絮热机械制造公司

Societe Surgerienne de Constructions Mecaniques (SSCM),FR  

生产单位

絮热机械制造公司

Societe Surgerienne de Constructions Mecaniques (SSCM),FR  

现状

完成研制  

装备情况

勒克莱尔主战坦克  

概述

该柴油机现已作为法国新一代主战坦克勒克莱尔(Leclerc)的动力，按计划于1987年完成30台发动机台架性能试验、耐久性试验和装车试验。已有15台装在勒克莱尔坦克上进行装车试验，预计1992年开始装备部队。

V8X1500超高增压柴油机在520V8S3基础上扩大了缸径、行程，并采用了新的涡轮增压器，在保持原外形尺寸不变的条件下，平均有效压力增加为3.22MPa，比重量降低为1.54kg/kW，单位体积功率增压689kW/m3。

超高增压柴油机是一种高增压比、低压缩比、采用旁通补燃系统的非常规的涡轮增压柴油机，其压比可高至4～9，而压缩比可低为6～10。超高增压柴油机的基本特征是涡轮增压器与柴油机并联连接，旁通补燃系统亦并联其中。从压气机出来的空气并不全部进入柴油机，其中一部分通过旁通和补燃形成燃气进入涡轮，这样就使涡轮增压器不受柴油机工况影响而保持在高效率区工作，增压压力可大大高于常规涡轮增压器。由于涡轮增压器可独立于柴油机工作，所以不仅能解决常规涡轮增压柴油机增压压力超过0.35MPa时低压缩比起动问题，而且也能改善其扭矩性能和加速性问题。作为柴油机和燃气轮特殊组合的超高增压发动机的优点是：大幅度提高功率，在不增加常规涡轮增压柴油机热负荷和机械负荷条件下，功率可提高2～5倍，因而有高的平均有效压力；良好的扭矩特性和加速性，520V8S3的扭矩储备系数为1.19,V8X1500的加速时间(从惰转到全功率)为5s；降低排气污染，减少CO排放，降低烟度。其缺点是：惰转时燃油消耗率高；结构复杂，不便于维修；寿命周期成本高。

结构特点

该柴油机于1981年6月开始单缸试验，现已完成研制，其结构特点除超高增压系统外，柴油机部分与520系列发动机基本相同。

1.总体布置

气缸排夹角为V型90°。涡轮增压器布置在发动机自由端上方。补燃室、旁通阀以及凸轮轴、喷油泵等皆置于V型夹角内。旁通箱紧固在涡轮增压器上。

520系列发动机缸心距较大，L=200mm。UD18系列和X系列的缸心距与缸径之比L/D分别为1.48和1.41。

采用短行程。520V8S3的S/D为122/135=0.904，V8X1500的S/D为130/142=0.915。短行程有利于发动机提高转速和降低高度。

2.箱体等固定件

采用铸铁曲轴箱体。气缸盖非整体式，采用一缸一盖，每1气缸有1进气门、1排气门的双气门结构。缸套系湿式缸套。

3.曲柄连杆机构

锻钢曲轴主轴颈较粗，双采用了短行程结构，所以主轴颈和连杆轴颈有较大重叠度，曲轴刚度较大。

铝合金活塞上的4个活塞环全部在活塞销之上。活塞顶部的直接喷射式燃烧室形状宽而浅，这种结构有利于热应力均匀分布。活塞底部由循环机油(由1个单独的油泵供油)通过喷嘴进喷油冷却。

采用并列连杆。锻钢制造的连直重量较轻。

4.超高增压系统

V8X1500超高增压柴油机应用的涡轮增压器型号为TM307B型。该增压器由一级离心式压气机和二级轴流式涡轮组成。具有独立的润滑系统，有1个燃油泵(向补燃室供应燃油)和1个24V 9kW的起动电机。TM307B的空气流量为3.27kg/s，增压压力为0.795MPa，转速为41500r/min，还可以独立于主发动机进行工作以提供辅助率或作为寒冷气候条件下的辅助起动装置。

型号演变和系列化

SSCM公司在普瓦约520系列民用发动机基础上采用非增压、涡轮增压、涡轮增压中冷、超高增压等各种增压方式，并适当扩大缸径和行程，已经发展形成UD18系列(以前称520系列，缸径135mm，行程122mm，单缸排量1.746L)和X系列(缸径142mm，行程130mm，单缸排量2.06L)。这两种系列均有2300r/min和2500r/min两种标定转速。一般来讲，民用机型采用2300/min低转速，军用机型采用2500r/min高转速。UD18系列包括4缸、6缸(有直列式和斜卧式两种)、V型8缸和V型12缸(夹角均为90°)共6种机型，它们是UD18L4T5、UD18H4T5(军用)、UD18L6T5、UDV12X1100(军用)、UD20V12T7、UDV8X1500(军用)发动机。

对于X系列，公司正在计划发展6缸和8缸的常规涡轮增压机型。12缸涡轮增压机型已用于AMX-40主战坦克。还可能将超高增压系统用于4缸和6缸机。这样就可以一个系列发动机满足全部装甲支援车辆和战斗车辆的功率要求。

在进行系列化发展时，考虑了零部件的通用化和系列化。可通用的零部件有活塞、连杆、缸盖、气门等。此外，直列4缸与V型8缸机、直列6缸与V型12缸机的涡轮增压器也是通用的。

UDV8X1500超高增压柴油机是从520V8S3超高增压柴油机演变而来的，由于在前后阶段用了不同的涡轮增压器，因而也形成了功率不同的两种机型。下面列表说明这3种机型由于结构上的差别导致的不同性能参数。

520B5S3(第一阶段)、520V8S3(第二阶段)和UDV8×1500超高增压柴油机不同的主要性能参数

型号520V8S3第一阶段520V8S3第二阶段UDV8X1500

缸径/行程135mm/122mm135mm/122mm142mm/130mm

总排量13.96L13.96L16.47L

压缩比9.27.87.8

增压器型号TCS16TM307ATM307B

压比587

标定功率588kW882kW1103kW

标定转速2500r/min2500r/min2500r/min

最大扭矩3724N·m4580N·m

最大扭矩转速1700r/min2000r/min

平均有效压力2.03MPa3.02MPa3.22MPa

活塞平均速度10.27m/s10.27m/s10.8m/s

升功率42.1kW/L63.3kW/L66.9kW/l

加速时间(惰转至全功率)10s5s5s

燃油消耗率(标定)＜238g/kW·h235.3g/kW·h231g/kW·h

(最低)224.4g/kW·h228.5g/kW·h225g/kW·h

外形尺寸

长1518mm1375mm

宽1285mm1462mm

高1070mm905mm

单位体积功率282kW/m3422kW/m3689kW/m3

重量1350kg1700kg

比重量2.3kg/kW1.53kg/kW1.54kg/kW

性能数据

型号UD18H4T5UD18H6T5UD18V8T5UD18V12TEUDV8X730UDV12X1100UDV8X1500

(5204LCS25)(5206LCS25)(520V8S25)(5202V12S25)

类型

冲程4444444

缸数及排列直列4缸直列6缸8V90°12V90°8V90°12V90°8V90°

冷却方式水冷水冷水冷水冷水冷水冷水冷

燃烧室型式直接喷射式直接喷射式直接喷射式直接喷射式直接喷射直接喷射式直接喷射式

燃料种类柴油柴油柴油柴油柴油柴油柴油

增压方式涡轮增压涡轮增压涡轮增压涡轮增压涡轮增压涡轮增压超高增压

有无中冷有有有有有有有

缸径135mm135mm135mm135mm142mm142mm142mm

行程122mm122mm122mm122mm130mm130mm130mm

总排量6.98L10.47L13.96L20.95L16.47L24.7L16.47L

压缩比7.8

标定功率191kW313kW420kW626kW493kW810kW1103kW

标定转速2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min

最大扭矩4580N·m

最大扭矩转速2000r/min

平均有效压力3.22MPa

活塞平均速度10.83m/s

升功率66.9kW/L

燃油消耗率(标定)231g/kW·h

(最低)225g/kW·h

外形尺寸

长1024mm*1810mm*1353mm*1994mm*1270mm**1670mm**1375mm**

宽1040mm*1250mm*1111mm*1111mm*1111mm*1110mm**1462mm**

高955mm*1030mm*1088mm**1142mm**995mm**1235mm**905mm**

单位体积功率689kW/m3

重量1700kg

比重量1.54kg/kW

应用AMX-13轻型БМП-1M4谢尔曼轻T-54、T-55AMX-40坦克勒克莱尔坦克

坦克步兵战车型坦克T-62

M36(40mm)坦克

防空炮牵引车M41轻型坦克

注：1.型号栏括号内是以前沿用的型号，以前型号的标识意义是：有NS后缀—非增压；有S1后缀—增压；有S2后缀—增压中冷；有S25后缀—增压中冷，油冷活塞；有S3后缀-超高增压。

2.外形尺寸栏： *整套装置尺寸； **发动机尺寸。  

联邦德国B/FL413F和B/FL513系列柴油机

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国别

联邦德国  

名称

B/FL413F和B/FL513系列柴油机

B/FL413F,B/FL513 Series Diesel Engines  

研制单位

克罗克纳—霍姆伯特—道铱茨股份有限公司

Kloeckner-Humboldt-Deutz (KHD)AG,DE  

生产单位

克罗克纳—霍姆伯特—道铱茨股份有限公司

Kloeckner-Humboldt-Deutz (KHD)AG,DE  

现状

生产  

装备情况

福恩·克洛斯(6×6)牵引卡车、美国44型轮式装甲人员输送车等  

概述

道依茨公司于1962年开始进行FL413系列柴油机的整机研制工作，1968年定型，小批量投产，1970年正式生产。FL413系列主要用于农用拖拉机、载重汽车、建筑机械和军用车辆。该系列中8、10、12缸增压中冷(可用多种燃料)垂直风扇风冷柴油机是专为军用越野汽车、装甲车辆和水陆侦察坦克设计研制的发动机。1971年联邦德国陆军和北大西洋公约组织对该机进行了400h考核试验和车辆试验，决定采用试系列柴油机作为轻型军用车辆动力。

1969年道依茨公司在FL413系列的基础上开始研制FL413F系列风冷柴油机，该系列于1974年正式投产。在研制成V6、8、10、12缸非增压、涡轮增压和增压中冷、低污染机型后，随后又发展了该系列的直列机型(FL413FR)。

70年代中期，KHD公司在B/FL413F系列的技术基础上又开始发展一个新的风冷柴油机系列——B/FL513系列。

风冷发动机具有以下优点：整个动力装置的体积和重量(包括冷却设备)比水冷发动机较小；适用的地区和气候条件较广；与水冷发动机相比，冷却系统的故障少，使用方便，维护保养量少，容易实现系列化，备件准备方便；气缸平均温度高，热损失小，热效率较高，惰转和冷超动性能较好；由于起动后升温快，气缸磨损小。但是风冷发动机存在以下缺点：由于没有水套，工作噪声大：零件热负荷高，充气系数较低，平均指示压力低，升功率较低；技术复杂，制造工艺要求高，成本高；缸心距较大，发动机长度尺寸较大，曲轴的刚性比较差。

KHD公司风冷柴油机系列所用机型代号的含义为：

结构特点

B/FL413系列是4冲程风冷直接喷射式柴油机，缸径为120mm、行程为125mm(V型机)和130mm(直列机型)，进气方式有非增压(直列4缸、5缸、6缸，V型6缸、8缸、10缸、12缸)、涡轮增压(V型6缸、8缸、10缸、12缸)和增压中冷(V型8缸、10缸、12缸)3种。

B/FL413系列的结构特点如下：

1.总体布置

该系列V型6、8、10、12缸各种机型、气缸夹角均选择90°，这种布置不但有利平平衡，也有助于结构紧凑，可以将风扇置于两排气缸之间而不增加发动机的总高度。

两个增压器布置在飞轮上方，中冷器布置在两排气缸上方。喷油泵倾斜放置在夹角之间。进排气管在V型夹角外侧，处于冷却风道的背风面。喷油器布置在夹角内侧，处于迎风面。冷却风扇布置在发动机的前端V型夹角之间，采用压风冷却。作为特殊用途的BF8L413和BF10L413发动机可改为顶置风扇，采用吸风冷却。齿轮传动在飞轮端，皮带轮传动在发动机前端。机油散热器在发动机前端左右各1个。

2.曲轴箱

通过设计，使油底壳附近的横截面的面积最小，让发动机可以放置在卡车底盘两个平行的梁架之间，以简化梁架并使前轮转向角增大，可减小车辆转向半径。

为使油底壳宽度较窄，主轴承盖的设计极为重要，它装有两个横向螺栓，除了定位轴承盖外，主要为了提高曲轴箱的弯曲和扭转刚度，特别是后者。

3.齿轮传动系

采用圆柱斜齿轮传动。传动系装在飞轮端，驱动凸轮轴、喷油泵、冷却风扇等。根据需可以附加驱动液压泵、气压泵的齿轮。

改变喷油泵驱动齿轮与风扇传动轴上齿轮的齿数，用来变换风扇的速度以改变所需要的冷却空气量。喷油提前装置安装在可更换的风扇传动齿轮上。

机油泵由曲轴尾端驱动，备有驱动抽油泵和供油泵的设施，配上合适的油底壳，发动机可在前倾、后倾及侧倾45°的条件下正常运转。

齿轮的热处理系采用软氮化或高频淬火工艺。

4.曲轴

为了减小应力集中，在飞轮端的曲柄颊比其他曲柄颊加厚约15%。每个曲柄颊均有配重。

轴颈采用感应淬火处理，硬度为HRC 58。圆根部分采用滚压强化以增加抗疲劳能力。

5.连杆

采用并列连杆。连杆大头对角切开，除了便于连杆从气缸中抽出来之外，而且使连杆大头外廓沿绕曲轴中心回转扫过的面积最小，从而有利于曲轴箱设计。

大头盖与连杆结合处采用舌-槽式结合定位，可减小连杆螺栓直径。

为了改善瓦片的磨损，将连杆轴瓦结合面移至与连杆中心线成直角的方向(此处是油膜较厚的部位)。经验表明，这样布置可减少连杆瓦片的磨损。

连杆表面均经喷丸强化处理。

6.活塞

活塞销孔以上布置4个活塞环，第一环为梯形环；第二、三环为矩形环(外圆柱面上有3′锥度)；第四环为组合油环。

活塞采用喷油冷却来降低热负荷。采用这种方法使第一环环槽温度降低了20℃。增压发动机活塞的第一环槽附近铸有环形冷却油道，使第一环环槽温度下降了50℃，从而使增压后环槽温度与非增压相同。

在活塞裙部内镶有两条半圆形钢带，以减少活塞的热膨胀，从而可减小活塞与缸体的配合间隙(为0.5mm)。

活塞的第一环环槽镶有钢圈，以减小环槽变形，改善第一环的工作条件。

7.气缸盖与气缸体

缸体上部有5排整圆形散热片，显著改善了缸体的刚性。5排以下的为交错间断的散热片，其目的是增加冷却空气的紊流，提高散热效率。

缸壁在上部和下部加厚，可以减小由于缸内气体压力和缸体螺栓作用力而引起的变形。加厚缸体上部厚度不仅是为了增加刚性，也有利于散热。

在气缸底部与曲轴箱之间装有钢垫片，用来精确调整气缸余隙容积，这对直接喷射式发动机特别重要。活塞顶隙为1.2±0.1mm。

由于控制缸盖鼻梁区的温度与提高发动机功率有直接关系，KHD公司在发展风冷柴油机过程中，采取了包括加大鼻梁区上部的通道，并在通道内布置垂直的散热片以加强冷却；在风扇保证供应57.1～61.2m3/kW·h(42～45m3/马力·h)的冷却空气量的前提下，使缸盖得到较多风量；在缸盖鼻梁区内铸入一个伞形钢圈用以消除及平衡热应力等措施，使温度控制在280°～290℃范围内。

缸盖由特种耐高温的铝合金的制成，对缸盖的螺旋气道形状和光洁度有严格要求。

缸盖由特种耐高温的铝合金的制成，对缸盖的螺旋气道形状和光洁度有严格要求。

8.配气机构

配气机构的设计允许发动机在超速10%条件下仍可确保安全运转。

为了保证阀门座处于良好的密封及防止排气阀座出现麻点，装有阀门旋转机构。

进气门用合金钢制造，经过热处理，顶部与座圈部位经过淬火。排气门用奥氏体钢制造，经过热处理，顶端表面有硬合金镀层，导杆部分有镀铬层。

9.风扇的驱动

风扇由液力偶合器驱动，传动介质利用发动机润滑系的机油。风扇转速为5000～5500r/min。为了获得均匀的温度级，并减少部分负荷时风扇消耗的功率，风扇是变速驱动的。调节液力偶合器油量的节流阀是藉双金属片感受器通过废气温度进行控制。油的流量变化改变液力偶合的滑差程度，滑差也在较小程度上受进油速度的影响。发动机热负荷加大、废气温度升高，节流阀就开大，则风扇转速提高、风量加大，从而加强冷却。反之亦然。

风扇驱动轴上装有1个橡胶圆柱联轴器，联轴器的工作特性可保证即使在低扭短时也有1个适当的扭转角，使发动机在低速运转时风扇也可在冷却临界转速以上运转。

风扇液力偶合器还具有使机油离心净化的作用。

10.滤清器

B/FL413柴油机的空气滤、机油滤和柴油滤均采用纸质滤芯，以提高滤清质量和方便保养工作。机油滤芯更换时间为200～20工作小时；柴油滤芯更换时间为1200工作小时；空气滤芯在清洗4～5次后更换新芯。

B/FL413系列发动机零部件设计是根据标准化原则进行的。同一系列的各类型发动机尽可能采用标准零部件。该系列发动机的气缸盖、缸体、连杆、活塞、轴瓦、活塞环等都是相同的。这样一方面便于组织自动化大量生产，另一方面便于各类发动机的维修，使备件储备工作大为简化，储备费用降低，备件供应方便。

系列演变

道依茨公司在长期研制生产风冷柴油机的经验基础上，先后发展了上述3个系列风冷柴油机。这些系列在技术上、结构上有较大的继承性，在结构尺寸上有所改变，同时采用了一些先进技术。

413、413F和513这3个系列的演变情况见下表。

413、413F、513系列风冷柴油机的演变

413系列413F系列513系列

V型直列V型直列V型直列

缸径120125125(增压)128(非增压)

行程125130130130

机型

非增压V6、V8、直列4缸、V6、V8、直列5缸V6、V8、

V10、V125缸、6缸V10、V126缸V10、12V

涡轮增压V6、V8、V6、V8、V8、V10、直列6缸

V10、V12V10、V12V12

增压中冷V8、V10、V12V12V8、V12直列6缸

低污染型V6、V8、V10、V12

功率范围kW(马力)58.8(80)～331(450)64(87)～386(525)141(192)～441(600)

最高转速r/min265025002300

单缸功率kW(马力)

非增压21(28.5)23.5(32)23.5(32)

涡轮增压27.6(37.5)29.4(40)29.4(40)

增压中冷30.6(41.6)32.2(43.8)36.8(50)

KHD公司利用了B/FL413系列的技术成果发展了B/FL413F系列柴油机。该系列保持了413系列原有的优点，如采用积木式设计结构，任意选用附件和两种燃烧系统，但把缸径由120mm增大为125mm，行程由125mm增大为130mm，使单缸排量从1.41L增大到1.59L。由于压缩比保持不变，外形尺寸几乎与原413系列相同，所以更有利于提高单位功率和减小比重量。

B/FL413FW柴油机是在B/FL413柴油机的基础上作为有利于环境保护的变型机种而发展的。前者采用两级燃烧方式，后者采用直接喷射式燃烧方式。两者的区别在于缸盖、活塞、燃烧室及喷油装置。该柴油机可用于地下作业等对排气质量要求严格的场所。

B/F513系列风冷柴油机是KHD公司于80年代中期在B/F413F系列的基础上改时实现的。它吸取了其他风冷柴油机实际使用经验，应用了当今世界上柴油机设计中先进的电子和陶瓷低散热技术，使这种柴油机具有比重量小、废气排放少、噪声小、经济性能好、使用可靠等优点，适合在高温、严寒、干旱等气候恶劣的地区使用，尤其是B/FL513/C增压中冷发动机提高了最大扭矩，改善了低速扭矩性能，扭矩储备系数为1.21～1.23。

B/FL513系列非增压机型的缸径为128mm，增压、增压中冷机型的缸径为125mm。但行程均保持130mm。

非增压式有V6、V8、V10及V12几种机型，燃烧室为缩口扁平形，即“Z”(信可喷油)燃烧方式，以MW或P型喷油泵代替A型泵，压缩比由18降至17。增压、增压中冷有直列6缸、V8、V10、V12几种机型，采用ω型开式燃烧室，压缩比由16.5降至15.8。

该系列柴油机带散热片的铸铁气缸套可单个拆卸。每缸1盖，由特种铝合金制成，每个缸盖上有1个顶置式进、排气门。位于V型夹角中间(直列机型在发动机侧面)的凸轮轴传动挺柱、推杆和摇臂驱动气门。非增压和增压发动机的曲轴和连杆的几何参数相同。曲轴的材料不同，连杆材料虽相同，但增压机型的连杆表面经过硬化处理。发动机曲轴的前端(非增压机型仅V6除外)均安装了扭振减振器。

该系列采用油冷活塞、2道气环、1道油环、波许MW喷油泵或波许P型喷油泵和4孔喷油器。

冷却风扇由齿轮驱动、主动齿轮轴通过橡胶扭力圆柱联轴器与风扇液力偶合器连接。风扇的转速是由缸盖鼻梁区温度、机油温度及液压油温度通过液-电控制器自动控制的，当低温取暖机启动时，使用风扇自动制动装置。

增压中冷发动机(B/FL513C)的中冷器与发动机冷却系统可以并联布置，也可以串联布置；并联布置时成为一个结构紧凑、安装简便的动力机组。

该系列的外形尺寸见下图如下表。

B/FL513系列柴油机外形尺寸数据

发动机型号处形尺寸(mm)

A*BC**DE**F*

BF6L513R15337901035425376143

BF6L513RC15338301084425376143

BF8L5131260106499553340122

BF10L513152011181055559365122

BF12L513158011921055596365122

BF12L513C158011921055596365122

*带标准飞轮；**带标准油底壳。

性能数据

〔B/FL413F系列柴油机(一)〕

型号F5L413FRF6L413FRF6L413FBF6L413FF8L413F

类型

冲程44444

缸数及排列5缸直列6缸直列6V90°6V90°8V90°

冷却方式风冷风冷风冷风冷风冷

燃烧室型式直接喷射式直接喷射式直接喷射式直接喷射式直接喷射式

燃料种类柴油柴油柴油柴油柴油

增压方式非增压非增压非增压非增压非增压

有无中冷无无无无无

缸径/行程125mm/130mm125mm/130mm125mm/130mm125mm/130mm125mm/130mm

总排量7.976L9.572L9.572L9.572L12.763L

压缩比18181816.518

标定功率118kW141kW141kW177kW188kW

标定转速2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min

最大扭矩510N·m613N·m613N·m735N·m817N·m

最大扭矩转速1600r/min1600r/min1500r/min1750～1850r/min1500r/min

平均有效压力0.709MPa0.707MPa0.707MPa0.888MPa0.707MPa

活塞平均速度10.83m/s10.83m/s10.83m/s10.83m/s10.83m/s

燃油消耗率(标定)223g/kW·h223g/kW·h216g/kW·h220g/kW·h216g/kW·h

〔B/FL413F系列柴油机(二)〕

BF8L413FF10L413FBF10L413FF12L413FBF12L413FBF12L413FC

444444

8V90°10V90°10V90°12V90°12V90°12V90°

风冷风冷风冷风冷风冷风冷

直接喷射式直接喷射式直接喷射式直接喷射式直接喷射式直接喷射式

柴油柴油柴油柴油柴油可用多种燃料

涡轮增压非增压涡轮增压非增压涡轮增压涡轮增压

无无无无无有

125mm/130mm125mm/130mm125mm/130mm125mm/130mm125mm/130mm125mm/130mm

12.763L15.953L15.953L19.144L19.144L19.144L

16.51816.51816.516.5

235kW235kW294kW282kW353kW386kW

2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min

980N·m1020N·m1226N·m1226N·m1470N·m1695N·m

1750～1850r/min1500r/min1750～1850r/min1500r/min1750～1850r/min1750r/min

0.884MPa0.707MPa0.885MPa0.707MPa0.885MPa0.968MPa

10.83m/s10.83m/s10.83m/s10.83m/s10.83m/s10.83m/s

220g/kW·h216g/kW·h220g/kW·h216g/kW·h220g/kW·h210g/kW·h

〔FL513非增压风冷柴油机(三)〕

型号F6L513F8L513F10L513F12L513

缸数及排列6V90°8V90°10V90°12V90°

气缸直径128mm128mm128mm128mm

活塞行程130mm130mm130mm130mm

总排量10.037L13.382L16.728L20.074L

压缩比17171717

标定功率141kW188kW235kW282kW

标定转速2300r/min2300r/min2300r/min2300r/min

最大扭矩667N·m890N·m1112N·m1335N·m

最大扭矩转速1400r/min1400r/min1400r/min1400r/min

〔BFL513/C柴油机(四)〕

型号BF6L513RBF6L513RCBF8L513BF8L513C

类型

冲程4444

缸数及排列6缸直列6缸直列8V90°8V90°

冷却方式风冷风冷风冷风冷

燃烧室型式ω型直接喷射式ω型直接喷射式ω型直接喷射式ω型直接喷射式

燃料种类柴油柴油柴油柴油

增压方式涡轮增压涡轮增压涡轮增压涡轮增压

有无中冷无有无有

缸径/行程125mm/130mm125mm/130mm125mm/130mm125mm/130mm

总排量9.572L9.572L12.763L12.763L

压缩比15.815.815.815.8

标定功率177kW210kW235kW265kW

标定转速2300r/min2300r/min2300r/min2300r/min

最大扭矩905N·m1045N·m1170N·m1310N·m

最大扭矩转速1500r/min1600r/min1500r/min1500r/min

〔BFL513/C柴油机(五)〕

型号BF10L513BF12L513BF12L513C

类型

冲程444

缸数及排列10V90°12V90°12V90°

冷却方式风冷风冷风冷

燃烧室型式ω型直接喷射式ω型直接喷射式ω型直接喷射式

燃料种类柴油柴油柴油

增压方式涡轮增压涡轮增压涡轮增压

有无中冷无无有

缸径/行程125mm/130mm125mm/130mm125mm/130mm

总排量15.953L19.144L19.144L

压缩比15.815.815.8

标定功率294kW353kW386kW

标定转速2300r/min2300r/min2300r/min

最大扭矩1460N·m1755N·m1900N·m

最大扭矩转速1500r/min1500r/min1500r/min  

联邦德国梅塞德斯-奔驰300系列和400系列柴油机

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国别

联邦德国  

名称

梅塞德斯-奔驰300系列和400系列柴油机

Mercedes-Benz 300 Series Diesel Engine

梅塞德斯-奔驰400 系列  

研制单位

戴姆勒-奔驰股份有限公司

Dailmar-Benz AG,DE  

生产单位

戴姆勒-奔驰股份有限公司

Dailmar-Benz AG,DE  

现状

生产  

装备情况

OM314A 巴西EE-3加拉拉卡(Jararaca)轮式侦察车

OM352A 巴西M113装甲人员输送车、埃及法哈德(Fahd)轮式装甲人员输送车、联邦德国

TM170、秃鹰轮装甲人员输送车

OM422LA 联邦德国TH4000侦察车

OM423 联邦德国梅塞德斯-奔驰2634AS(6×6)坦克运输车

OM423 意大利阿斯特拉(Astra)BM305(6×6)牵引车

OM423LA 联邦德国梅塞德斯-奔驰3850AS(6×6)等坦克运输车

OM424A 法国尼古拉斯·特拉克托玛斯(Nicolas Tractomas(6×6)和(8×8)坦克运输牵引车  

概述

戴姆勒-奔驰公司的4冲程水冷300系列柴油机由OM314直列4缸非增压、OM314A直列4缸涡轮增压、OM352直列6缸非增压和OM352A直列6缸涡轮增压柴油机组成。作为车用发动机的功率范围为62～150kW。发动机设计的主要要求是提高燃油经济性和使用寿命，因此采用直接喷射式燃烧室。300系列发动机广泛用于民用车辆、农业机械、叉车、建筑设备、发电机等方面，其中OM352A涡轮增压柴油机已选为巴西M113装甲人员输送车的改装动力。

为了进一步改进燃油经济性、提高低速扭矩性能和改善排放性能，该公司在300系列发动机基础上发展了360系列柴油机。360系列主要是增大了排量，缸径从97mm增大为97.5mm，行程从128mm增大到133mm，由OM364直列4缸非增压、OM366直列6缸非增压、OM366A直列6缸涡轮增压和OM366LA直列6缸涡轮增压中冷柴油机组成。该系列用途相同于300系列柴油机。

巴西佩萨斯汽车公司(Moto Pecas SA)改装的M113装甲人员输送车在1956年开始研制时采用美国克莱斯勒(Chrysler)公司的75MV-8汽油机，标定转速4000r/min，功率154kW。至60年代美国已用通用汽车公司(GMC)6V-53 2冲程水冷柴油机代替原来的汽油机，扩大了车辆最大行程(约从321km增到483km)，也减少了火灾危险。以后又改用6V-53T涡轮增压柴油机。但是，巴西佩萨斯汽车公司在巴西陆军技术中心(Army Technological Center)帮助下，又改选了在巴西制造的OM352A涡轮增压柴油机。

M113装甲人员输送车在采用OM352A的同时还改进了传动装置和电气系统，重新设计了冷却系统和冷却风扇，这咱车辆的最大行程增加到520km，燃油消耗率有明明显的降低。

戴姆勒-奔驰公司的另一400系列柴油机也主要用于民用方面，由可以垂直和水平布置的两种直列6缸机以及V型6缸机、V型8缸机、V型10缸机和V型12缸机组成。不同缸数的发动机还可以通过非增压、增压和增压中冷等不同进气方式，以获得不同的输出功率。该系列发动机的主要结构特点为采用直接喷射式燃烧室，有较好的燃油经济性；冷却水道都铸在曲轴箱内，没有外部管路，减少易损性和提高了维护性；采用齿轮传动机构，工作可靠。如果需要，可以在飞轮侧安装功率分出装置。

400系列发动机中的OM422LA、OM423LA等机型已被选为军用车辆动力。

性能数据

(300系列发动机)

型号OM314OM314AOM352OM352A

类型 冲程4444缸数及排列直列4缸直列4缸直列6缸直列6缸

冷却方式水冷水冷水冷水冷

燃烧室型式直接喷射式直接喷射式直接喷射式直接喷射式

燃料种类柴油柴油柴油柴油

增压方式非增压涡轮增压非增压涡轮增压

有无中冷无无无无

缸径/行程97mm/128mm97mm/128mm97mm/128mm97mm/128mm

总排量3.78L3.78L5.68L5.68L

标定功率(车用)62kW88kW95kW123kW

标定转速2800r/min2800r/min2800r/128min2800r/min

平均有效压力0.70MPa1.00MPa0.72MPa0.93MPa

活塞平均速度12m/s12m/s12m/s12m/s

升功率16.4kW/L23.3kW/L16.7kW/L21.7kW/L

外形尺寸：长710mm915mm970mm

宽695mm995mm930mm

高890mm160kW/m3194kW/m3

重量302kg400kg410kg

比重量4.87kg/kW4.21kg/kW3.33kg/kW

(400系列发动机)

型号OM421AOM422LAOM423LAOM424LA

类型

冲程4444

缸数及排列6V90°8V90°10V90°12V90°

冷却方式水冷水冷水冷水冷

燃烧室型式直接喷射式直接喷射式直接喷射式直接喷射式

燃料种类柴油柴油柴油柴油

增压方式涡轮增压涡轮增压涡轮增压涡轮增压

有无中冷无有有有

缸径/行程128mm/142mm128mm/142mm128mm/142mm128mm/142mm

总排量10.96L14.62L18.27L21.93L

标定功率184kW276kW368kW452kW

标定转速2300r/min2300r/min2300r/min2300r/min

平均有效压力0.876MPa0.984MPa1.050MPa1.075MPa

活塞平均速度10.9m/s10.9m/s10.9m/s10.9m/s

升功率16.79kW/L18.88kW/L20.14kW/L20.61kW/L

外形尺寸：长960mm1248mm1355mm1430mm

宽882mm1087mm1170mm1215mm

高1053mm1016mm1080mm1105mm

单位体积功率206.7kW/m3200.2kWm3214.9kW/m3235.5kW/m3

重量685kg865kg1060kg1215kg

比重量3.72kg/kW3.13kg/kW2.88kg/kW2.69kg/kW  

联邦德国TBD234V12柴油机

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国别

联邦德国  

名称

TBD234V12柴油机

TBD234V12 Diesel Engine  

研制单位

道依茨-MWM公司

Deutz-MWM Diesel und Gastechnik,DE  

生产单位

道依茨-MWM公司

Deutz-MWM Diesel und Gastechnik,DE  

现状

生产  

装备情况

蒂唐Z50.816H(6×6)等坦克运输车、巴西EE-T1

奥索里约(Osorio)坦克样车  

概述

该柴油机原由联邦德国MWM(Motorenwerke Mannheim)发动机公司研制生产。1986年该公司被KHD公司兼并，从而更名为道依茨-MWM公司，位于曼海姆。

该公司在原来MWM发动机公司234民用发动机系列基础上，正在进一步发展满足军用要求的功率提高型发动机，TBD234V12柴油机是该系列柴油机之一。该机已由巴西恩格萨特种工程公司(Eengesa Engenheiros Especialados AG)选用作EE-T1奥索里约坦克的动力。在试验过程中，发动机性能良好，使坦克单位功率达17.5kW/t(23.8马力/t)，从0到30km/h速度的加速时间为6s

功率提高至735kW的TBD234V12是一种4冲程水冷涡轮增压中冷直接喷射式柴油机。装在样车上，在高温地区试验表明工作正常，并已通过了北约(NATO)耐久试验。

结构特点

该柴油机结构较紧凑、维护较简易、燃油经济性较高(发动机热效率为41%)、耐久性较好。所有这些特点，主要是通过合理设计，采用下列结构而取得的。

1.总体布置

发动机两个气缸排呈V型60°夹角排列。从发动机平衡方面讲，12缸机采用60°缸间夹角最有利，因为各缸发火间隔均匀，从而使发动机振动最小。从外形尺寸方面讲，60°缸间夹角使发动机宽度较窄，而且在气缸排的V型夹角内布置了凸轮轴和喷油泵，从而使结构更为紧凑。

2.燃烧系统

该发动机采用直接喷射式有空气涡流的燃烧系统，因而发动机具有较高的燃油经济性，在标定功率600kW(816马力)时燃油消耗率为210g/kW·h，此值属于国际高速柴油机油耗的下限。每缸有2气门，通过进气口、进气管道和凸轮轮廓的设计，使进气具有很大的涡流速度，还尽量减少进排气流动损失；又估用了与这种进排气系统相适应的高压燃油喷射系统。通过燃烧系统的优化设计，不仅得到了较好的燃油经济性和低噪声的柔和燃烧过程，而且还保证了在标定功率和最大扭矩之间的工况范围，波许(Bosch)烟度值小于1；扭矩储备系数为1.20。在重型民用车辆应用中，发动机最高爆发压力为15MPa(153kgf/cm2)；在减少全负荷使用时间的特殊车辆(军用车辆等)应用中，最高爆发压力为15.9MPa(163kgf/cm2)。

3.气缸盖及气缸垫

采用一缸一盖的分离式缸盖，尽管没有外部加强和支承，缸盖有足够的刚性。每1缸盖通过4个螺栓和上曲轴箱相联接，螺栓预紧力通过不锈钢缸盖垫片和缸套凸缘全部传递到上曲轴箱。

气缸垫是过去MWM发动机公司的专利。为了更好地密封高温高压燃气，气缸垫必须得到充分预紧，因此在该发动机中缸盖螺栓的拧紧力矩比以前发动机的大了1倍。通过足够的螺栓数量，采用高预紧力以及相应的结构措施使有关零部件的应力和应变减至最小。

4.箱体

采用干式曲轴箱。缸盖螺栓在曲轴箱内有较长的螺纹长度，从而使缸套凸缘的整个圆周得到均匀压紧，因此不需要附加垫圈来密封冷却水腔的顶部，而缸套凸缘是装在相应的曲轴箱凹座孔内，于是曲轴箱就形成一个平顶的表面。

缸套上部周围的水腔很窄，其大小是设计优化的结果，既达到冷却水流动效率高的要求，又不发生气穴现象。缸套凸缘支承表面稍稍凸起，可使螺栓拧紧力造成的弯曲负荷减至最小。

由曲轴箱到气缸盖的冷却水通道采用钻孔加工，可减少对曲轴箱体的削弱。由于上曲轴箱的精确设计，提高了缸套防变形能力，从而可减小活塞与缸套间的间隙，得到降低机油消耗率，提高防气穴能力和减少磨损的有利结果。

5.缸套

在缸套凸缘倒角处可能出现相当大的应力集中，特别是由于交替负荷和交变温度导致的拉伸应力可能在该区域造成袭纹。为此采用了具有滚压凹槽半径的缸套结构，使支承缸套凸缘的上曲轴箱进一步减少负荷。

在缸套转角处滚压了有圆角的凹槽，通过滚压加工，一是增加缸套表面硬度，而且由于有预压缩应力，提高了材料的许用拉伸应力；二是使缸套凸缘相对于安装平面稍有倾斜。当倾斜的凸缘压到上曲轴箱水平表面时，附加压缩应力加到倒角上，从而减少了拉伸应力的进一步增加。在缸盖螺栓全部拧紧的情况下，缸套凸缘外缘上的压力要比内径上的低。

6.活塞

采用铝活塞。该发动机通过活塞销孔形状的设计，使活塞销座在最高爆发压力下应力最小，从而减少活塞销座产生裂纹的可能性。在活塞销孔内径上开有侧向凹隙以减小应力。

活塞采用喷油冷却，机油的喷射效率较高。冷却机油流量为5L/kW·h。

7.涡轮增压系统

进气管和排气管的结构保证了脉冲增压压力所需要的最佳截面。采用双流道涡轮壳体的涡轮增压器具有较高的总效率，这也是导致该发动机有较高燃油经济性的一个重要因素。发动机共有2个涡轮增压器，每6缸1个。

8.冷却系统

EE-T1奥索里约坦克的冷却系统设计得到英国埃阿斯克罗·豪顿(Airscrew Howden)公司的帮助。冷却系统的体积较小，重量较轻，采用两个混流式风扇。水散热器和机油冷却器分别装在发动机两侧。

9.起动系统

一般情况下冷起动不需要特殊附件。在-30℃环境温度下冷起动只需普通的火焰点火塞和5.4kW起动电机就可以了。

型号演变和系列化

MWM发动机公司所生产的大部分车辆发动机是直列型结构，1965年开始研制的D232系列发动机才采用V型结构，单缸排量为1.5L，主要用作船用发动机和固定装置动力，不适于车用。

TBD234V12柴油机所属的234系列发动机是专门为满足汽车要求而研制的，但也可用于泵、压缩机等固定装置和机车车辆。该系列发动机有V6、V8、V12等3种非增压发动机和V6、V8、V12和V16等4种涡轮增压中冷发动机，在比D232系列发动机尺寸和重量增加不多的情况下，发动机的功率范围提高到100～900kW，从而提高了单位体积功率，降低了比重量。从下表可看到234系列发动机在各种应用中的输出功率。

为了使234系列发动机适合在装甲车辆上安装和使用，可以对发动机进行如下改进：改用干式油底壳；安装新的涡轮增压系统；采用由齿轮传动(代替V形皮带传动)的辅助动力装置；重新设计发动机支承结构以适应较高加速度导致的冲击力。

234系列发动机输出功率

型号D234V6D234V8D234V12TBD234V6TBD234V8TBD234V12TBD234V16

气缸数6812681216

总排量L10.814.421.610.814.421.628.8

应用类型转速r/min输出功率kW

无限制连续工

作，如泵、压缩

机、钻探设备等1500104140208191255383510

1800123164246227303455606

2100137183274250333500666

间歇工作，在6h内供

应功率1h，交替工作，

如起重机、挖土机等1500115154230210281421562

1800135180271250333500666

2100150201301275367550734

2300157210315286382573764

铁路机车1800135180271240320480640

2100150201301264352528704

2300157210315275367550754

汽车，如运输车、全

地形车、吊车、扫雷

车、消防车等2100154206309290387580774

2300166221332300400600800

特种车辆，如

坦克2300735

性能数据

型号TBD234(TBD834)

类型

冲程4

缸数及排列12V60°

冷却方式水冷

燃烧室型式直接喷射式

燃料种类柴油

增压方式涡轮增压

有无中冷有

缸径/行程128mm/140mm

总排量21.6L

压缩比15

标定功率735kW

标定转速2300r/min

最大扭矩＞3500N·m

最大扭矩转速1500r/min

平均有效压力1.77MPa

活塞平均速度10.7m/s

升功率34.5kW/L

燃油消耗率(标定)210g/kW·h

燃油消耗率(最低)200g/kW·h

外形尺寸

长1770mm

宽910mm

高995mm

单位体积功率459kW/m3

重量1567kg

比重量2.13kg/kW  

联邦德国MB837系列发动机

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国别

联邦德国  

名称

MB837系列发动机

MB837 Series Engine  

研制单位

MTU腓德烈斯哈芬公司

Motoren-und Turbinen-Union Friedrichshafen GmbH,DE  

生产单位

MTU腓德烈斯哈芬公司

Motoren-und Turbinen-Union Friedrichshafen GmbH,DE  

现状

生产  

装备情况

MB833Aa-501 泰国M41轻型坦克、土耳其M44T 155mm自行火炮

MB833Ea-500 黄鼠狼(Marder)步兵战车

MB833Ka-500 阿根廷TAM坦克和VCTP步兵战车

MB833Ka-501 西班牙AMX-30坦克

MB837Aa-500 JPz4-5自行反坦克火炮 美洲虎(Jaguar)1型反坦克导弹发射车及变型车

MB837Ba-500 瑞士Pz61坦克及变型车、Pz68坦克变型车、Pz65装甲抢救车

MB837Ea-500 SLT50-2牵引卡车、土耳其M47、M48坦克、意大利帕尔玛利亚(Palmaria)155mm自行火炮

MB837Ka-500 土耳其M48A2坦克

MB837Ka-501 瑞士Pz61坦克

MB838CaM-500 豹1坦克及变型车、意大利OF-4  

概述

MB837系列是联邦德国在二次世界大战后发展的第一代装甲车辆系列发动机。全系列包括V型6缸、V型8缸、V型10缸和V型12缸4种基型发动机。以后由于缸径从165mm增加到170mm并采用不同的转速和增压方式共发展了10多种机型，功率范围为290～1103kW。这些发动机已在约15个国家的20多种装甲车辆上应用，数量已超过14000台。50年代初，MTU腓德烈斯哈芬公司的组成部分之一——戴姆勒-奔驰公司(Daimler-Benz AG)根据瑞士军事技术部要求，开始研制高功率的MB837坦克发动机。该公司在研制航空发动机和汽车发动机经验基础上于1955年研制出功率为463kW(630马力)的结构紧凑的V8型水冷机械增压柴油机，以后这就成为瑞士Pz61坦克动力MB837Ba-500柴油机。此后该机功率又提高到485kW(660马力)，被瑞士再次为Pz坦克动力。

1957年开始研制豹1主战坦克，有关发动机的主要要求是坦克单位功率为22kW/t(30马力/t)，有多种燃料性能，具体要求为：单位体积功率达441kW/m3(600马力/m3)，比重量达2.18kg/kW(1.6kg/马力)；良好的燃油经济性和燃料适应性；工作可靠；在倾斜状态能正常工作；能适应热带高温和北极严寒低温；系列化程度高，通过改变气缸数得到不同的发动机功率以满足各种装甲车辆要求。

为此研制了MB837系列中的10缸机，MB838CaM-500发动机。该机在豹1坦克样车上试验后性能良好，尽管在某些方面没有达到具体要求，如单位体积功率为388kW/m3，比重量为3.1kg/kW，燃油消耗率为250g/kW·h，仅能使用柴油和航空煤油，属于有限多种燃料性能的发动机。实际达到的大修期为600～1000h。环境温度在-15℃以上，使用合适的机油可直接起动；环境温度在-15℃～-43℃之间，则需预热才能起动。在高温热带地区使用，环境温度为50℃时可正常工作，此时冷却水达102℃。在横向倾斜17°，纵向倾斜35°状态下，发动机能正常工作。系列内各发动机之间的通用零部件达85%以上。

结构特点

1.总体布置

两气缸排呈V型90°夹角排列，根据戴姆勒-奔驰公司的统计分析，认为这种90°夹角的气缸排列方式与V型60°、V型120°的相比，可以使发动机正面面积最小，也有利于在V型夹角内和发动机两侧安置附件，使发动机外形呈矩形，结构紧凑。在V型夹角内装有整体式波许(Bosch)型喷油泵和气门传动机构以及带回水集水管的时气管。排气管在气缸排外侧。在发动机外侧下方，一侧装有机油散热器和起动电机，另一侧装有发电机和带预热装置的机油箱。MB838CaM-500发动机最早体现了军用车辆采用整体式动力装置的设计思想；发动机在装车前就与传动装置和冷却系统预装成整体。该动力装置在生产线的试验台上须经过约15个项目的质量检验，合格后才整体吊装在坦克车体内。采用这种整体结构不仅有利于生产、安装和保证性能，而且还便于在战场维修保养和更换。豹1坦克在战场更换动力装置的时间为20min。

2.燃烧室

燃室位于气缸中央。预燃室压力升高率较小，发动机工作平稳，具有良好的冷起动性，而且有利于发动机实现多种燃料性能。在预燃室中装有预热塞。

3.气缸盖

最初采用2个气缸共1个气缸盖和3个气缸共1个气缸盖的结构型式，后来改为一缸一盖。每个缸盖用8个螺栓固定于箱体。装配时采用自动控制扭矩的专用工具拧紧螺栓。缸盖上每缸有4个气门，2个进气门，2个排气门。缸盖垫片用铝合金制造。

4.箱体

曲轴箱和气缸体采用整体联身箱体，由铝合金铸造。采用干式油底壳，内装有压油泵和回油泵以适应发动机倾斜工作。气缸套和缸体采用4个橡胶密封圈密封，下部3个，上部1个。

5.曲柄连杆机构

曲轴用高级合金钢锻造，表面经渗碳处理，全部表面经机械加工。曲轴上装有平衡块，用两个埋头螺钉固紧。曲轴以悬挂方式安装在曲轴箱上，有6个支点。

采用合金钢锻造的并列连杆，全部表面经机械加工。连杆体和连杆大头盖的结合面为斜切口锯齿形，用高强度螺钉连接连杆体和大头盖。

活塞为铝合金锻件，有3个气环和2个油环。活塞从曲轴箱体上安装的喷嘴得到的喷油冷却，裙部和气缸套之间的冷态间隙为0.6mm。采用浮动活塞销，活塞销两端用卡环固定。

6.配气机构

配气机构结构简单。进排气凸轮轴位置较高，推杆较短，摇臂刚性较高。气门导管由青铜制造，气门杆镀铬，排气门充钠，气门座镶钢圈。气门定时为：

进气门开启上止点前34°排气门开启下止点前56°

进气门关闭下止点后52°排气门关闭上止点后73°

进气延续时间266°排气延续时间309°

7.进气系统

进气系统的空气滤清器由自动吸尘的离心式尘土分离器和毡垫式滤清器组成。供燃烧用的空气先进入离心式尘土分离器进行预滤清，该部分装有一个电驱动的抽尘泵，可将滤出的尘土排出车外。已预滤清的空气再经过毡垫式滤清器进行精滤，然后从进气管进入发动机气缸。在车辆涉深水或潜渡时供发动机的空气从战斗舱吸入。

从豹1A2开始采用了改进的空气滤清器，主要改进是：用纸滤芯代替原来的毛毡滤芯，滤清器的使用周期提高了1倍；滤清器壳体用轻合金制造，有些零件用不锈钢制造，从而提高了防腐性；采用可更换的旋风分离滤网，提高了滤清能力。

8.机械增压系统

发动机左右气缸排分别装有1台机械增压器，故发动机废气经排气管直接排到车外时，因为排气温度高，易于被敌方红外跟踪。为此，在豹1坦克的动力舱两侧分别装有1个排气罐，使废气从车体排出前先与由风扇经散热器输送的冷空气在排气罐内混合，从而降低车辆热特征。

9.冷却系统

冷却装置由尤利乌斯Fr贝尔南德意志冷却器公司(Suddeutsche Kuehlerfabrik Julius

fr.Behr GmbH & Co.)制造。冷却系统的风扇转速由恒温器根据冷却水温度进行控制，两个扁平的水散热器装有传动装置上方，能保证豹1坦克在32.5℃环境温度下以62km/h速度持续行驶。

为使豹1坦克能在更高环境温度下工作，在豹1A2坦克冷却系统上加装了一套热带使用装置，其中安装了自动功率限制器以减少发动机过热危险；使用了一种提高散热能力的水散热器；加装了燃油冷却器以限制燃油中形成气泡并减少产生沥青沉淀的危险。此外，为减少冷却系统进气流动损失，车体上安装了阻力较小的进气百叶窗。装有热带装置的豹1坦克的发动机冷却液最高温度从93℃提高到102℃，发动机最大负荷持续工作的限定温度从23℃增高到27℃，在限定温度和最大负荷持续工作时的输出功率从426kW(580马力)增加到467kW(635马力)。环境温度为35℃时持续工作的输出功率从301kW(410马力)增加到430kW(585马力)。环境温度为45℃时持续工作的输出功率从129kW(175马力)增加到357kW(485马力)。保证坦克以62km/h速度持续行驶的最高环境温度从原来限定的32.5℃增加到45℃。

豹1坦克在-25℃环境温度下工作时冷却液的成分是40%容积的防冻液和60%容积的水。在更低环境温度下工作时冷却液的混合成分则改为60%容积的防冻液和40%容积的水。采用0—176SAE10机油代替普通0—180SAE30机油。

10.润滑系统

采用强制压力润滑系统和干式油底壳，内装机油泵。机油箱内有电预热器，在低温起动时预热机油。

11.起动系统

用起动电机起动，交流发电机功率为9kW，蓄电池容量为400Ah，电压为24V。发动机在-10℃环境温度下使用SAE W/20HD机油，在-15℃下使用SAE10W/10HD机油，不需预热即可起动。在-25℃～-40℃环境温度下使用粘度更低一级的机油，需经预热方可起动。

型号演变和系列化

MTU公司对该系列发动机的型号演变和系列化所采用的方法可归纳为变化气缸数(6、8、10缸，后又发展12缸)、变化转速(2200、2300、2400r/min)、变化缸径(165mm增大至170mm，行程保持不变)以及改变增压方式(非增压、机械增压和涡轮增压、增压中冷)等。

公司将MB837Ba-500机械增压发动机改为MB837Ka-501涡轮增压中冷发动机，同时也增大了缸径和转速，功率从485kW提高到809kW，样机曾在巴西EE-T1奥索里约(Osorio)坦克上试验过。另一种未扩大缸径的MB837Ka-500涡轮增压中冷发动机(功率为551kW)已由土耳其陆军用来改装其M48A2坦克。而装有两台涡轮增压器和中冷器的6缸MB833ka-501发动机的轼率增大到625kW(转速2400r/min)，已由西班牙用来改装AMX-30坦克。

MB838Ka-501是10缸MB838CaM-500发动机的发展，该机也装有两台涡轮增压器和中冷器，并且扩大了缸径，功率由原来的610kW增加到1030kW。

837系列还发展了一种12缸V型90°排列的涡轮增压中冷机型，型号为MB840。缸径未扩大，总排量为44.9L，功率达1103kW，转速为2200r/min，用于专用车辆试验。

性能数据

(一)

型号MB833Aa-501MB833Ea-500MB833Ka-500MB833Ka-501

类型

冲程4444

缸数及排列6V90°6V90°6V90°6V90°

冷却方式水冷水冷水冷水冷

燃烧室型式预燃式预燃式预燃式预燃式

燃料种类柴油、航空煤油柴油、航空煤油柴油、航空煤油柴油、航空煤油

增压方式非增压涡轮增压涡轮增压涡轮增压

有无中冷无无有有

缸径/行程170mm/175mm165mm/175mm165mm/175mm170mm/175mm

总排量23.8L22.4L22.4L23.8L

压缩比1819.51818

标定功率330kW441kW530kW625kW

标定转速2300r/min2200r/min2400r/min2400r/min

最大扭矩1540N·m2020N·m2300N·m2780N·m

最大扭矩转速1500r/min1600r/min1900r/min1900r/min

平均有效压力0.72MPa1.07MPa1.18MPa1.31MPa

活塞平均速度13.42m/s12.83m/s14m/s14m/s

升功率13.87kW/L19.64kW/L23.66kW/L26.26kW/L

燃油消耗率(标定)248g/kW·h236g/kW·h247g/kW·h245g/kW·h

外形尺寸

长1252mm1255mm1252mm1252mm

宽1050mm1257mm1050mm1050mm

高965mm1053mm965mm965mm

单位体积功率260kW/m3265kW/m3418kW/m3493kW/m3

重量(干重)1375kg1250kg1450kg1450kg

比重量4.17kg/kW2.84kg/kW2.74kg/kW2.32kg/kW

(二)

型号MB837Aa-500MB837Ba-500MB837Ea-500Mb837Ka-500/-501

类型

冲程4444

缸数及排列8V90°8V90°8V90°8V90°

冷却方式水冷水冷水冷水冷

燃烧室型式预燃式预燃式预燃式预燃式

燃料种类柴油、航空煤油柴油、航空煤油柴油、航空煤油柴油、航空煤油

增压方式非增压机械增压涡轮增压涡轮增压

有无中冷无无无有

缸径/行程165mm/175mm165mm/175mm165mm/175mm165mm/175mm/170mm/175mm

总排量29.4L29.4L29.4L29.4L/31.76L

压缩比19.519.519.58

标定功率368kW485kW550kW551kW/809kW

标定转速2200r/min2200r/min2200r/min2200/2400r/min

最大扭矩1736N·m2206N·m2600N·m3670N·m

最大扭矩转速1400r/min1750r/min1600r/min1800r/min

平均有效压力0.68MPa0.90MPa1.02MPa0.94MPa/1.27MPa

活塞平均速度12.83m/s12.83m/s12.83m/s12.83m/s /14m/s

升功率12.5kW/L16.5kW/L18.7kW/L18.7kW/L25.5kW/L

外形尺寸

长1255mm1340mm1382mm1510mm

宽1050mm1050mm1050mm1051mm

高964mm1096mm964mm1035mm

单位体积功率290kW/m3315kW/m3393kW/m3336kW/m3/493kW/m3

重量1525kg1550kg1580kg1650kg

比重量4.14kg/kW3.20kg/kW2.87kg/kW2.99kg/kW/w.03kg/kW

(三)

型号MB838CaM-500MB838Ka-501MB840

类型

冲程444

缸数及排列10V90°10V90°12V90°

冷却方式水冷水冷水冷

燃烧室型式预燃式预燃式预燃式

燃料种类柴油、航空煤油柴油、航空煤油柴油、航空煤油

增压方式机械增压涡轮增压涡轮增压

有无中冷无有有

缸径/行程165mm/175mm170mm/175mm165mm/175mm

总排量37.4L39.7L44.9L

压缩比19.518

标定功率610kW1030kW1103kW

标定转速2200r/min2400r/min2200r/min

最大扭矩2805N·m4600N·m

最大扭矩转速1550r/min1600r/min

平均有效压力0.85MPa1.29Mpa1.34MPa

活塞平均速度12.83m/s14m/s12.83m/s

升功率16.3kW/L25.9kW/L24.6kW/L

燃油消耗率250g/kW·h245g/kW·h

外形尺寸

长1552mm1450mm1687mm

宽1049mm1850mm1052mm

高964mm1040mm955mm

单位体积功率388kW/m3370kW/m3651kW/m3

重量(干重)1920kg2000kg2000kg

比重量3.1kg/kW1.94kg/kW1.81kg/kW  


联邦德国MB870系列发动机

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国别

联邦德国  

名称

MB870系列发动机

MB870 Series Engine  

研制单位

MTU腓德烈斯哈芬公司

Motoren-und turbinen-Union Friedrichshafen GmbH,DE  

生产单位

MTU腓德烈斯哈芬公司

Motoren-und turbinen-Union Friedrichshafen GmbH,DE  

现状

生产  

装备情况

MB873Ka-501豹2主战坦克、英国维克斯MK7主战坦克

MB871Ka-501 南朝鲜88式主战坦克  

概述

60年代中期戴姆勒-奔驰(Daimler-Benz)公司设想完成一个单缸排量为3.31L、单缸功率为110.3kW(150马力)的MB870系列发动机，功率覆盖面为662～1324kW(900～1800马力)。系列包括的发动机有MB873ka(12缸)、MB872Ka(10缸)、MB871Ka(8缸)和MB870Ka(6缸)等机型。首先设计的是作为主战坦克动力的MB873Ka-500发动机。

现在MTU公司批量生产的豹2坦克动力MB873Ka-501发动机是为提高发动机加速性，改进燃烧过程而于1977年在MB873Ka-500发动机基础上的改进型。在结构上，除了缸径从165mm增加到170mm、行程从155mm增加到175mm外，这两种发动机全然相同。

1963年，美国和联邦德国准备合作研制主战坦克MBT-70。协议确定美国泰莱达因·大陆汽车(Teledyne continental Motors)公司和联邦德国戴姆勒-奔驰公司分别研制候选发动机。戴姆勒-奔驰公司研制的MB873Ka-500发动机于1967年通过北约400h耐久试验，当选为MBT-70坦克动力。但至1970年因终止了MBT-70坦克的合作研制协议，两国分道扬镳，各自发展自己的主战坦克及坦克发动机。

自1966年开始，MB873Ka-500发动机在试验台上进行了各种类型试验和一系列如倾斜运转试验、高温过热试验、低温起劝试验 和在水中带背压试验等鉴定试验，还进行了多次装车试验，如在恶劣气候条件下的公路和越 野行驶试验、耐尘土、耐热、耐寒试验、1000km越野行驶试验，车辆连续行驶我里程达165000km。该机还装在豹2AV坦克上与分别装有AGT-1500燃气轮和AVCR-1360-2柴油机的XM1坦克 进行耐久性对比试验。

联邦德国政府批准联邦国防军从1979～1986年间采购1800辆豹2坦克，MB873Ka-501发动机于1979年列入制式动力。发动机单价为171000马克，占豹2坦克价格的20%左右。

与MB838CaM-500相比，MB973Ka-500发动机在体积和重量略有增 加的情况下，功率提高了约45%，是在MB837系列基础上向高单位体积功率整体式动力装置发展迈出的第一步。而MB873Ka-501比MB873Ka-500发动机增大了缸径和行程，明显地增大了扭矩储备系数，提高了加速性。

结构特点

1.总体布置

在缸径、缸心距、气缸排列等方面，基本上保持了上一代MB837系列发动机的总体布置特征。在V型夹角内，装有喷油泵、进气管、气门传动机构。发动机左侧装有水泵、起动电机、机油滤清器和机油散热器。右侧装有发电机、机油泵。通过总体布置使每一部件合理安置，保持发动机外形呈紧凑的矩形。整个动力装置总成在野战条件下更换所需时间仅15min。

2.燃烧室

采用该公司传统的预燃室。发动机工作较柔和，气缸最高爆发压力较低，发动机压缩比较高，燃烧室面容比(25%)比较合理。预燃室顶部温度较高，有利于惰转和起动性能。

3.气缸盖

采用一缸一盖型式，气缸盖由铝合金浇铸而成。气缸盖高度较低，刚性较高。预燃室在缸盖中央，室内有预热塞，周围有2个进气门和2个排气门。

4.箱体

铝合金曲轴箱和气缸体铸成一体。气缸套是湿式的。机油散热器外壳铸在气缸体侧面形成一整体。发动机自由端有与曲轴箱铸成一体的传动箱，箱内安装有11个圆柱斜齿轮。

5.曲柄连杆 机构

采用锻钢曲轴，曲轴上有平衡块，表面全部经过机械加工并进行感应淬火。曲轴在箱体上有7个支点。采用薄壁多层滑动轴承。曲轴自由端装有硅油减振器。采用锻钢制成的并列连杆。为使连杆易于从气缸孔内取出，其大头端与连杆盖以斜切口结合，结合面呈锯齿形。

活塞用可铸可锻硅铝合金锻造，装有3个气环、2个油环。顶部有4个气门凹坑。通过箱体上的油管对活塞进行喷油冷却。

6.配气机构

结构比较简单，在发动机全部工况下有较高的容积效率。凸轮轴在气缸排V型夹角内，推杆较短，摇臂刚性较好。凸轮轴由传动箱内一惰轮带动。

7.供油系统

MB873Ka-500和MB873Ka-501分别采用波许(Bosch)型直列式和V型喷油泵。这两种发动机都有自动喷油定时装置，喷油提前角随发动机转速变化。

8.进排气系统

空气滤清器刚性地固定在机体上，从而简化了进气管道。空气滤清器由旋风式尘土预分离器(粗滤)和纸滤(清滤)两部分组成，保养周期为50h。保养条件是在平均功率为最大功率的60%时，含尘量不多于1g/m3SAE细粒。空气流量在标定功率时为6300m3/h在100km行驶距离内滤尘量为27kg。空气滤清器体积占动力装置体积的9%。长期使用后对灰粒的吸收率仍可达到99.9%。排气管在发动机V型夹角外侧，每3缸共1管，有4根排气管。

9.涡轮增压系统

涡轮增压器装有可调喷嘴，涡轮与压气机在全部负荷和转速范围内匹配良好，从而提高发动机加速性。

10.冷却系统

冷却系统颇具特色，主要是体现了紧凑性。发动机在38℃环境温度下能在全负荷工况下持续工作。采用一种环形散热器，中心装有吸风式离心风扇，热交换器部分由轻合金材料制成。为了保证空气能均匀流入环形散热器，减少压力损失，风扇叶轮周围有导向叶片环。冷却风扇的分离或结合由液压装置控制，液体流量通过1个冷却水温度传感器调节，从而控制风扇离合，保证不同工况下需要的冷却空气量。豹2坦克冷却装置总体积约为0.926m3，重量约为525kg。

MB873Ka-501和MB873Ka-500发动机的冷却水最高温度可达110℃，前者安装了电子调节装置和监控装置。通过限制功率和使发动机加速过程最佳化来防止发动机过热。但这种冷却系统的缺点是消耗功率较大，在标定功率时风扇消耗功率达162kW(220马力)。

11.润滑系统

采用干式油底壳，高度较低，发动机曲轴中心线以下的尺寸比豹1坦克发动机械减少约60mm。油底壳内有2个回油泵、1个压油泵。当车辆在与纵向成35°和横向成25°倾斜位置时，润滑系统还能保证发动机正常工作。机油流量约为27.2 L/kW·h°，样机试验时使用S-1号机油。

MB873Ka-501发动机的活塞平均速度为15.2 m/s，已超过一般活塞平均速度设计上限，这除了说明该发动机的气缸活塞环摩擦副的结构和设计是很成功外，MTU公司的油冷活塞润滑技术也是卓越的。

12.起动系统

MB873Ka-501发动机用18kW、24V起动电机起动，有预热辅助装置，在-30℃时不需其他辅助装置即可起动；在-18℃时不需预热即可起动，但是在-40°时需用辅助加温装置方可起动。

该发动机的发电机功率为20kW，电压为28V，由主发动机通过法兰盘连接加以驱动。在豹2坦克上还有1个9kW辅助发电机，由功率为16.2kW(22马力)的MWM4冲程双缸多种燃料发动机驱动。在豹2坦克上有8个蓄电池，每个电池容量为125Ah，12V。

型号演变和系列化

60年代中期设想的MB870系列发动机至今付诸实现的只有MB873Ka-500、MB873Ka- 501和MB871Ka-501，功率指标还未达到每缸110.3kW(150马力)的要求。MTU公司曾研制了MB8 73Ka-502发动机，功率达1324kW(1800马力)，而且已达到可进行生产水平。供南朝鲜88式坦克用的MB871Ka-501(V型8缸机，缸径170mm，行程175mm)涡轮增压中冷发动机的最大输出功率已增加到882kW(1200马力)。最初，该机全部在联邦德国装配，随着88式坦克生产进展，发动机装配工作已转移到南朝鲜，联邦德国MTU公司只控制南朝鲜制造零部件的增长数。

在军用870系列发动机成功的基础上，MTU公司又发展了民用MB331系列发动机(有6、8、12缸涡轮增压和涡轮增压中冷多种机型)。这两种系列发动机不仅单缸排量完全相同，而且基础结构和总体布置型式也几乎一样。它们的主要区别仅在于MB331采用浅圆柱形直接喷射式燃烧室；气缸盖、箱体采用铸铁材料；采用湿式油底壳；MB331发动机寿命较长，用于重型牵引车、自卸车的寿命为18000～24000h，而MB870系列发动机大修期为600～1000h。这种先发展军用发动机，然后再进一步发展民用发动机系列的设计方法，无论从满足军民用车辆使用要求或降低设计、生产、使用成本来看，确实是一种有效的途径。

性能数据

型号MB873Ka-501MB873Ka-500

类型

冲程44

缸数及排列12V90°12V90°

冷却方式水冷水冷

燃烧室形式多种燃料多种燃料

增压方式涡轮增压涡轮增压

压比2.5

有无中冷有有

缸径/行程170mm/175mm165m m/155mm

总排量47.64L39.7L

压缩比1820.5

标定功率1103KW1103KW

标定转速2600r/min2600r/min

最大扭矩4709N·m4316N·m

最大扭矩转速1600r/min1600r/min

平均有效压力1.07MPa1.28MPa

活塞平均速度15.2m/s13.43m/s

升功率23.2kW·h27.8kW·h

燃油消耗率(标定)244.8g/kW·h244.8g/kW·h

燃油消耗率(最低)288.5g/kW·h233.9g/kW·h

外形尺寸

长1703mm1640mm

宽1970mm1950mm

高1100mm883mm

单位体积功率299kW/m3391kW/m3

重量(干重)2250kg1940kg

比重量2.04kg/kW1.76kg/kW

动力装置*重量5125kg5130kg

动力装置体积4.05**m34.03m3

*动力装置包括发动机、冷却系统、空气滤清器、传动装置、润滑油和冷却水；**为估算值。  

联邦德国MT880系列发动机

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国别

联邦德国  

名称

MT880系列发动机

MT880 Series Engine  

研制单位

MTU腓德烈斯哈芬公司

Motoren-und Turbinen-Union Friedrichshafen GmbH,DE  

生产单位

MTU腓德烈斯哈芬公司

Motoren-un d Turbinen-Union Friedrichshafen GmbH,DE  

现状

完成研制  

装备情况

MT883为联邦德国第三代主战坦克候选发动机  

概述

该系列是MTU公司继MB837系列、MB870系列后，从1970年开始研制的最新一代战车发动机系列。由于前两种系列发动机均不能很好地满足20t以下的装甲人员输送车和其他低重量等级战车的功率要求，因此公司发展MT880系列的主要意图是一种系 列发动机满足联邦德国从坦克和重型战斗车辆到轻型战车的全部动力需要。整个系列包括4、5、6缸直列型和6、8、10、12缸V型共7种机型，功率范围为360～1103kW，单缸功率已达92kW(125马力)。与MB837和MB870系列相比，该系列具有更高的单位体积功率，更好地扭矩特性和燃油经济性；虽然提高了转速，但由于减小了行程，所以活塞平均速度还有所降低；尽管平均有效压力有所提高，但还较保守，仍有提高的潜力。尤其是基本型12缸MT883受到了国际上关注。

MT883发动机于1976年开始研制，原型机于1979年首次问世。该机已列入联邦国防部(BMVG)和联邦国防技术与采购局(BWB)部件发展计划。1985年秋MTU公司和美国通用汽车(GM)公司签订了许可证生产协议，计划将该机用于M1坦克改进型(作替换动力)、RV90抢救车、一种动力装置前置的主战坦克、一种水陆两用战车。巴西、以色列等国也考虑采购。该柴油机的单机价格约20万美元。

该机第一台样机的转速为3000r/min，功率为900kW(1224马力)。单制裁机试验表明，转速可提高到3300r/min，单缸功率达100kW，平均有效压力1.8MPa，预计12缸机在3300r/min时最大输出功率可达1380kW(1877马力)，比重量约为1kg/kW(0.7kg/马力)，单位体积功率约为1366kW/m3。单缸机运转时间现已达2000h，12缸机已运转1000h。到1988年为止，总共生产了6台预燃室MT883发动机。以后又制造了一些直接喷射式燃烧室MT883发动机，首批3台已用于各种改进试验。1989年在美国第三阶段改进型M1坦克的HFM通用底盘(HFMCC)上完成了美国陆军坦克机动车辆局(TACOM)进行的280h试验。

为了进一步提高发动机的性能，MTU公司正在深入研究如隔热以减少散热量、提高冷却系统性能、改善燃烧过程、电子控制等有关技术。

该系列发动机的设计原则可以归纳为：昼采用普通材料和常规秤工艺，将传绵设计经验和先进的设计方法相结合，最大限度地减小发动机外形尺寸，保持高的结构紧凑性以满足军用发动机高单位体积功率要求；不盲目追求设计参数高指标，如活塞平均速度还保持14m/s，小于MB873Ka-501发动机的15.2 m/s；通过提高平均有效压力以提高发动机功率，但MT883的平均有效压力较欧洲和美国的同功率级发动机的低很多，这对保证发动机工作可靠和具有提高功率潜力而言是有很重要意义的。

在上述设计原则指导下研制的MT883发动机以高单位体积功率在世界坦克发动机中称著。发动机本体的安装体积为1.04m3，由发动机、传动装置和冷却系统组成的整个动力装置的体积为4.53m3，如果再加上1000L燃油，动力装置的总体积约为5.53m3，而M1坦克AGT-1500燃气轮机动力装置的总体积为8.4m3。该系列横截面积比MB870系列的减小约30%。

结构特点

1.总体布置

MT883的总体布置相似于它的前驱，在气缸排呈V型9 0°夹角排列的发动机轮廓尺寸内，合理布置附件，不过在附件的具体安排上，位置有所变 化。隔热的排气管位于V型夹角之内侧，进气管位于外侧，因而发动机外侧温度较低，便于发动在车内任何位置上安装。单体喷油泵装在进气侧两气缸之间，由整体凸轮轴驱动，充分利用了空间也缩短了高压油管长度。在V型夹角内还安装了起动电机、滤清器。铝制的油、水散热器与装在曲轴箱一侧的机油箱都安装在发动机轮廓尺寸内。

2.燃烧室

开始采用预燃室式，继而进行了改用直喷式燃烧室的研究，标定功率下的燃油消耗率从用预燃室式的240g/kW·h减少到220g/kW·h，最低燃油消耗率从222g/kW·h降到206g/kW·h，在冷却液中的散热量减少了15～20%，从而可减小冷却系统尺寸和减少风扇消耗的功率。

3.气缸盖

采用一缸一盖。缸盖材料由铝合金改为灰铸铁。每缸有4个气门(2个排气门、2个进气门)，有3根短推杆推动气门，其中两根驱动排气门的单摇臂，另一根驱动进气门的双摇臂，这种结构使配气机构的高度降低。

4.箱体

系铸铝件，由于设计了新型曲轴和连杆，曲轴箱尺寸较小。为了降低发动机高度，采用扁平的干式油底壳。主轴承盖由锻钢制造，用斜螺钉紧固。传动箱是单独的，装在发动机飞轮端。

5.曲柄连杆机构

采用整体曲轴，曲轴较短，平衡重半径很小，全部表面进行机械加工并经感应淬火。曲轴两端都可输出功率。

活塞顶部采用锻铝材料制造，通过电子束焊接与活塞下部形成整体。活塞内有环形冷却油道，外有2个气环，1个油环，没有铸铁镶圈，由喷嘴进行喷油冷却。

连杆杆身断面呈一字形而不是传统的"I"字形，以减小发动机长度和重量，也是相应于发动机转速提高而导致的结构措施。

6.涡轮增压系统

为克服高增压发动机在低负荷工况下因加速而反应滞后的缺点，MTU公司采用了下述技术措施：

(1)采用可变截面涡轮增压器 涡轮的导向叶片是可调的。压气机叶轮采和后弯式叶片。ZR14型涡轮增压器在MT883上试验时得到良好的结果，在部分负荷下，可降低燃油消耗率8g/kW·h左右；在一种模拟汽车惯量的特种试验台上试验，发动机从惰转加速到标定转速的时间缩短了11%。

(2)采用陶瓷材料燃烧系统的有关零部件如气门喷涂陶瓷层，气缸盖内排气道已进行隔热试验，正在研制陶瓷叶轮，以减小涡轮转子系统的惯量。

(3)可加装辅助燃烧室系统(Brenn Kammer System,BKS)如要求发动机在低负荷工况下加速，辅助燃烧室可向涡轮提供附加燃气能量，从而保证要求的压气机转速以获得足够的增压压力。该燃烧室的空气由压气机供给，燃油从单独设置的燃油泵输入。BKS系统仅在发动机需要加速时使用，在起动和标定工况下不工作。该系统于1976年第一次在装MB873Ka-500发动机的豹2样车上试验，结果表明，发动机扭矩可增加80%，但燃油消耗率亦相应增加。

该系列发动机还采用了电子监控系统，能进行油泵定时喷油控制和随空气压力与冷却水温度而变化的燃油量最佳控制。该系统是MTU公司发展的数字式动力管理系统的一部分，能改善发动机排放等工作性能，并为发动机有效起动、迅速承受负荷和提高加速性创造了条件 。

在该系列发动机中完全取消了MTU公司其他发动机上采用的橡胶管、软管和传动皮带等挠性管而改用金属管和齿轮传动机构，并实现了油管、水管的内藏化。

结构演变和系列化

该系列从单缸机开始研制，先制成12缸多缸机MT883。8缸MT881发动机采用涡轮增压，功率为735kW(1000马力)，准备作为联邦德国新型155mm自行榴弹炮动力。

MT883自研制以来重大的结构变化可归纳为：缸径从140mm增加到144mm，行程从136mm增加到140mm，从而增加了发动机单缸排量；转速从3000r/min增加到3200r/min，后又降为3000r/min；燃烧室从传统的预燃室改为直接喷射式。

柴外还采用有斜度的连杆小头；发电机功率从20kW提高到22.5kW；发电机的传动装置中安装了液力联轴器，使发动机起动时可不带动发电机以减小惯性负荷。

该系列发动机的零部件通用性程度比MB870系列有了提高，同系列的发动机间90%的零部件可以通用。

性能数据

型号MT883新MT883

类型

冲程44

缸数及排列12V90°12V90°

冷却方式水冷水冷

燃烧室型式预燃式直接喷射式

燃料种类柴油、航空煤油柴油、航空煤油

增压方式涡轮增压涡轮增压

有无中冷有有

缸径/行程140mm/136mm144mm/140mm

总排量25.1L27.4L

压缩比1614.5

标定功率1103kW1103kW

标定转速3200r/min3000r/min

最大扭矩3296N·m

最大扭矩转速1900r/min( 估计)

平均有效压力1.65MPa1.62MPa

活塞平均速度14.5m/s14.0m/s

升功率44kW/L40.3kW/L

燃油消耗率(标定)240g/kW·h220g/kW·h

燃油消耗率(最低)222g/kW·h206g/kW·h

外形尺寸

长1505mm1684mm**1676mm*

宽950mm950mm

高680mm650mm***

824mm*

单位体积功率1135kW/m31060 kW/m3

841kW/m3

重量(干重)1650kg1650kg

比重量1.5kg/kW1.5kW

*包括局部突出；**包括涡轮增压器尺寸；***不包括涡轮增压器尺寸。

〔MT880 系列发动机(预燃室)主要技术参数〕直列发动机V型90°发动机

型号MT884MT885MT886MT880MT881MT882MT883

缸数直列4直列5直列66V8V10V12V

总排量8.4L10.5L12.6L12.L16.7L20.9L25.1L

缸径/行程140mm/136mm

转速3200r/min

功率367kW460kW551kW551kW735kW919kW1103kW

平均有效压力1.65MPa

活塞平均速度14.5m/s

安装体积0.53m30.63m30.7m30.67m30.8m30.88m30.98m3

发动机干重800kg940kg1050kg1010kg1220kg1430kg1650kg  


美国DDA 71系列2冲程柴油机

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国别

美国  

名称

DDA 71系列2冲程柴油机

DDA Series 71 Two Stroke Diesel Engine  

研制单位

通用汽车公司底特律柴油机阿里逊分部

Detroit Diesel Allision Division of General Motors corporation,  

生产单位

通用汽车公司底特律柴油机阿里逊分部

Detroit Diesel Allision Division of General Motors corporatio  

现状

生产  

装备情况

6-71(2台)LCM机械化登陆艇

6- 71(3台)LCT坦克登陆艇

8V-71T M107 175mm自行火炮、M108 105mm自行榴弹炮、M109 155mm自行榴弹炮、M110 203mm自行榴弹炮、M578抢救车、M992野战炮弹药支援车(以上车辆的发动机轼率均为302kW)、NAPCO国际公司M41、M42轻型坦克和M4谢尔螺(sherman)中型坦克、M74 155mm火炮牵引车改装动力装置(347kW)

8V-71TA瑞士旋风(Tornado)MK2步兵战车、鲨鱼(Shark)武器运输车(347kW，1984年后为448kW)、M109HEIP自行榴弹炮(377kW)

12V-71T M746重型设备运输车(441kW)、逊邱伦(Centurion)坦克改装动力(536kW)、\  

概述

该系列于1937年开始生产，是DDA的4个2冲程系列发动机中最 早研制的一个系列发动机，也是一种2冲程直流扫气水冷直接喷射式柴油机系列。全系列包括2、3、4和6缸直列型及6V、8V、12V、16V等V型机型共8种基型机。但通过采用非增压、涡轮增压和涡轮增压中冷等不同的增压方式，可以发展更多的机型。功率覆盖面约为47～671kW(64～900马力)，单缸排量为1.16L(71立方英寸)。基本结构与53系列等发动机相同。

为了提高发动机的可靠性、耐久性和改善燃油经济性，在该系列上采用中冷、增加进气密度、降低缸套进气口高度、加长膨胀行程、改善气缸内涡流特性等技术措施。1984年开始陆续采用重新设计的扫气泵，新一代涡轮增压器、增加了空气侧散热片密度的中冷器、新凸轮轴和气缸套、低摩擦的气缸套和活塞环组合以及温度控制的机油散热器，使燃油经济性提高了6%。

该系列柴油机进一步提高燃油经济性和功率的发展计划包括以陶瓷部件为结构基础的低散热、低摩察技术；增加1个液压控制的第三轮的涡轮增压技术以及有在发动机性能、诊断、保护和与变速箱相关的电子控制技术。

71系列发动机型谱

2缸机2-71

3缸机3-71

4缸机4-71

4-71T

71系列6缸机6-71

6-71T

6V- 71

6V-71T

8缸机8V-71

8V-71T

8V-71TA

12缸机12V-71

12V-71T

12V-71TA

16缸机16V-71

16V-71T

性能数据

型号8V-71T8V-7TA12V-71T12V-71TA

类型

冲程2222

缸数及排列8V66.7°8V66.7°12V60°12V60°

冷却方式水冷水冷水冷水冷

燃烧室型式直接喷射式直接喷射式直接喷射式直接喷射式

燃料种类柴油柴油柴油柴油

增压方式涡轮增压涡轮增压涡轮增压涡轮增压

有无中冷无有无有

缸径/行程109mm/127mm108mm/127mm108mm/127 mm108mm/127mm

总排量9.32L9.32L13.96L13.96L

压缩比17171717

标定功率*389kW441kW533kW662kW

标定转速2500r/min2500r/min2500r/min2500r/min

最大扭矩1708N·m1817N·m2366N·m2725N·m

最大扭矩转速1800r/min2000r/min1600r/min1800r/min

平均有效压力1.02MPa1.15 MPa0.93MPa1.15MPa

活塞平均速度10.58m/s10.58m/s10.58m/s10.58m/s

升功率41.7kW/L47.3kW/L38.1kW/L47.2kW/L

外形尺寸

长1219mm1524mm

宽1168mm991mm

高1040mm1067mm

单位体积功率263kW/m3331kW/m3

重量948kg

比重量2.44kg/kW

*功率试验条件按SAE标准，环境状况为29.4℃和98.1kPa  

美国DDA53系列2冲程柴油机

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国别

美国  

名称

DDA53系列2冲程柴油机

DDA Series 53 Two Stroke diesel Engine  

研制单位

通用汽车公司底特律柴油机阿里分部

Detorit diesel Allision Division of General Motors Corporation,US  

生产单位

通用汽车公司底特律柴油机阿里分部

Detorit diesel Allision Divis ion of General Motors Corporation,  

现状

生产  

装备情况

3-53 M561伽玛·哥特(Gama-Goat)1.25t 陆军卡车(77kW)、萨尔瓦多VAL轻型突击车

4-53N M8、M20轮式装甲车、2.5t战术卡车

4-53T 蒂莫尼(Timoney)装甲人员输送车、BDX MK2装甲人员输送车、维克斯瓦尔凯装甲人员输送车(Vickers Valkyr APC)

6V-53N M113A1和M113A2车族(157kW)、M3半履带装甲车(128kW)、肖特(Shoet)MK2装甲车(128kW)、乌鲁图(Urutu)EE-11装甲人员输送车(157kW)、美海军巡逻艇

6V-53T AVGP和LAV(8×8)轻型装甲车(205kW)、RDF(AAI)轻型坦克(194k W)、改装AMX-13(出口)轻型坦克(205kW)、EE-9凯期凯维尔装甲车(157kW)、龙  

概述

美国通用汽车公司底特律柴油机阿里逊分部(DDA)自1937年开始生产2冲程柴油机。现在生产的2冲程直流扫气水冷直接喷射式柴油机共有53、71、92和149等4大系列。这些系列按生产时间的排列次序是71系列(1937年)、53系列(1957年)、149系列(1967年)和92系列(1974年)。

53系列柴油机于1957年投入使用。现有直列3缸、直列4缸和V型6缸、8缸4种机型，在军用车辆上较大量应用的是4-53T、6-53N和6V-53T柴油机。至1985年，53系列柴油机已生产了75万台。DDA研究了53系列柴油机的市场情况，评估了实际可利用的技术，在原有基础上作了改进，形成银(Silver)53系列发动机。具体改进目标是：在外形变化最小，保持零部件原有通用性的基础上提高可靠性和耐久性(大修期延长50%)；改善燃油经济性(非增压发动机油耗降低16%，增压机降低8%)；降低噪声，比基型机降低3.0～5.5dB(A)。为此，对许多零部件进行结构、工艺改进，然后对采用改进零部件后的发动机进行耐久性、可靠性和破坏性试验。

53等系列柴油机在同一系列各型发动机之间通用零件数量达70%，这对简化后勤供应，提高发动机维修性是有利的。

53系列柴油机名称标识的特点是：

1.名称标识意义

以英制体积单位立方英寸表示的每1气缸排量作为该系列发动机的名称。53系列柴油机的单缸排量就为53立方英寸。

2.发动机型号标识意义

第一位数字表示发动机气缸数，如4，即发动机有4缸。

第一位数字后的字母V，表示气缸排以V型排列；L，表示气缸是直列排列，但直列机往往不用任何字母表示。

第二、三位数字表示名称。

第二、三位数字后的字母表示进气方式，N，自然吸气，Natural aspirated的字首字母，即非增压；T，涡轮增压，Turbocharged的字首字母。

最后一个字母表示有后冷(中冷)，A,Aftercooled的字首字母；表示无中冷。

由此，下列型号标识的意义为：

4-53N53系列直列4缸非增压柴油机

4-53T53系列直列4缸涡轮增压柴油机

6V-53TA53系列V型6缸涡轮增压中冷柴油机

DDA其他系列发动机71、92、149的名称标识意义类同。

结构特点

1.总体布置

6V-53柴油机气缸排V型夹角为66.7°与8V-71柴油机的缸间夹角相同。

采用传统的鲁茨泵进行直流扫气。缸套圆周上有进气口，从而缸盖上不需进气门而可布置排气门。缸盖中心位置安装泵喷嘴。鲁茨泵布置在气缸排V型夹角内。

为满足发动机不同的配套要求，直列式发动机的曲轴箱两侧的机加面对称，以安装水泵、机油散热器、机油滤清器等各种附件。

2.燃烧室

采用深ω型燃烧室。这种结构可降低活塞温度，顶环处降低约26.7℃，预边缘处温度降低约51.7℃。

3. 箱体

直列发动机的缸体和曲轴箱是整体结构，军用型采用铝合金材料，民用型则采用合金铸铁材料。

V型发动机的缸体和曲轴箱为两部分结构，采用湿式缸套。缸套由经热处理的合金铸铁制造，表面硬度高，有抗拉缸能力并易于更换，圆周上的进气口保证有效充气。

缸盖系整体式，采用GM13M灰铸铁制造。材料的最小拉伸强度为206.8MPa 。缸盖上每1气缸位置压入4个排气门座，起延长缸盖和排气门寿命的作用。缸盖冷却水来自缸体，由进水口引入。缸盖与每1气缸之间的层状金属缸垫能保证良好的密封性。

4. 曲柄连杆机构

曲轴由高碳合金钢锻造，经热处理有较高强度。连杆轴颈和主轴预经感应淬火，淬火深度能保证曲轴大修时经研磨可再使用。曲轴耐疲劳强度为552MPa，经严格的静平衡、动平衡，不平衡力矩小于0.0106N·m。曲轴主轴颈尺寸，直列发动机为76.2mm；V型发动机为88.9mm。曲轴连杆轴径尺寸，直列机63.5mm；V型机69.85mm。

连杆由经 热处理的锻钢制造，材料拉伸强度为552MPa。与活塞相连的连杆表面经精确加工成鞍形，连杆与活塞销用螺钉连接，杆身横截面较大，以提高刚度和抗弯强度。

活塞原为常规简形结构，为了提高发动机耐久性和燃油经济性1969年改用与71、92、149系列相同的活塞结构。这种组合活塞(见图)由带燃烧室的活塞顶部和带活塞销孔的活塞裙部组成。活塞顶部材料为GM81-M可锻铸铁，拉伸强度为552MPa，屈服强度为448.1MPa；活塞裙部材料为可锻铸铁。裙部外表面镀有0.017～0.038mm厚度的锡层。顶部和裙部之间采用横截面为矩形的氟橡胶密封。活塞销轴瓦是精密加工的，采用钢背铜铅轴瓦材料制造，表面有镀锡层。

活塞上共有5个活塞环，上面3个气不，下面2个油环。与以前整体活塞环相比，第一环高度由2.1mm增加到2.66mm，第二、三环的表面由镀铬改为等离子喷涂钼，第四环表面镀铬并减小张力。这些改进不仅达到了机油消耗率为0.6g/kW·h的设计目标，而且还使活塞环摩擦力降低26.4%(见下表)

6V-53T柴油机活塞环改进前后的摩擦力

改进前改进后

活塞环总摩擦力1074 N792N

全部气环摩擦力占总摩擦力面分比44.31%67.05%

上油环摩擦力占总摩擦力面分比25%16.4%

下油环摩擦力占总摩擦力百分比29.7%16.5%

活塞环摩擦损失占发动机功率百分比0.63%0.466%

改进后活塞环摩擦力降低26.4%

活塞销是实心的，用热轧钢经淬火加工而成，销上有2个连接连杆的螺钉孔，还有1个机油孔。

5.供油系统

采用泵喷嘴结构。这咱结构比较简单，能对供油量精确计量 并定时进行高压喷射。泵喷嘴系统是自放气的，不需复杂的起动程序，易于使用。在每1个泵喷嘴上有1个小燃油滤，而在主供油路上还有1个燃油精滤器和燃油粗滤器。

6.配气机构

凸轮轴高置。通过推子，短推杆使摇臂动作。每1气缸有3个摇臂，外侧的2个摇臂分别操作2个排气门，中间的1个摇臂操作泵喷嘴。凸轮轴由模锻钢制造，凸轮和轴颈表面都经淬火处理。

7.进排气系统

非增压发动机采用鲁茨泵压气机增压空气，经增压的进气缸套底部时气口进入气缸，进行直流扫气，将燃气从顶部排气门扫出。缸盖上有足够的空间布置排气门，有利废气排出。增压发动机的进气系统除设有鲁茨泵外，还串联了涡轮增压器，有的发动机则采用了中冷器。

排气门由镍合金钢制造，经热处理。杆部经淬硬增加耐磨性。排气门由冷却水和扫气空气流双重冷却。

8.冷却系统

采用常规的强制水冷系统。但2冲程发动机除了冷却水以外，还有扫气空气流进行内部冷却。在每1循环中，吸入气缸的新鲜空气扫除燃烧气体，从而对活塞、气缸、缸盖和排气门等一系列受热零件起冷却作用。

结构演变和系列化

53系列演变为银53系列柴油机，在结构、工艺和材料方面的改进为：

1.提高可靠性和耐久性

机油泵传 动联轴节采用氰化处理，并将淬硬层深度从0.005～0.025mm增加到0.076～0.2mm。

机油散热器材料由铜镍合金改为不锈钢，并在每1片散热片之间采用1片整体连接的黄铜薄片，从而提高了刚性。

鲁茨泵压气机驱动轴进行氰化处理，氰化层深度达0.0025mm。

曲轴后密封采用特氟隆(Teflon)单向密封装置，减少曲轴摩损和延长密封寿命。

为了减少渗漏，改进了如水泵等许多部件的密封材料以及垫片材料。

2.改善燃油经济性

为了降低油耗，53系列和71、92、149系列发动机一样，对进气系统作了改进。具体措施是在2冲程涡轮增压柴油机上，在鲁茨泵压气机端板上设置1个旁通阀和相应的旁通管道，使鲁茨泵仅在发动机起动和低负荷工况下工作，而在发动机中等或高负荷工况下涡轮增压器本身有足够的增压压力，并不需要鲁茨泵进入工作，从而节省鲁茨泵的驱动功率，降低了油耗。

旁通阀是1个表面镀铬的钢活塞，由弹簧加载，弹簧力对抗活塞表面上的鲁茨泵出气压力或空气箱空气压力；背部与大气相通。空气箱压力低时，旁通阀关闭，鲁茨泵正常参与工作，提供增压压力。在高负荷工况下涡轮增压器增压压力增加，空气压力也增加，当空气箱压力大于34kPa(10英寸汞柱)时，旁通阀开启，来自空气箱的空气再循环到压气机进口，因此鲁茨泵卸荷，停止工作。

53系列柴油机，都用同样结构的旁通阀，在3缸和4缸机上旁通端板也是通用的。

4-53T柴油机采用旁能阀后，在2500r/min高负荷时鲁茨泵的轼率损失降低了3.5kW，相当于功率提高和油耗改进了2.8%。

鲁茨泵不工作时降低了增压压力，但由于应用了涡轮增压器，使总效率提高了5%而得到更多的补偿，因此，采用旁通阀后进气压力和空气燃油比都增加，波许(Bosch)烟度值也降低，尤其在低转速下降低更多。

4-53T柴油机采用的爱瑞萨切(AirResearch)公司生产的TO4E 涡轮增压器具有良好的压气机匹配性能，发动机的工作范围都在压气机高效率区内。

由于压气机和涡轮增压器的改进，缸套进气口的高高可以从21.3mm降低到18.8mm，而且还保持充分的进气和扫气，这使排气延迟了3°曲轴转角，改善油耗1～6%。

因进气系统和燃烧室形状的变化，需要重新优化燃烧系统。为此对进气口涡流角度、泵喷嘴柱塞直径 、喷油器喷孔直径、数目以及喷雾角度都进行了鉴定。

3.降低噪声

DDA降低 噪声的主要措施一是通过改进零部件结构如增加阻尼和隔声来减少噪声，例如采用具有隔声特点的摇臂盖；二是采用曲轴调谐器。该调谐器由1个轮毂、1个弹性环和1个外惯性环组成。这种曲轴调谐器与原有的双槽皮带轮尺寸是相同的，可互换，只不过是调谐器增加了弹性环。

53系列发动机型谱

53系列3缸机3-533-53T

4缸机4-534-53

6缸机6V-536V-53T

8缸机8V53T

性能数据

型号4-53T6V-53T

类型

冲程22

缸数及排列4缸直列6V66.7°

冷却方式水冷水冷

燃烧室型式直接喷射式直接喷射式

燃料种类柴油柴油

增压方式涡轮增压涡轮增压

有无中冷无无

缸径/行程98.5mm/144mm98.5mm/144mm

总排量3.44L5.21L

压缩比17.517

标定功率132kW221kW

标定转速2800r/min2800r/min

最大扭矩538N·m865N·m

最大扭矩转速1800r/min2100r/min

平均有效压力0.82MPa0.917MPa

活塞平均速度13.44m/s13.44m/s

升功率38.4kW/L42.4kW/L

外形尺寸

长×宽×高1016×737×914(mm)

单位体积功率193kW/m3

重量566kg

比重量4.29kg/kW  

美国DDA 92系列2冲程柴油机

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国别

美国  

名称

DDA 92系列2冲程柴油机

DDA Series 92 Two Stroke Diesel Engine  

研制单位

通用汽车公司底特律柴油机阿里逊分部

Detroit Diesel Allision Division of General Motors Corporation,  

生产单位

通用汽车公司底特律柴油机阿里逊分部

Detroit Diesel Allision Division of General Motors Corporatio  

现状

生产  

概述

92系列于1974年推出，是DDA 4个2冲程系列发动机中最后研制的一个系列。系一种2冲程直流扫气水冷直接喷射式柴油机系列，但是在结构上作了一定改进。整个系列由6V、8V、12V、16V等4种V型发动机组成，可采用非增压、涡轮增压和涡轮增压中冷等不同的增压方式以获得更多的机型，扩大功率覆盖面。92系列柴油机的单缸排量为1.51L(92立方英寸)。

92系列与71系列一样，为了提高发动机可靠性、耐久性和改善燃油经济性，除了采用中冷、降低缸套进气口高度、改善气缸内涡流特性外，还在1984年10月开始进行重大改进，如重新设计扫气泵、采用新涡轮增压器、中冷器、凸轮轴、气缸套、低摩擦的气缸和活塞环组合、温度控制的机油散热器等。

92系列的未来发展所采用的新技术也是与71系列相同的。

DDA正在进行6V-92TA、8V-92TA和12V-92TA提高功率型发动机的研制规划。

6V-92T是由船用动力演变而来的一种有希望的发展机型。在转速为2300r/min、功率为350kW的标定工况下，美国海军曾进行了1000h持久试验。

DDA现已完成6V92TA〔2300r/min时功率提高到40 6kW(552马力)〕和8V-92TA(2300r/min时功率提高到541kW(736马力)发动机基本发展规划，其中包括北约(NATO)试验(新循环)，但还没有进行美国陆军坦克机动车辆局(TACOM)的评定。

6V-92TA(406kW)将是19～23t轻型坦克的强有力侯选发动机。1台6V-92TA样车已供应GKN防务公司(GKN Defence Operations)用于武士(Warrior)机械化步兵战车。该发动机还与通用电气(General Electric)公司的HMPT-500-3液压机械传动装置匹配在维克斯(Vickers)MK5坦克上。它还与HMPT-500传动装置相配，装在FMC公司的CCVL轻型近战车辆上。

8V-92TA(549kW)已选为贝尔航空与航天(Bell Aerospace)公司和FMC公司研制的LVT(X)水陆两用履带侦察车侯选车辆动力。399kW的8V-92TA发动机与阿里逊(Allison)XTG-411-3AX传动装置匹配正用于卡迪拉克·盖奇(Cadillac Gage)公司的鲆式(Stingray)轻型坦克。早在1985年，DDA就生产了549kW的8V-92TA发动机提供巴西伯纳迪尼(Bernardini)公司，安装在新型MB-3坦克上。

8V-92(327kW)已被选为奥施克施(Oshkosh)公司的M977、M978、M983、M985等重型高机动性战术卡车(HEMTT)动力。

1989年，DDA宣布在92系列上采用电子控制、高压比涡轮增压器、陶瓷和低散热材料以提高功率。具体目标是6V-92TA达到551kW(750马力)，8V-92TA达735kW(1000马力)，并制造12V-92TA使功率达1103kW(1500马力)。这些新发动机与现有机型合在一起、使92系列的功率覆盖面扩大到257～1103kW(350～1500马力)，从而可满足轻型履带和轮式战斗车辆、主战坦克的功率要求。

当92系列功率增长到1103kW后，就有可能成为美国陆军重型部队现代化和装甲车族的侯选发动机系列。

92系列发动机型谱

6缸机6V-926V-92T6-92TA

92系列8缸机8V-928V-92T8-92TA

12缸机12V-92TA

16缸机16V-9216V-92T16V-92TA

性能数据

型号6V-92T6V-92TA8V-92TA

类型

冲程222

缸数及排列6V6V8V

冷却方式水冷水冷水冷

燃烧室型式直接喷射式直接喷射式直接喷射式

燃料种类柴油柴油柴油

增压方式涡轮增压涡轮增压涡轮增压

有无中冷无有有

缸径/行程123mm/127mm123mm/127mm123mm/127mm

总排量9.05L9.05L12.1L

压缩比171717

标定功率350kW412kW549kW

标定转速2300r/min2300r/min2500r/min

最大扭矩1634N·m1961N ·m 2615N·m

最大扭矩转速1600r/min1500r/min1500r/min

平均有效压力1.01MPa1.19MPa1.09MPa

活塞平均速度9.74m/s9.74m/s10.6m/s

升功率38.7kW/L45.5kW/L45.8kW/L

外形尺寸

长1086mm

宽877mm

高1033mm

单位体积功率560kW/m3

重量864kg1023kg

比重量2.47kg/kW1.86kg/kW  

美国DDA V8-8.2L节油柴油机

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国别

美国  

名称

DDA V8-8.2L节油柴油机

DDA V8-8.2L Fuel Pincher Diesel Engine  

研制单位

通用汽车公司底特律柴油机阿里逊分部

Detroit Diesel Allision Division of General Motors Corporation,  

生产单位

通用汽车公司底特律柴油机阿里逊分部

Detroit Diesel Allision Division of General Motors Corporatio  

现状

生产  

装备情况

美国空军扫雪车  

概述

该柴油机是底特律柴油机阿里逊分部在70年代末专为民用中型卡车研制的一种4冲程水冷直接喷射式柴油机，总排量为8.2L，有V8-8.2非增加和V8-8.2T涡轮增压两种机型，功率范围为121～169kW(165～230马力)。

DDA分部一反传统的2冲程柴油机的设计首次推出4冲程 柴油机作为中等重量等级的卡车动力，主要是考虑到4冲程柴油机不需要昂贵的鲁茨泵扫气系统，可降低制造成本。该柴油机在结构和设计上有创新，既有柴油机燃油经济性高的特点又有类似汽油机的性能，它省油的主要原因之一，还在于将在2冲程柴油机上应用泵喷嘴的成熟技术移植到此4冲程柴油机上。

该柴油机的特点是：

较高的燃油经济性该机在中型卡车上，在效区和城市进行行驶试验所得到的平均燃油消耗数据如下：

卡车总重量kg80001600024000320004000048000

单位油耗里程数km/L2.95～3.392.65～3.102.30～3.271.95～2.424.17～1.951.18～0.98

较好的扭矩特性这导致车辆爬坡性能提高，加速性也较好。

尺寸较紧凑与同功率的汽油机几乎有同样的外形尺寸。

较好的可靠性和持久性相对于汽油机，该柴油机结构强度高，转速低，从而降低摩擦和磨损，而且取消了汽油机容易发生故障的电点火系统和汽化器。

维修成本低这是由于无汽化器和火花塞需要改装，无专用排放设备需要调整，而只需在规定的80500km行程内更换机油和机油滤清器。

易于冷起动在-23.3℃环境温度下，不需辅助起动装置即可起动。

有鉴于此，有关部门对其作为轻型装甲车辆动力，如用于瑞士莫瓦格间谍侦察车，改装加拿大2.5t M35A2C卡车，表示了极大的兴趣。

结构特点

1.燃烧系统

名为节油柴油机(The Fuel Pinch er Diesel)的V8-8.2L，节油的关键在于采用了螺旋进气道和DDA泵喷嘴以及ω型直接喷射式燃烧室、隔热排气道等组成的燃烧系统，从而保证了良好的燃烧过程。

在进气系统中，气缸盖内的进气道是特殊形状的，强制进入的空气流发生旋转并加速，从而形成涡流。这种螺旋气道和ω型燃烧室相结合，使空气在燃烧室内形成微涡流和宏涡流，有利于与雾化的燃油均匀混合。

在喷油系统中，采用的4C65型泵喷嘴是DDA分部的专利产品。该泵喷嘴采用精密机加工艺。在气缸盖的相对于每1气缸中心位置上安装1个泵喷嘴，燃油经气缸盖上的燃油道直接到达泵喷嘴，从而取消了易发生故障和影响每缸供油均匀性的高压油管。泵喷嘴集喷油泵和喷油器的功能于一身，能精确地计量、定时、加压和雾化燃油，喷油压力为103MPa(15000磅/英寸2)。在气缸内，经高压喷射雾化均匀的燃油和有强烈涡流的进气相混合，通过压缩着火，混合气得到完全燃烧，如此形成的燃烧过程有利于发动机提高性能，降低燃油消耗率和排放。泵喷嘴的喷油压力比普通喷油器的高好几倍，燃油得到充分雾化， 改善了燃烧过程。

气门和泵喷嘴的传动机构采用高强度材料和先进的制造工艺。凸轮轴较短，刚性高，有较粗的轴颈和较大的基圆。凸轮轴由锻钢经精密机加制成，凸轮表面感应淬硬。挺柱为滚子型，由激光淬硬。气门推杆用感应淬火增加硬度。

排气系统的排气管短而圆粗，光滑的管壁表面有利于减少排气流动损失。排气管有不锈钢隔热罩可减 少散热量，增加至废气涡轮的作功能量。

2.由柄连杆机构

曲轴的主轴颈和连杆轴颈都较粗，有较大重叠度，刚性较大。断面过渡有较大的倒圆，采用赫根赛特(Hegensc heidt)滚压加工。轴承表面积较大，负荷比较小。

活塞由铝合金制造。采用3环结构。椭圆形裙部经偏心研磨加工。活塞的设计是使其工作时尽可能减小收缩和膨胀以得到与缸擘间的最小间隙，从而减少活塞敲缸噪声。

连杆是锻钢件，较短。有较好刚性和较高强度。

此外，为了降低噪声，气门盖是谷槽状的分层钢盖，油底壳也是双壁结构。

气缸盖垫片系整块式预压缩结构。

润滑系统采用了2个全流离心式机油滤清器。

性能数据

型号V8-8.2V8-8.2T

类型

冲程44

缸数及排列8V90°8V90°

冷却方式水冷水冷

燃烧室型式直接喷射式直接喷射式

燃料种类柴油柴油

增压方式非增压涡轮增压

有无中冷无无

缸径/行程108mm/112mm108mm/112mm

总排量8.2L8.2L

压缩比18.317

标定功率121kW169kW

标定转速2800r/min

最大扭矩474N·m583N·m

最大扭矩转速1200r/min1700r/min

平均有效压力0.88MPa

活塞平均速度10.45m/s

升功率14.7kW/L20.6kW/L

外形尺寸：长×宽×高890×801×826(mm)

单位体积功率287kW/m3

重量497kg508kg

比重量4.1kg/kW3kg/kW  

美国VTA-903T柴油机

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国别

美国  

名称

VTA-903T柴油机

VTA-903T Diesel Engine  

研制单位

康明斯发动机公司

Cummins Engine Company,Inc,US  

生产单位

康明斯发动机公司

Cummins Engine Company,Inc,US  

现状

生产  

装备情况

M2步兵战车、M3装甲侦察车、M993多管火箭系统(MLRS)、M987战斗车辆系统(FVS)、155mm AS-90自行火炮、LVTP7A1两栖装甲人员输送车及运货车、加拿大改装的M41坦克、丹麦改装的EFS M41坦克  

概述

该发动机最初为民用设计，是一种4冲程V型8缸柴油机，发展了非增压、涡轮增压和涡轮增压中冷3种基本机型，广泛用于建筑施工设备、车辆、船舶领域。

以后，又被选为多种军车动力。如由加拿大利维汽车零件公司(Levy Auto Parts Company)改装的加拿大装备的M41坦克，采用了VTA-903T柴油机(功率342kW，转速2600r/min)作为改装动力，代替原来的美国大陆(Continental)公司的AOSI-895-5型6缸风冷汽油机(功率368kW,转速2800r/min)，用于柴油机燃油经济性的提高，改装的M41坦克公路最大行程达到520km。

1982年美国陆军开始装备的M2和M3战车选用VTA-903T柴油机作动力后，更扩大了该发动机的使用范围。计算机模拟和野外试验表明发动机功率增加到441kW(600马力)、485kW(660马力)和551kW(750马力)时，还可保证工作可靠性。提高功率的发动机由于采用了低散热技术，从而冷却系统尺寸得到进一步减小。

该型发动机的型号标识意义为：

V--气缸排呈V型排列，每排4缸；

903--8缸总排量为903英寸3；

V-903--非增压发动机；

VT-903--涡轮增压中冷发动机；

VTA-903--涡轮增压中冷发动机。

903以后的字母后缀表示发动机的应用范围，如M表示船用，C表示 建筑施工设备用，T表示卡车用。VTA-903T表示用于卡车、气缸呈V型排列、总排量为903英寸3的涡轮增压中冷柴油机。

为满足车辆对发动机的高单位体积功率、高燃油经济性的要求，美国陆军坦克机动车辆局(TACOM)向康明斯发动机公司提出研制低压缩比的V903(LC R-903)发动机，目的是验证M2/M3战车动力VTA-903T从原来368kW(500马力)提高到735kW(100 0马力)的技术现实性。

提高功率的措施是：采用低压缩比ε=11)，高增压中冷；提高发动机转速，从2600r/min增加到3200r/min；采用高效率、高压比的可变截面涡轮增压器 ；分析了下列5种进气增压系统；

(1)二级涡轮增压系统，采用2个常规低压涡轮和可变截面压气压器；

(2)单级高压比涡轮增压系统，采用可变截面涡轮和可变截面压气机；

(3)涡轮复事系统，由可变截面高压比涡轮增压器和以固定传动比与发动机曲轴相连的低压动力涡轮组成；

(4)相似于超高增压(Hyperbar)概念的低压缩比适应系统(LCR-FLX)，由单级高压比固定截面涡轮增压器和排气管、燃烧室组成；

(5)二级进气增压系统，采用常规涡轮增压器作高压级，而低压级采用的是气波增压器(Comprex)。

从性能、成本、外形尺寸、可靠性和维护性等多方面的分析结果表明，涡轮复合系统有明显的优点，公司决定先开始进行涡轮复合硬件研制规划。

为适应所采取的技术措施，对下列结构作了改进：

1.曲柄连杆机构

曲轴原生产型曲轴采用橡胶减振器，由于LCR-V903发动机提高了转速和功率，另选了罗大的粘性减振器。但这种减振器 寿命较短，还需进一步提高性能，主要是高温密封性。

活塞在原生产型锻铝活塞基础上改变ω型燃烧室的结构尺寸并增加喷油冷却，冷却机油流量为7.55L/min，后来又与卡尔-施密特股份有限公司(Karl-Schmidt GmbH)联合研制一种锻铝材料的有冷却油道的活塞，经试验效果良好。

2.供油系统

仍采用康明斯公司传统的PT燃油系统，但是增大了燃油输送量，达到每循环325mm3，为此，增大了喷油泵计量口直径、喷油泵摇臂比、喷油器喷孔直径等，较原生产型喷油泵提高了喷油压力和减少了喷油延续时间。喷油压力从82.7MPa增加到113.MPa，喷油延续时间从47°CA 缩短到35.5°CA。为了减小全负荷时的最高爆发压力并保证部分负荷下的良好燃烧，还研制了液压操纵的可变喷油定时装置。

3.涡轮增压系统

该系统由康明斯公司的子公司霍塞特工程公司(Holset Engineerin g Co.)负责设计试验。主要设计目标是在发动机标定转速、标定功率下，涡轮增压器总效率达64%。为此，除了制造并试验涡轮复合系统外，还制造试验了二级涡轮增压系统的单级高压比涡轮增压系统。

设计制造了新的中冷器和进气管，主要目的是为了减少空气侧的压力损失和将进气温度降低到107℃。采用了双通道铜管(通水)的翅管式中冷器芯，外形尺寸为长559mm，宽229mm，高114mm。发动机标定功率时的散热率为10.6MJ/mim(10000B.T.U./min)

4.冷却系统

采用了提高效率的水泵叶轮，在给定转速了流量增加了21%，由于标定转速从2600r/min增加到3200r/min，冷却水流量又增大了10%。冷却水流量增加到604L/min。

5.润滑系统

该发动机采用了涡轮复合传动装置，活塞增加了喷油冷却，因此需要增加冷却的机油量。为此采用双齿轮机油泵，增加了1个机油散热器和机油滤清器。还采用了1个容量增大的油底壳。

该发动机从1979年9月开始试验工作，实践表明，采用涡轮复合系统，二级涡轮增压系统和单级高压比涡轮增压系统3种进气增压方法都能达到功率提高至735kW的设计目标，最佳燃油消耗率已达213g/kW·h(159g/马力·h)。

性能数据

型号VTA-903T

类型

冲程4

缸数及排列8V90°

冷却方式水冷

燃烧室型式直接喷射式

燃料种类柴油

增压方式涡轮增压

有无中冷有

缸径/行程140mm/121mm

总排量14.8L

压缩比15.1

标定功率368kW

标定转速2600r/min

最大扭矩1306N·m

最大扭短转速1800r/min

平均有效压力1.16MPa

活塞平均速度10.49m/s

升功率24.9kW/L

燃油消耗率

标定243g/kW·h

最低228kg/kW·h

外形尺寸

长1148mm

宽1011mm

高1288mm

单位体积功率246kW/m3

重量1110kg

比重量3.02kg/kW

(V-903型民用车辆发动机主要参数)

标定功率kW/转速r/min最大扭矩N·m/转速r/min

V-903C195/2600889/1500

V-903C217/2600945/1800

VT-903C235/26001046/1800

VT-903C257/26001145/1800

VT-903C272/26001145/1800  

美国GT601燃气轮机

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国别

美国  

名称

GT601燃气轮机

GT601 Gas Turbine Engine  

研制单位

国际工业燃气轮联合公司(初期)；伽莱特公司(现在)

ITI(Industrial Turbines International);Garrett Corp  

现状

工程研制  

概述

该燃气轮机是国际工业燃气轮联合公司(ITI)研制的一种车用燃气轮机。联合公司于1972年成立，成员有美国麦克(Mack)卡车有限公司、伽莱特有限公司和联邦德国KHD公司。联合公司一成立，就着手研究发展载重汽车、越野车辆和军用履带车辆用燃气轮机，初步确定功率为330～470kW(450～638马力)。较低功率型是考虑应用于民用车辆，较高功率型是针对军用车辆领域。现在该燃气轮机已由伽莱特公司发展，功率范围为404～551kW(550～750马力)。

GT601燃气轮机的发展过程：

1974年完成了车用燃气轮机的循环优化、装置设计、车辆制动与变速、结构优化等项目。

1976年完成了部件台架试验和齿轮箱台架试验。

1977年第一台试验机装车运转。

1978年制出若干初样机并进行首次装车试验。装车试验证明该燃气轮机工作可靠，具有良好的适应性。

1979年9月，美国陆军坦克机动车辆研究发展局(TARDCOM)与伽莱特公司签订了100万美元的合同，用以鉴定该燃气轮机作为军用履带车辆动力的可能性，具体方案是装在美国XM2步兵战车和XM3侦察车上，要求功率提高到551kW(750马力)。

1980年在尤马试验场(Yuma Proving ground)对燃气轮机卡车进行试验。

1981年为论证该燃气轮机在履带战车上应用的可行性，将470kW(638马力)机型安装在XM723机械化步兵战车上由美陆军进行了一系列装车试验。完成合同第一阶段工作后接着进行第二阶段工作，包括在M2步兵战车上进行试验以及在麦克卡车和M48坦克上进行论证试验。共完成了10000km耐久性试验。

1982年完成了1000h鉴定试验，并进行了多种燃料试验。

1983年起该燃气机开始装在其他车辆上进行试验，现已进行论证试验的车辆有通用动力公司地面系统分部(General Dynamics/Land Systems Div.)的电动试验车(EVTB)，由皇家武器装备研究发展中心(Royal Armament Research & Development Establishment)进行试验的英国奇伏坦主战坦克，法国AMX-30坦克(带有一个新的传动装置)，以色列T-55主战坦克、M-109自行火炮(后两者在 美国尤马、阿利桑那(Arizona)和西尔堡(Fort Sill)试验场进行试验)，联邦德国黄鼠狼机械化步兵战车，联邦德国M48坦克和伽莱特公司的公路卡车试验车。

到1987年，已制成样机16台，累积试验里程96000km以上，研制费用已超过9000万美元。

该燃气轮机已在美、英、法、以色列4个国家进行了广泛的装车试验。伽莱特公司希望在改装M47、M48 、M109、AMX-30、逊邱伦和奇伏坦等装甲坦克车辆时能选用GT601作为这些改装车辆的动力。因而该燃气轮机是功率相当的履带车辆柴油机的一个可供选择的替换发动机。

除了履带车辆应用外，GT601还可用于发电，也可作为工业和船用动力。

该燃气轮机投产时的单价估计约为25万美元。

结构特点

GT601是回热循环双轴燃气轮机，其结构特点如下：

压气机二级、离心式、总压比为8.78。

燃烧室单管式 。

压气机涡轮单级径流式，涡轮进气温度为1051℃(1925)。

动力涡轮二级、轴流式，叶轮的外周有环形圈，动力涡轮导向法片是可调的。

回热器间壁式回热器由4个基本相同的不锈钢芯子组成。空气进入回热器的温度在标定工况时为315℃(600°F)，经过回热器温度升高到577℃(1070°F)；废气进入回热器的温度为615℃(1140°F)，经过回热顺温度下降为371℃(700°F)。

减速箱行星齿轮减速箱，减速比为10：1，齿轮箱输出转速为3000r/min。该减速箱具有超速余量。

附件传动箱发动机和车辆的附件如辅助泵、发电机等，由1个具有超越离合器的齿轮箱驱动，该传动箱位于发动机的前端。在大多数工况下，附件由动力涡轮驱动。但是当涡轮在低速运转时，可通过超越离合器由燃气发生器转子驱动。

该燃气轮机具有非常好的扭矩特性，扭矩随转速下降而线性上升，在基本的发动机工作转速范围内可保持恒定的输出轼率。该机重量轻，冷起动可靠，不需要复杂的冷却系统，任选项目包括动力反馈制动和辅助功率输出轴。该燃气轮机可以与手动或自动传动装置匹配工作。

该燃气轮机经过回热器排入大气的废气，没有可见的烟雾特征，这是燃气轮机的一个优点。以这种发动机为动力的军用车辆，不易被敌方发现，因而可提高其生存力。

性能数据

型号GT601

燃气轮机循环回热循环

标定功率551kW(750马力)，条件:海平面，大气温度15℃，带燃油泵，机油泵等

燃油消耗率

100%功率时270.6g/kW·h(199g/马力·h)

75%功率时258.4g/kW·h(190g/马力·h)

50%功率时263.8g/kW·h(194g/马力·h)

燃料种类柴油、航空煤油、无铅汽油、酒精混合液、在发动机不作改变的

条件下还可使用天然气

外形尺寸

长1283mm

宽1028mm

高937mm

体积1.24m3

单位体积功率447.8kW/m3(609马力/m3)

重量986kg

比重量1.79kg/kW(1.31kg/马力)

大修期3000h  

美国AVDS-1790发动机

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国别

美国  

名称

TCM AVDS-1790发动机

TCM AVDS-1790 Engine  

研制单位

泰莱达因·大陆汽车公司通用产品分部

Teledyne continental Motors

General Products Division,US  

生产单位

泰莱达因·大陆汽车公司通用产品分部

Teledyne continental Motors

General Products Di vision,US  

现状

生产(改进型产品)  

装备情况

AVDS-1790-2AM48A3、M48A5、M60系列坦克

AVDS-1790-2AC逊邱伦坦克

AVDS-1790-2DRM88A1抢救车

AVDS-1790-6A梅卡瓦MK1、MK2主战坦克

AVDS-1790-9AR梅卡瓦MK3主战坦克  

概述

泰莱达因·大陆汽车公司通用产品分部(TCM/GPD)是当前世界上最大的风冷坦克发动机制造商。该坦克柴油机于1959年问世，是美国第一次专为坦克研制的军用柴油机。

该机由AV-1790汽油机和AVI-1790喷射式汽油机演变而来。其设计原则是降低燃油消耗率以增大坦克行程提高车辆机动性；使用多种燃料以简化后勤供应；采用风冷以提高发动机对自然环境的适应性；取消水冷系统以减小发动机体积和重量，减少易损性，提高维护性。1960年，该机取代AVI-1790喷射式汽油机用在同年定型并投产的M60坦克和首批系列化生产的M48A3坦克上，以后又成为M60系列坦克的制式动力。

该机是一种4冲程12缸V型90°夹角排列的风冷涡轮增压发动机，是美国"专机专用"战车发动机发展方针的产物。自1959年装备以后，一直在进行改进以满足老坦克改进和新坦克设计的需要，已经发展到10多种机型。公司把这些发动机分为最初机型、产品改进机型和提高轼率机型3种类型。在1959～1980年的21年中，改进共生产了该发动机约22000台，单价约为75000美元。

AVDS-1790发动机的型号标识意义为：

A：冷却方式：空气冷却（风冷）

V：气缸排列型式：V型

D：燃用燃料：柴油

S：进气方式：涡轮增压

1790：总排量

因为AV-1790发动机是非增压汽油机，所以没有D和S的标识，而AVI-1790中的I是英语"喷射"(Injection)一词的字首字母，即表示发动机采用汽油喷射方式供油而不用汽化器。此外，AVDS-1790变型机LV-1790的型号标识中L表示采用液冷冷却方式。AVCR-1790变型机采用可变压缩比活塞，型号标识中VCR是Variable compression Ration 3词的字首字母。

结构特点

AVDS-1790各型发动机中用于M60坦克的AVDS-1790-2A是最初机型，其结构特点是：

1.总体布置

该机左右两排气缸呈V型90°夹角排列，夹角内布置有2个冷却风扇，喷油泵、排气管以及全长上有小孔的灭火管。两排气缸外侧分别安装发动机机油散热器和传动装置液压油散热器，还有燃油箱。2个涡轮增压器分别装在发动机飞轮两侧。

附件传动机构都布置在发动机功率输出端，有2条传动路线，一路是刚性传动，由高抗扭性的空心轴带动凸轮轴和喷油泵，另一路由挠性空心轴带动冷却风扇。这种布置方式使附件传动机构的长度比原汽油机有所缩短，从而保持发动机长度在规定范围内。

总体布置的特点是采用积木式结构，便于接近和换修需要日常维护的部件，而且也便于发动机整体装拆。

保留了AV-1790汽油机的缸径(146mm)和行程(146mm)，行程缸径比S/D=1，降低了发动机高度。

采用了较大的缸心距(228mm)，缸心距缸径比A/D=1.56，使发动机长度增加，但保证了散热面积。

2.燃烧室

采用"墨西哥帽"型燃烧室，这是在美国广为沿用的一种无涡流直接喷射式燃烧室，配以良好的喷渍系统呆保证较好的燃油经济性。

3.气缸盖

每1缸盖和气缸成一整体。钢制缸套外表面光滑。铝制散热片用热压工艺固定其上。缸盖由钢制进排气道和铝制散热片铸造而成，为保证排气端散热充分，进气端至排气端的散热片呈30°倾斜。

缸盖和气缸已由螺钉连接改为现在的电子束焊接，形成一个整体，便于整体拆装或更换。

4.箱体

曲轴箱为整体式结构，在最大应力处有加强筋。采用铸铝材料以降低重量，有利于散热。曲轴箱上有固定曲轴的7个主轴承，用4个双头螺栓和2个横拉螺栓装由锻铝制成的主轴承盖固定于曲轴箱。

5.曲柄连杆机构

曲轴为锻钢件，经氮化处理，前端装有挠性扭振减振器。

采用并列连杆，由具有高抗扭和高抗弯性能的合金钢锻制。

活塞为锻铝件，用模锻制造，表面经仿形磨削并带有锥度。活塞上有3个气环、1个油环，由单独的冷却回路进行喷油冷却，机油流量为75.7L/min。

6.配气机构

每1气缸有1个进气门和1个排气门、由进排气共用的配气凸轮轴通过摇臂进行驱动。每1个气缸排有1根配气凸轮轴。

气门定时：进气门开启上止点前25°排气门开启下止点前45°

进气门关闭下止点后55°排气门关闭上止点后20°

进气延续时间260°排气延续时间245°

7.供油系统

低压输油泵系叶片式。

喷油泵为美国波许(Bosch)公司的PSB-12BT公配式泵，置于气缸排V型夹角内，在其传动装置中有自动喷油提前装置。

设有主燃油滤清器和油水分离式燃油滤清器，滤清系统有电磁阀、放水阀等装置，能保证向喷油泵输送无水而洁净的燃油。

8.进排气系统

位于气缸排外侧的进气管内有用于寒冷气候下起动的电操纵火焰加热器。起动时打开起动开关，从手动泵、加热器燃油滤和电磁阀喷入进气管的燃油由火花塞点火燃烧，受热空气和燃气一起进入气缸，预热气缸和活塞。

采用许杯重(Switzer)涡轮增压器对进气进行增压，压比为1.9。

在V型夹角内安置排气管，共4根。每一排气管连接相邻3个气缸。

9.冷却系统

风冷冷却系统的空气循环路线见下图。

在V型夹角内有2个向发动机和润滑系统提供冷却空气的、由发动机驱动的轴流式风扇，直径为600mm，在2400r/min时空气流量为566m3/min，进气方式为吸风式，冷空气从车体两侧百叶窗吸入，流经机油散热器和发动机气缸排，受热空气由两个轴流风扇鼓进外壳内，通过外壳导向车尾。发动机排气管出口位于外壳出口处。当发动机工作时，在外壳出口处形成较高的真空度，由于废气的引射作用而提高了冷却效率，热空气和废气混合后经车尾叶窗排至车外。

10.润滑系统

采用湿式油底壳。强制润滑系统的机油泵总成由4个单元泵组成。油泵结构能保证在各种使用条件下从储油室抽出机油，润滑发动机。润滑系统装有机油低压报警灯和机油高温报警灯作为发动机的安全保护装置。

鉴于发动机具有较高功率和较好燃油经济性，尽管标定功率仅为552kW(750马力)，小于被取代的AV-1790非增压汽油机的轼率(6…7kW)，但是它们却有差不多的净功率，见下表。

功率和功率损失(kW)AVDS-1790-2AV-1790

标定功率552607

消音器损失018.4

空气滤损失很小22.1

风扇损失80.999.3

发动机损失7.357.35

总功率损失88.2147

净功率463460

型号演变

该柴油机在外型尺寸基本不变的条件下，根据不同坦克的改装和设计要求，已形成如下10多种机型：

该柴油机的性能改进主要有：

1.提高可靠性

1972年，TCM/GPD着手M60坦克动力AVDS-1790-2A的产品改进计划。经改进的发动机称为RISE发动机，此系美国陆军选用设备可靠性改进规划〔U.S.Army's Reliability Improvement of Selected Equipment (RISE) Program〕的一部分而得名。

在RISE规划中，发展了AVDS-1790-2CC(带油冷的交流发电机，标定电压28V，标定电流650A)和AVDS-1790-2D(带空气冷却的发电机标定电流300A)两种产品改进型发动机，以满足车辆不同的电气系统的要求。

最初机型在大修时采用相应的RISE部件可以容易地成为产品改进型发动机，故在1975年前已经停产，装备的坦克上都已换用RISE发动机。

RISE发动机的改进有发电机总成及传动装置、起动器的低电压保护、油压开关和温度传感器、排气管、进气管火焰加温装置、涡轮增压器、燃油滤清系统和自动排水装置、传动装置的机油散热器、发动机的机油散热器、油底壳和机油泵、减振器壳体和机油滤清系统、正面防护装置、顶侧电气快速拆卸装置以及发动机内部的一些改进如燃油喷射系统、气缸、活塞、活塞环、冷却活塞的喷油嘴等。

AVDS-1790主要交型机

发动机型号最初装备车辆改装车辆外形尺寸：长×宽×高(mm)功率(kW)转速(r/min)

最初机型

AVDS-1790-2AM60，60A1，M60A1E1M475512400

M60A1E2，M60AVLB架M48

桥坦克，M728CEV工程车

AVDS-1790-2AC逊邱伦1790×1780×11305512400

AVDS-1790-2AR5512400

产品改进机型

ACDS-1790-2CM60A1，M60A31750×1870×11105512400装有650A油冷交流电机

M60AVLB

AVDS-1790-2CC逊邱伦1750×1780×11105512400

AVDS-1790-2DM60，M60A1，M48A31800×1870×11105512400装有300A空气冷却发电机

M48A5

AVDS-1790-2DRM88坦克抢救车5512400

AVDS-1790-2DC逊邱伦1800×1780×11105512400

提高功率机型

AVDS-1790-6A梅卡瓦MK1，梅卡瓦MK21750×1705×11106622400

AVDS-1790-7A1750×1870×11106982400

AVCR-1790-1A曾准备作梅卡瓦改进型动力1750×1870×11108822400

AVCR-1790-1B8822400

AVDS-1790-9AR梅卡瓦MK38952400

2.提高功率

AVDS-1790柴油机的结构强度是按最高爆发压力为15.1MPa(154kgf/cm2)设计的。在单缸机上曾作过试验，最高爆发压力达14.4MPa(147kgf/cm2)。采用变压缩比活塞后的AVCR-1790各类变型机的功率可达698kW或882kW。

从AVDS-1790-2A基型机的551KW功率提高到AVDS-1790-6A型的662kW，所采用的技术措施有：

(1)采用了新的涡轮增压器，增加了中冷器。增压压比从1.9提高到2.4，压气机空气流量从0.55kg/s增加到0.58kg/s。

(2)改进了供油系统，为与空气流量相适应，增加喷油泵供油量，柱塞直径从11mm增加到12mm，升程未变，改装了新挺柱。最大喷油压力从78.5MPa(801kgf/cm2)增加到85.8MPa(875kgf/cm2)。

(3)将活塞顶部的燃烧室加深，使压缩比从16.5降低至14.5，以适应增压比提高而保持最高爆发压力13MPa(133kgf/cm2)不变。

(4)改变风扇传动装置的传动比(从2.1:1改为2.15:1)，使风扇转速从4800r/min增加到5160r/min，从而增大冷却空气流量(从9.9m3/s增为10.8m3/s)以降低热负荷。

从AVDS-1790-6A型的662kW功率提高到AVCR-1790-1A型的882kW，所采用的主要技术措施为：

(1)将高增压技术和变压缩比活塞技术相结合，AVCR-1790-1A的变压缩比范围为18:1～11:1，最高爆发压力(12.3MPa)小于AVDS-1790-6A。

(2)改进供油系统，喷油泵柱塞直径从12mm增大到13mm，喷孔数和孔径由8×0.276×135°增至10×0.3×135°，从而得到最佳雾化，同时保持高压油管内压力低于89.2MPa(910kgf/cm2)。其他改进还有采用二级式调速器，加速时控制燃油的和限制烟度的进气管传感器、控制发动机工作温度和限制燃油量的机油温度传感器。

(3)改进冷却系统，冷却空气流量从68kg/min增加到91kg/min，在发动机两侧各增设1个进气中冷器。

(4)润滑系统采用1个离心式机油分离器，以提高滤清效率并保证机油质量。

(5)改进涡轮增压器结构，AVCR-1790-1A发动机的压气机铝叶轮用后弯叶片，直径为130mm。AVDS-1790-2A和AVDS-1790-6A发动机的压气机铝叶轮用普通径向叶片，直径为114.5mm，AVCR-1790-1A发动机在标定功率时，压比为4:1，空气流量为0.795kg/s。

(6)梅卡瓦MK3主战坦克采用的AVDS-1790-9AR型没有采用变压缩比活塞，功率也达到了882kW，所采取的结构改进涉及连杆、活塞、喷油器等。

3.加装烟雾发生器提高坦克生存力

凡采用AVDS-1790各型发动机的坦克，都加装烟雾发生器，使坦克不易初敌方探测从而削弱敌人反坦克武器作用。该烟雾发生器能补充M239烟幕弹的作用。需要时驾驶员按动1个开关使燃油喷到发动机排气管，燃油受热蒸发逸出管外，油蒸汽和周围空气接触冷凝而形成白色浓烟屏障。该系统由美国陆军化学系统实验室(Chemical systems Laboratory)设计。

性能数据

型号AVDS-1790-2A类型

冲程4

缸数及排列12V90°

冷却方式风冷

燃烧室型式直接喷射式

燃料种类柴油；JP4煤油

增压方式涡轮增压

压比1.9

有无中冷无

缸径/行程146mm/146mm

总排量29.35L

压缩比16

标定功率551kW

标定转速2400r/min

最大扭矩2354N·m

最大扭矩转速1600r/min

平均有效压力0.94MPa

活塞平均速度11.7m/s

升功率18.8kW/L

燃油消耗率233g/kW ·h

外形尺寸

长1867mm

宽1742mm

高1110mm

单位体积功率225kW/m3(体积未计局部突出)

重量1725kg(不带冷却设备)1910kg(带冷却设备)

比重量3.13kg/kW

环境特性

工作环境温度范围+52°～－54℃在-32℃温度下，不用起动辅助装置

即可起动，在-54℃温度下，用起动装置方能起动

处于倾斜状态的工作能力前后倾斜60%，横向倾斜40%

水下潜渡能力4m

在2438m高度上保持功率能力输出功率不小于标定功率的75%  

美国AVCR-1360-2柴油机

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国别

美国  

名称

AVCR-1360-2柴油机

AVCR-1360-2 Diesel Engine  

研制单位

泰莱达因·大陆汽车公司通用产品分部

Teledyne continental Motors General Products Division (TCM/GPD)  

现状

完成研制待选用  

概述

约在50年代末，大陆公司在已装备的AVDS-1790发动机的基础上采用与之类似的总体布置与结构研制了AVDS-1100变型机。至60年代中期，在AVDS-1100发动机上采用可变压缩比活塞，从而出现了AVCR-1100变型机。为了满足70年代主战坦克的要求，公司在1968年又对AVCR-1100进行改进，V型夹角从90°改为120°，降低了发动机高度，扩大了缸径，降低了强化程度，提高了可靠性。改进后的发动机称为AVCR-1100-3型。以后又在此基础上，降低压缩比，增设一级容积式压气机，形成AVCR-1360柴油机，生产型号为AVCR-1360-2。由于采用了高增压中冷和可变压缩比活塞，而且又较其前身提高了转速，该机的各项功率达49.5kW/L(67.36马力/L)，该柴油机曾与AGT-1500燃气轮竞作XM1坦克的动力。尽管竞争失败，但对该机的改进工作一直未中断。70年代末，该机曾被选为高机动性高灵敏性试验车(HIMAG)动力；又曾被作为M1坦克的后备柴油机方案之一。

该柴油机现已完成400h北约(NATO)耐久试验和1976年进行的32000h台架和装车试验。通过试验得到的可靠性成熟指数(RMI)表明，无故障间隔时间为274h。

AVCR-1360柴油机在总体设计上继承了AVDS-1790发动机的经验，但在设计思想上有所创新。该机采用新技术以小排量达到高性能指标，这与联邦德国和苏联的军用发动机采用常规技术以大排量达到较低性能 指标满足车辆要求的设计思想也不相同。AVCR-1360-2发动机具有如采用可变压缩比活塞、可变转速冷却风扇传动装置以及采用可变截面涡轮增压器等许多新的结构特点，都体现了该公司的设计思想。

该发动机的单位体积功率、加速性、燃油经济性等指标都具有较高的水平，虽然至今还未正式装备，但却代表了当代美国坦克发动机的技术水平。

结构特点

该发动机是一种4冲程12V120°风冷直喷式燃烧室可变压缩比活塞串联增压中冷柴油机，与AVDS-1790柴油机相比，具有以下几种特殊结构：

1.可变压缩比活塞

发动机采用可变压缩比活塞可以在缸径、行程及外形尺寸不变的情况下提高功率，而且保持最高爆发压力在规定范围内。发动机在高负荷工况，压缩比自动降低，可以不增加最高爆发压力而提高功率，所保持的适当的燃烧压力有利于控制NOx排放，降低噪声，提高多种燃料性能；在低负荷工况，自动保持较高的压缩比，从而获得良好的燃烧性能和低负荷下的燃油经济性，还有利于控制HC的排放；在起动时，可提供高压缩比以获得高的起动能力。该机在整个工作范围内，压缩比变化范围为16:1～9:1。

可变压缩比活塞由内外活塞组成。外活塞直接承受燃烧压力。通过控制外活塞运动的液压系统使内外活塞产生相对运动，这样在内活塞上的活塞上的活塞销中心线至活塞顶(外活塞)的距离发生变化，从而压缩容积变化导致压缩比自动改变。

2.涡轮增压系统

为提高发动机的低速扭矩性能和加速性，从AVCR-1100-3B至AVCR-1360-1再发展AVCR-1360-2发动机，进气系统的涡轮增压装置经历了如下变化。

在AVCR-1360-2涡轮增压中冷系统中安装了容积式增压器旁通阀，目的是限制增压器的最大传动扭矩和过高的进气管压力；安装中冷器旁通阀的目的是在整个发动机转速和负荷范围内保持进气管温度尽可能接近110℃。

此外，1976年，美国陆军坦克机动车辆研究发展局(TARADCOM)提出在AVCR-1360发动机上研究可变截面涡轮增压器(Variable Area Turbocharger,VAT)，目的是提高发动机低速扭矩性能，改善加速性，减少排烟和提高燃油经济性。此项研究工作的主承包商是TCM/GPD，协作单位是鲍·达奈 克斯公司(PDI)和热力机械系统(TMS)公司。

VAT的压气机和涡轮截面都是可调的，为了保证前者在高压比(约大于4)下有宽广的流量范围(约为0.454～1.1kg/s)，采用了压气机扩压器楔形叶片角度可调方案，为了与此相匹配，保证涡轮的高转速和高流量，采用了涡轮喷嘴环截面可调方案。发动机采用VAT后，不再采用鲁茨泵和涡轮增压器相串联的二级增压系统。在试验中，VAT经历了700h试验，没有出现重大事故。1980年试验的可变截面涡轮增压器的压气机压比接近5。

VAT离心式压气机叶轮直径Dk=171.5mm，采用后弯式(后弯40°)的长短叶片的叶轮，叶轮材料由铝合金改为钛合金以提高强度。

可调叶片扩压器有21片楔形叶片，叶片转转支点接近其尖端，尾部有长方形槽，扩压器出口端背板可转动。背板上装的21个销子插入扩压器叶片槽内。转动背板即可转动扩压器叶片，从而改变叶片进口处的通道截面。

VAT涡轮叶轮直径Dr=152mm，叶轮出口直径为=114mm。

可调喷嘴环共有23片带圆头的楔形叶片，叶片靠近出口处连有销子。转动调节环，并通过拨叉转动喷嘴环叶片，从而改变喷嘴环出口截面。

以上扩压器叶片和喷嘴环叶片截面的变化取决于发动机转速、进气增压压力和涡轮前温度，这些参数输入微处理机处理后，通过液压系统来自动调节。

VAT又一结构特点是采用滚珠轴承。与常规采用的浮动轴承相比，滚珠轴承可减小起动阻力，提高机械效率，还可较大地减少轴承间隙，从而减小叶轮旋转时的晃动量，保持叶轮叶尖与壳体的正常间隔。

这样结构的VAT，压气机性能在转速n=60000～63000r/min下，压比πk=4.6～4.8；在n=47500r/min和扩压器叶片开度为11.5%工况下，压气机最高效率ηk=0.8；在发动机转速n=1800～2600r/min范围内，后弯叶轮压气机效率达ηk=0.77～0.8，而径向叶轮压气机效率ηk=0.68～0.72。

单级径流涡轮具有高速和高温(814℃)工作能力，涡轮效率大约为ηr=0.58～0.76。

装VAT的ACVR-1360-2发动机较原来AVCR-1360-2发动机主要性能的提高表现在：

最大扭矩由4307N·m增加到4949N·m，扭矩储备系数达1.2；

在2600r/min标定转速下，功率从1103kW增加到1220kW；

标定功率下的燃油消耗率下降到237.2g/kW·h，最低燃油消耗率为228g/kW·h，约降低5%；

加速性得到较大改善，从1400r/min惰转转速开始加速，在同样5s时间内，输出功率由588kW增加到956kW；

稳态工作时，烟度降低很多，在最大扭矩点，基本无烟。

3.可变速的冷却风扇驱动装置

该驱 动装置(联轴节)采用摩擦片离合器结构。当发动机的转速、负荷和机油温度变化时，由于机械和液压作用力的改变以及摩擦片受压紧程度的不同，风扇转速因而变化。这种结构可节省风扇消耗功率，从而降低油耗。在发动机绝大多数工况下约可节省功率62.5kW。在标定工况下可降低油耗10%。

4.供油系统

采用一种X型多柱塞喷油泵。通过12副柱塞偶件向12缸分别供给高压燃油。从泵端部看，2排6个对置的柱塞偶件有布置在呈30°夹角的2个平面内形成了"X"形的外形结构，这样的布置可使喷油泵的长度和体积减至最小。

采用二极式调速器控制发动机最大转速和最小转速。还有1套由进气管压力控制的扭矩控制系统，在除空转外的发动机各转速下将输油量限制在预定值内，在发动机加速时可起烟度限制器作用。

性能数据

型号AVCR-1360-2

类型

冲程4

缸数及排列12V120°

冷却方式风冷

燃烧室型式直接喷射式

燃料种类DF-A、DF-1、DF-2

增压方式涡轮增压和鲁茨泵二级串联增压(后用VAT)

压比3.9～4.5(标定工况4.3)

有无中冷有

缸径/行程136.5mm/127mm

总排量22.3L

压缩比16～9

标定功率1103kW

标定转速2600r/min

最大扭矩4307N·m

最大扭矩转速2200r/min

平均有效压力2.31MPa

活塞平均速度11m/s

升功率49.5kW/L

燃油消耗率(标定)251g/kW·h

燃油消耗率(最低)237g/kW·h

外形尺寸

长1950mm

宽1539mm

高1124mm

单位体积功率327kW/m3

重量2027kg(不带发电机)

比重量1.83kg/kW

从AVDS-1100发展到AVCR-1360-2各机型主要参数变化

型号AVDS-1100AVCR-1100AVCR-1100-3AVCR-1360-2

类型

缸数及排列12V90°12V90°12V90°12V90°

增压方式涡轮增压涡轮增压涡轮增压1级涡轮增压

1级容积式增压

有无中冷无有有有

缸径/行程124mm/127mm124mm/127mm136.5mm/127mm136.5mm/127mm

总排量18.4L18.4L22.3L22.3L

压缩比1610～2210～2216～9

标定功率404kW1085kW919kW1103kW

标定转速2800r/min2800r/min2600r/min2600r/min

最大扭矩1462N·m3808N·m3508N·m4307N·m

最大扭矩转速2000r/min2200r/min2000r/min2200r/min

平均有效压力0.96MPa2.56MPa1.93MPa2.31MPa

活塞平均速度11.85m/s11.85m/s11m/s11m/s

升功率22.0kW/L59.0kW/L41.2kW/L49.5kW/L

燃油消耗率(标定)258.4g/kW·h273g/kW·h261g/kW·h251g/kW·h

重量1384kg1530kg2027kg

比重量3.42kg/kW1.41kg/kW1.83kg/kW

扭矩储备系数1.051.021.041.06  

美国AGT-1500燃气轮机

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国别

美国  

名称

AGT-1500燃气轮机

AGT-1500 Gas Turbine Engine  

研制单位

阿夫柯-莱卡明公司

AVCO-Lycoming CO.,US  

生产单位

达信·莱卡明公司

Textron Lycoming,US  

现状

生产  

装备情况

美国M1主战坦克及其抢救车  

概述

1965年6月美国陆军提出坦克和重型车辆用1103kW(1500马力)燃气轮机发展计划。1965年10月陆军选定阿夫柯·莱卡明(现改为达信-莱卡明)公司的以直升机涡轮螺旋桨发动机为基础的设计方案，并签定30台样机的研制合同，该机定名为AGT-1500。

1967年1月样机开始进行台架试验。1968年初，在2个M48坦克底盘上进行装车试验。至1972年春，完成了5000h的实验室运转和600多公司里的装车试验，其中一半里程，坦克是在多尘地区行驶的。

1973年陆军分别与克莱斯勒(Chrysler)公司和通用汽车公司(GMC)签订研制MX-1坦克样车的合同，克莱斯勒公司的样车采用AGT-1500燃气轮机，通用汽车公司的样车采用AVCR-1360-2型可变压缩比柴油机。1975年2月阿夫柯-莱卡明公司将经过改进的AGT-1500燃气轮机交付克莱斯勒公司。

1976年两台XM-1坦克样车在阿伯丁(Aberdeen)试验场进行对比试验。陆军根据试验结果，权衡利弊得失，尽管燃气轮机的燃油消耗率高于柴油机，特别是低轼率工况的油耗量相当高，最后还是决定选择装有AGT-1500燃 气轮机的克莱斯勒公司的样车。至此，该燃气轮机累计进行了9000多小时台架试验和24000km装车试验。

1979年底，莱卡明公司向克莱斯勒公司交付了第一台生产型AGT-1500燃气轮机。

与该燃气轮机配套的空气滤清器在坦克机动车辆局监督下专门进行研制。在1974和1975财政年度，陆军坦克机动车辆局与唐纳逊等公司(Donaldson Co.)签订合同，研制该机的空气滤清系统，1982～1984年试验并鉴定了新型自净式空气滤清器，同时着手研制新的脉冲喷射式空气滤清器。

在XM-1样车和生产型样车试验中，该燃气轮机由于多次出现故障而受到责难。在样车对比试验中，该机的压气机和回热器出现结构问题。1978 年2月克莱勒公司向陆军交付11辆生产型样车，在试验中有7辆坦克出现发动机故障，试验被迫暂停。绝大多数的发动机故障是由于进入尘土和发动机质量控制问题而引起的。

在对这11台燃气轮机修改设计并改进进气系统的密封结构之后，1978年9月恢复了试验。克莱斯勒公司将最初在布利斯堡试验过的3辆样车从1979年11月至12月分别进行3200km(2000英 里)行驶试验，五角大楼的一个"蓝绶带小组"根据这次试验结果于1980年2月宣称，M1坦克已全部达到设计目标。

然而，在1982年M1坦克的继续试验中，5辆坦克中又有3辆损坏，未能通过持久性试验。这与发动机的故障和质量控制有关，而且回热器有明显的焊接缺陷。为改进该燃气轮机，陆军继续投资。1983年4月8日至4月27日，初生产型M1坦克第一次成功地完成了行驶9600km的耐久性模拟试验，平均每天行驶20h，没有出现任何故障。这次试验后，该燃气轮机满足了新的发动机验收试验规范的要求。

到1986年底，该燃气轮机累计生产约4100台。1987年3月陆军与阿夫柯-莱卡明公司签订14亿美元的合同购买3229台燃气轮机及备件，以装备陆军计划在1991年前要求购买的7467辆M1和M1A1坦克。

该燃气轮机的制造成本较高，约为坦克柴油机造价的两倍，1987年的价格约为31万美元。莱卡明公司指出，该机的维修费用低于柴油机。

为了节省坦克内部空间，M1坦克正在 考虑采用发动机横置方案。由于该燃气轮机长度较短，可以横向布置。横置方案取消传动装置前部的动力输入组件，在左侧增加可接受发动机动力的功率输入端，利用置于发动机动力输出端的简单的直齿圆柱齿轮实现发动机到传动装置的动力传递。M1坦克在采用发动机横置方案后的动力舱可以节省约1/3的空间。

美国陆军采用该燃气轮机作为M1主战坦克的动力装置是由于燃气轮机具有以下优点：

1.结构简单、重量轻、体积小

燃气轮机结构简单，总零件数比柴油机少30%，运动件只有柴油机的1/5，轴承数是柴油机的1/3，密封件和齿轮数是柴油机的一半。该燃气轮机的重量约为AVCR-1360-2可变压缩比发动机或豹2坦克MB873柴油机的一半；本体尺寸小，但与之匹配的空气滤清器尺寸较大，因此，体积小的优越性不明显。

2.维修简便

该燃气轮机采用模块化设计方法，且便于从上面接近，附件的修理和更换无需拆卸发动机，2/3的维修工作不需挪动发动机；吊装方便，1h内可以取出发动机并重新安装好；机油消耗量仅为柴油机的1/10，不需定期更换机油和机油滤清器。

3.冷起动性能好

燃气轮机摩擦件少，起动力矩较小，可以使用轼率较小的起动电机。该燃气轮机在-31℃的低温下不需预热即可起动；豹2坦克MB873柴油机在-18℃条件下需要预热才能起动。

4.负荷反应快

燃气轮机从惰转达到全功率运转的时间短，只要燃料建立起稳定的燃烧，部件就可达到工作温度，很快就可输出全功率，因而可提高坦克加速性。该燃气轮机从惰转到输出全功率只需2.5s，而柴油机需要2～3倍的时间。

5.扭矩特性好

燃气轮机(双轴或三轴结构)的扭矩随动力涡轮的转速降低而增大，具有良好的越野性能。因扭矩储备系数大，可以简化传动装置。对于液力机械传动而言，可以减少使用液力变矩器的时间，因而可减少传动装置的散热量和提高传动装置的效率。

6.多种燃料性能好

该燃气轮机常用的燃料是1号、2号柴油和4号、5号喷气机燃料，急需时可使用汽油、煤油。如需改变燃料，只需根据燃料的比重转动驾驶室中的刻度盘，操作很方便。

7.排烟少、振动小、噪声低

这些特点可以减少坦克上战场上被发现而遭到攻击的可能性，从而提高坦克的生存力。

该燃气轮机存在的主要缺点是燃油消耗率高。在1982财政年度陆军完成了提高该机燃油经济性的改进计划。试验表明，油耗有所下降，燃油经济性提高了10%。但与柴油机相比，油耗仍较高。

该燃气轮机将继续进行改进，技术发展工作包括在涡轮喷嘴、涡轮叶片和重新设计的燃烧室表面上喷涂各种隔热涂层，以改善燃油经济性。

结构特点

该机系回热循环、双转子、三轴结构的燃气轮机。滤清的空气(37.8℃)经压气机增压后14.5大气压，474℃)，通过回热器，温度升高到567℃。然后在燃烧室与燃油混合，燃烧后的燃气进入高压压气机涡轮，温度为1193℃，涡轮叶片利用从压气机引出的空气进行冷却。燃气经过高压压气机涡轮、低压压气机涡轮、动力涡轮膨胀作功后，温度降到590℃。废气在排向大气之前先经过回热器，温度降低到520℃最后从回热器顶部排向车外。动力涡轮的转速为22500r/min，通过减速齿轮，转速降到3000r/min，然后功率输送到传动装置。

该燃气轮机由压气机、压气机涡轮、动力涡轮、燃烧室、回热器、减速齿轮箱、燃油系统、附件传动箱、起动电机等组成。

1.进气

进入轴向进气管道的空气由单级唐纳逊(Donaldson)"紧密薄片"惯性分离式滤清器和V-Pac屏障滤清器进行滤清。

2.压气机

由低压级和高压级组成，结构特点为套轴式，高压级的管轴套装在低压级的实心轴上，两则的旋转方向相反。低压级是5级轴流，高压级是4级轴流和1级离心。空气由离心引导到径向扩压器，压气机的总压比为14.5:1。压气机进口前装有可变进气导向叶片。

3.回热器

为固定式横流热交换器，由液压成形的多层A286不锈钢板焊接而成，外形呈圆柱形。轴向流动的空气与横向流动的废气在回热器中交叉传热进行热交换，60%功率时的回热效率为72%。回热器的中心部分是空的，其中放置了涡轮排气扩压器和减速齿轮箱。如果在战斗中回热器损坏，有1个可旋转的碟形阀可以使增压后的空气不经过回热器而直接进入燃烧室废气则通过1个扩张的通道排向车外。

4.燃烧室

单管，切向涡管形。

5.压气机涡轮

由高压级和低压级组成，两者均为一级轴流。高压级涡轮通过套管轴驱动高压压气机，速为43500r/min。低压级涡轮通过实心轴驱动低压压气机，转速为33500r/min。高压级轮叶片由从压气机引出的1股空气进行冷却，涡轮进口温度为1193℃。

6.动力涡轮

二级轴流，输出转速为22500r/min。采用可调喷嘴，以控制动力涡轮的输出功率。叶轮外周有环形圈。为了减振，每隔5个叶片与9个叶片交替地在环形圈上切槽。

7.排气

废气经过回热器后从发动机后部向上排出。

8.减速齿轮箱

一级行星齿轮排，由动力涡轮输入的转速为22500r/min，输出转速为3000r/min。

9.燃油系统

整体式齿轮泵，液力机械式燃油调速器，带有程序起动和控制动力涡轮速度的电控装置。过热或超音速情况下，电控装置还能使发动机断油，时间仅需50μs。完全开启动力涡轮的嘴只需100μs。传统系统的监测装置监测压气机的出口压力，用以精确估计可利用的功率，后调节动力涡轮的扭矩，使油耗达到最低。

10. 起动电机

1个12V起动电机通过附件传动链起动燃气轮机。备有1个附加驱动座以利用辅助起动器。

11.附件传动箱

由压气机高压级套管轴驱动，驱动全部附件消耗的功率是25.7～73.5kW(35～100马力)。

变型机

TF15燃气轮机

1983年初阿夫柯宣布该公司提供了AGT-1500燃气轮机的变型机--工业型和船用型燃气轮机，命名为TF15。发动机在输出转速3000r/min的标定功率为1103kW(1500马力)。该机的结构与AGT-1500相同，采用1个多片固定式回热器以降低全部功率范围的燃油消耗率，重量只有相同功率的工业/船用型柴油机的一半。可燃用多种等级的柴油和航空煤油，优点是没有烟迹。美国海军在1984年考虑将该燃气轮机用作新的巡逻艇推进装置的动力，并作为新的舰船用发电装置的基本动力。

性能数据

型号AGT-1500

燃气轮机循环回热循环

标定功率1103kW(1500马力)

标定转速3000r/min

燃油消耗率(标定)306kg/kW·h(225g/马力·h)

燃油消耗率(80%功率)292g/kW·h(21 5g/马力·h)

空气消耗率57.5kg/kW·h(42.3kg/马力·h)

外形尺寸

长1600mm

宽1016mm

高711mm

体积1.156m3

单位体积功率954.2kW/m3(1297.6马力/m3)

重量1120kg

比重量1.015kg/kW(0.747kg/马力)  

美国SCORE转子发动机

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国别

美国  

名称

SCORE转子发动机

Stratified Charge Omnivorous Rotary Engine(SCORE)  

研制单位

约翰·迪尔国际技术公司转子发动机分部

John Deere Technologies International Incorporated Rotary En  

生产单位

约翰·迪尔国际技术公司转子发动机分部

John Deere Technologies International Incorporated Rotary En  

现状

研制  

概述

50年代中期，联邦德国费利克斯·汪克尔(Felix Wankel)工程师发明三角活塞旋转式发动机(简称转子发动机或汪克尔转子发动机)。不久以后，美国柯蒂斯·莱特公司(Curtiss Wright Corporation)向联邦德国NSU汽车公司购买了转子发动机专利，开始研制这种新型动力。1963年研制成RC2-60汽油转子发动机，标定功率112kW，转速7000r/min，单转子排量0.98L，重量107.7kg。

柯蒂斯·莱特公司研究的转子发动机引起了美国军方的注意。早在1962年，美国陆军坦克机动车辆局(TACOM)就对该公司研制的几咱发动机进行过军用评定，如曾将RC2-60汽油转子发动机装在2.5t军用卡车上进行北约(NATO)400h耐久试验，还装在洛克希德(Lockheed)公司的YO-3A实验侦察机上进行试验。但在这以后的10多年中转子发动机的军用研究屡受挫折。60年代以后日本、英国、美国等相继研制大功率柴油转子发动机。由于柴油转子机压缩比高，最高爆发压力大，在研制过程中普遍出现了与三角活塞和壳体密封有关的结构、材料的工作可靠性和使用寿命问题。于是有关公司放弃了研究，但美国柯蒂斯·莱特公司仍在继续，尤其是该公司将分层进气燃烧系统应用到转子发动机上以后使其军用前景出现了转机。

1977年，美国海军为发展下一代水陆两用登陆车(LVA)动力，与柯蒂斯·莱特签订了一个研制费用为2400万美元的4转子发动机研制合同，标定功率为1103kW，转速3600r/min，总排量23.1L，这就是以后命名为4231R的转子发动机。

美国约翰·迪尔国际技术公司1984年2月向柯蒂斯·莱特公司购买了有关转子发动机的全部技术和资产，原来属于柯蒂斯·莱特公司的新泽西州伍德里奇的研究所已成为约翰·迪尔国际技术公司转子发动机研究分部。

该公司现在在研制SCORE 70、SCORE170和SCORE580 3种系列转子发动机，SCORE580系列又分为SCORE1(研制型)和SCORE2(生产型)两种机型。

单转子排量最大的SCORE580系列由单、双、3、4和6转子菜5种机型组成，与军用关系最大。单转子的排量和功率分别为5.8L和276kW。该系列发动机采用分层进气燃烧系统和涡轮增压(压比为2)技术。根据与美国海军、海军陆战队(USN/USMC)1986年6月签订的为期3年的合同正在研制2116R双转子发动机，并验证其标定功率，准备用于海军陆战队的LVT(X)水陆两用突击车和其他军用车辆。按计划该发动机于1987年进行样机鉴定，1990年投入生产。SCORE2系列发动机有可能将单转子功率从280kW/转子提高到560kW/转子，采用的技术措施是提高平均有效压力和转速，通过隔热减少散热量、减少摩擦等。

最初为美国海军陆战队研制的SCORE580系列中的4231R转子发动机也在研制中，有可能作为美国海军舰船推进装置和发电设备。

约翰·迪尔国际技术公司转子发动机的系列名称和发动机型号标识意义为：

1.系列名称

SCORE是分层进气多种燃料转子发动机的英文字首字母的组合，数字表示该系列发动机的单转子排量。如SCORE170为单转子排量为1.7L的分层进气多种燃料转子发动机系列。

2.型号标识

如4 231 R转子发动机：Rotary字首字母

总排量：3位数口，第一位以10L为单位，第二位以1L为单位，第三位以0.1L为单位

转子数

所以4231R，即总排量 为23.1升的4转子发动机。

结构特点

汪克尔型转子发动机的每一对转子副由内表面是双弧余摆线的壳体和表面由包络线形成的三角活塞(转子)组成，活塞的顶点与壳体内表面接触。壳体和三角活塞表面包围着的3个工作容积，当转子旋转时，由于转子轴颈与主轴颈偏心而发生容积变化，从而完成进气、压缩、作功和排气过程。可以根据功率需要，设计转子排量和转子数不同的发动机。

转子发动机的主要组成部分有转子、壳体、端盖、中间体(多转子发动机)以及转子传动齿轮和主轴等。作为关键部件的转子上有多种密封件，如在转子顶点的顶部密封、转子端面的侧面密封，位于顶部密封与侧面密封之间的钮和型密封以及转子的油密封等。

转子发动机的转子滑套在主轴上，相对于主轴轴心作行星运动。转子转360°，主轴转360°×3，转子转速是主轴转速的1/3。主轴每转一周，转子的某一面就作功一次。下图是SCORE转子机的工作过程。

1.进气过程

转子顶部密封打开进气口时，经增压后的空气进入工作腔。

2.进气和压缩过程

空气继续进入直到转子另一顶部密封关闭进气口为止。转子继续转动，腔内气体受压缩。

3.燃烧过程

当气体被压缩到接近最小体积时，辅助喷嘴喷射一定的引燃油量，经电火花塞点燃而形成引燃火焰。

4.作功过程

主喷嘴喷油，燃油和空气形成层状可燃混合气。引燃火焰点燃混合气，产生的高温高压燃烧气体膨胀作功。

5. 排气过程

排气口打开，废气由此排出并进入涡轮增压器涡轮，再次作功。

SCORE各系列发动机除了具有转子发动机的基本结构以外还采用了分层进气燃烧系统，因此具有下列主要特点：

1.高单位体积功率和低比重量

高单位体积功率使转子发动机有可能成为战车的理想动力。例如1103kW的4231R转子发动机单位体积功率为959kW/m3，高度为750mm。战斗车辆发动机的三维尺寸中，高度对车辆的影响最大。转子发动机高度低，为降低车高提供可能性，十分适合战车应用。

转子发动机低的比重量有利于降低生产成本和维护保养费用。

2.有多种燃料性能

分层进气燃烧系统是约翰·迪尔国际技术公司的专利。该系统既解决了柴油转子发动机高压缩比带来的密封问题，又可实现发动机多种燃料性能要求。为了建立分层进气燃烧过程，采用喷射、点燃燃烧方式，利用2个直接喷射式喷嘴、1个辅助喷嘴直接置于电火花塞下面，喷射少量燃油至充满压缩空气的燃烧室，雾化的燃油由电点火的火花塞点燃形成引燃火焰，引燃火焰再点燃由另1个主喷嘴喷射的大量燃油与空气形成的可燃混合气。

SCIRE各系列发动机采用分层进气燃烧系统后可以燃用1号、2号柴油、JP4、JP5、JP8喷气动机燃油、汽油、煤油和酒精，具有与往复式柴油机差不多的燃油经济性，惰转油耗较低。这种燃烧系统还给发动机带来了冷起动容易、噪声低、振动小、不冒黑烟等特点。

3.提高了可靠性、可使用性、维修性和耐久性(RAM-D)

转子发动机结构简单，与4冲程往复式发动机相比，零部件数量可减少40%，尤其是气门、推杆、连杆、凸轮轴等运动件的数量更为减少，从而可预期发动机有较长的使用寿命和大修间隔期，还可简化后勤工作。

4.模块化和通用化程度高

转子发动机便于由不同转子数组合成多种排量的功率覆盖面很大的系列发动机。如SCORE580系列，最低功率为276kW(单转子机)，最高功率达1656kW(6转子机)。从这点看来，转子发动机比往复式发动机有更高的系列化性能。SCORE系列发动机中，系列化零件数达83%，可通用零件数达90%。

此外，转子发动机转动惯量小，有利于发动机加、减速，可提高车辆机动性；没有往复运动件和气门机构，平衡性好，振动小，而且摩擦损失小，非增压转子发动机的机械效率在80%以上。

转子发动机的主要问题是转子上的密封件，尤其是顶部密封的磨损问题，严重影响其性能和使用寿命。尽管580系列中的双转子发动机在607kW(825马力)(超负荷10%)功率下完成了北约(NATO)400h耐久性试验以及更严格性能、环境试验、近3000h的可靠性试验，但密封件易于磨损被认为是转子发动机的一个固有缺点。这种发动机的工作可靠性和使用寿命尚待实践证实。

系列化

约翰·迪尔国际技术公司在研制中的3个系列转子发动机的简况是：

1.SCORE70系列

本系列包括1007R、2013R、3020R和4026R共4种机型，单转子排量为0.7L，近期功率范围为59kW(80马力)～236kW(320马力)，适用于地面支援设备、军用车辆辅助动力装置和高机动性车辆动力。美国国家航空和航天局(NASA)刘易斯研究中心(Lewis Research Center)与该公司签订了一个4250万美元的研制合同，为轻型飞机研制2013R双转子发动机，要求在1990年前作好生产准备。

2.SCORE170系列

本系列包括1017R、2034R、3051R、4068R和6102R共5种机型，单转子排量为1.7L，近期功率范围为147kW(200马力)～882kW(1200马力,是该公司与阿夫柯-莱卡明公司联合研制的。该系统可用于飞机推进装置和辅助动力装置，也可扩大应用于中型和轻型装甲车辆，估计在1990年以后可供应用。

3.SCORE580系列

本系列包括1058R、2116R、3174R、4231R和6347R共5种机型，单转子排量为5.8L，近期功率范围为276kW(375马力)～1655kW(2250马力)。

SCORE70和SCORE580系列发动机的远期功率目标将提高1倍。在发展机型上除采用涡轮增压中冷技术外，还正在进行绝热转子发动机的研究。用于研究的基型发动机是1007R的压缩比为7.5:1，在转速7000r/min时标定功率达78kW(106马力)。已为该机研制了一种电子控制燃油喷射系统，1986年进行了试验。此外，还与麻省理工学院(MIT)斯隆汽车实验室协作建立了分层进气转子发动机燃烧模拟以研究如提高压缩比，加速燃烧过程，减少三角活塞顶点和侧面密封漏油等性能改进方案。隔热技术研究表明，采用陶瓷涂层，可以达到50%绝热度，要达到更高的绝热度，则要采用整体陶瓷零件。

SCORE70、SCORE170、SCORE580系列发动机主要性能参数

型号转子数排量功率增长功率外形尺寸体积单位体积功率*重量比重量*

(L)(kW)(kW)长×宽×高(mm)(m3)(kW/m3)(kg)(kg/kW)

SCORE70系列

1007R10.759118560×530×5050.150393901.5

2013R21.3118236685×530×5050.1856381150.97

3020R32.0176352840×530×5050.2257521660.94

4026R42.6236472965×530×5050.2609081950.83

SCORE170系列

1017R11.7147184585×736×5050.226681471

2034R23.4294368741×736×5050.2710892230.75

3051R35.1441552880×736×5050.3313362910.66

4068R46.85887361020×736×5050.3815473640.62

6102R610.288211030.5416335140.58

SCORE580系列

1058R15.8276556888×1000×7500.674124121.49

2116R211.655211031110×1000×7500.846576431.16

3174R317.482816561350×1000×7501.1595910200.92

6347R634.7165533102185×1000×7501.65100414500.88

*比重量和单位体积功率值都是以近期功率计算的。

性能数据

型号2116R

类型

转子数2

冷却方式水冷

燃烧系统分层进气、直接喷射与点燃

燃料种类柴油(1号、2号)、汽油、酒精、JP4、JP5、JP8

增压方式涡轮增压

压比2

有无中冷无

曲轴转向逆时针

曲轴支承3支点

单转子排量5.8L

总排量11.6L

压缩比8.5

标定功率552kW

标定转速6000r/min

最大扭矩110N·m

最大扭矩转速3750r/min

升功率47.6kW/L

燃油消耗率(标定)245g/kW·h

燃油消耗率(最低)233g/kW·h

外形尺寸

长1100mm

宽1000mm

高750mm

单位体积功率657kW/m3

重量643kg

比重量1.16kg/kW  

美国下一代战车先进整体式推进系统(规划)

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国别

美国  

名称

美国下一代战车先进整体式推进系统(规划)(简称AIPS规划)

Advanced Integrated Propulsion Systems Progra  

研制单位

通用电气公司航空发动机部

General Electric Aircraft Engine Business Group,US

康明斯发动机公司

C  

现状

研制硬件，进行第二阶段技术论证  

概述

为满足美国下一代重型战斗车辆需要，美国陆军于1982年开始执行一项重型战车的先进整体式推进系统规划(AIPS)。当时由美国陆军坦克机动车辆局(TACOM)向美国工业界宣布了规划的技术要求，有14家公司作出反应，投标争取获得为期1年的"纸面"研究合。TACOM从中选择了6家公司并分别签订了价值50万美元的研究合同，开始第一阶段的研究工作--方案分析。

在AIPS规划中，对推进系统提出的技术要求不是针对某一车辆的。在确定技术要求的定量指标时，TACOM认为M1坦克是当代具有先进技术水平的代表性战车，要求每一个主要技术指标必需达到或超过M1坦克动力装置的水平，尤其是推进系统的外形尺寸、油耗和重量方面应有较大改善。几个主要技术要求是：

(1)在30℃环境温度和150m海拔高度下，发动机功率达1103kW(1500马力)，并确保车辆主动轮功率达772kW(1050马力)。驱动电气和液压附件的功率约需55荡kW(75马力)。提出的依据是，驱动60～65t重的坦克，并保持坦克最高行驶速度为74km/h左右。

(2)在携带1个战斗日所需燃料的情况下，推进系统的体积比M1的小35%左右。推进系统的高度不应超过1143mm，长度应尽可能缩短。

(3)提高燃油经济性，实际使用的油耗应比现装备的M1坦克减少40～50%。

(4)车辆速度从0到32km/h所需的加速时间应小于7s。

(5)提高可靠性、可使用性、维护性和耐久性(RAM-D)，具体指标是：

推进系统每工作1h所需的人均维护保养时间为0.12h；

两次故障间平均行驶公里数(MKBF)为1000km；

战斗任务中两次故障间平均行驶公里数为11500km。

(6)具有多种燃料性能。

此外，要求降低寿命周期费用、减少重量，对故障具有诊断、预测和维修能力、减少声、热、烟雾特征、有三防装置、能连续下坡制动等。还特别强调冷却系统的基本性能和尺寸要保证在气温为约50℃沙漠环境条件下使车辆能以最高速度最大负荷工作。

AIPS规划的研制方法是：

(1)进行整体化设计 推进系统的整体化设计就是在设计时，不是把系统中的各部件孤立起来考虑，而是作为一个整体来对待，提出整体综合技术指标。发动机只是推进系统中的一个主要部件，它的结构和性能，应从属于整体式推进系统的技术要求。在AIPS规划中，推进系统内包括的装置有发动机、传动装置、操纵、制动、空气滤清器、侧传动、冷却系统、液压系统、诊断预测和维修、特征(红外、噪声、烟雾)抑制装置以及蓄电池、燃油箱等。

TACOM采用整体化设计的原因一是出于提高可靠性的需要，他们认为现役战车推进系统存在的可靠性问题，根源在于发动机、传动装置、冷却系统、空气滤清器等是单独分开设计的，没有顾及部件间协高载作的性能和相互的空间和重量要求；二是出于提高推进系统单位体积功率的需要，整体化设计十分有利于减小整车尺寸和重量。此外，通过整体化设计形成的推进系统在战场条件下还便于整体吊装，这咱模块化结构也便于装拆和维修。

(2)没有"目标"车辆 在AIPS规划中，根据战车技术要求先行研制推进系统，推进系统的要求不是根据某一具体车辆提出的，相反，车辆的总布置将按推进系统设计。

(3)重视部件研制 在AIPS规划中，各部件的研制根据推进系统的技术要求进行。研究发动机的通用电气公司和康明斯发动机公司作为主承包商负责将各部件总装为推进系统，他们的责任是提供满足技术要求的整体式推进系统而不仅仅是发动机。如此得到的总成的结构、性能、尺寸能够满足总要求，尽管每个部件本身未必是最优的。

AIPS规划的进展情况为：

AIPS规划的实施分为方案分析、硬件研制和整体技术论证、预先研制3个阶段。第二阶段的工作于1984年开始执行。由通用电气公司航空发动机部和康明斯发动机公司为主承包商。前者负责论证以GP-1A燃气轮机为动力的LV100推进系统；后者负责论证以CAV-28发动机为动力的CAP-1000推进系统。

两种推进系统预定于1990年进行"决赛"试验，获胜的公司将得到全面研制合同，从而进入预先研制阶段，将历时5年，此后的20年内将陆续生产入选的整体式推进系统。

两种推进系统正在按要求进行研制。通用电气公司研制的GP-1A燃气轮机于1987年9月第一次运转。1989年10月LV100已成功地通过冷起动试验和自清洗进气系统的严格试验。康明斯公司1986年决定研制XAV-28型4冲程油冷涡轮增压中冷低散热发动机，单缸机于1986年2月开始试验，整机于1987年11月运转，1988年8月XAP-1000进行全面试验，1988年10月在美国陆军展览会上公开展出。

XAP-1000和M1坦克燃气轮机动力装置与M1坦克A GT-1500横置方案(TMEPS)的体积、油耗比较如下：

AGT-1500TMEPSXAP-1000

使用油耗L/战斗日265021201260

体积m38.56.514.39

XAP-1000的采购费用较AGT-1500燃气轮机动力装置低20%，寿命周期费用低50%，于1989年6月装车试验，在主动轮上的功率已达到551kW(为目标功率的71%)，已被选为TACOM的部件先进技术试验车(CATTB)推进系统。

结构特点

1.LV100推进系统

为保证装备的及时性和工作可靠性，推进系统采用的技术都是低风险的。但是，在现有技术基础上采用了如下一些新结构以满足提高燃油经济性和减小体积等主要要求：

可变截面压气机和涡轮，保证在部分负荷下有良好的燃油经济性；

改进的回热器，采用椭圆形截面的热交换管而不用圆形截面管，以增大管的表面面积，从而提高传热效率；

高冷却能力的油冷系统，易于散热，超过了TACOM对冷却系统的要求，从而能防止高温过热。

自动传动装置，有6个前进档2个倒档，变矩器在低速下使用，在一档以上速度，变矩器闭锁，传动装置内还有1个液力制动器，从而具有连续制动能力而不会导致制动器过分磨损。

2.XAP-1000推进系统

XAV-28柴油机的结构特点可归纳为：

(1)采用低散热技术以提高燃油经济性和减小冷却系统体积。利用VTA-903T柴油机上低散热的研制成果，采用空气隙或陶瓷涂层隔热方法。此外，不用传统的水冷系统而用滑油作冷却剂进行高温冷却以减少散热量。

(2)采用高增压技术以提高柴油机单位体积功率，并采用电子控制的可 变截面涡轮增压器以使发动机在低负荷工况下有较高燃油经济性。

(3)采用电子控制喷油系统，保证高喷油压力，有利于提高燃油经济性。机载计算机可以将诊断和预测数据传递给乘员，提高了装置的可靠性、可使用性、维护性和耐久性。

(4)采用发动机与传动装置并列布置的方案。它们相对于车辆都为横置，发动机与传动装置之间有一传动箱连接，这咱布置可缩短动力舱长度。总体布置十分紧凑，形成了一个部件密集的长方体。

性能数据

(XAV-28低散热发动机)

型号XAV-28

类型

冲程4

缸数及排列12V60°

冷却方式油冷

燃烧室型式直接喷射式

燃料种类可燃用多种燃料

增压方式涡轮增压

压比3.8

有无中冷有

缸径/行程150mm/130mm

总排量27.56L

压缩比15

标定功率1066kW

标定转速2600r/min

缸心距～184mm

平均有效压力1.79MPa

活塞平均速度11.27m/s

升功率38.68kW/L

燃油消耗率212g/kW·h

外形尺寸

长1750mm

宽778mm

高947mm

单位体积功率827kW/m3

重量(干重)1895kg

比重量1.78kg/kw

冷起动性能

-32℃环境温度下无辅助装置即可起动

-54℃环境温度下，用极地预热装置，可在0.5h内起动  

日本12HM21WT发动机

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国别

日本  

名称

12HM21WT发动机

12HM21WT Engine  

研制单位

三菱重工业公司

Mitsubishi Heavy Industries,JP  

生产单位

三菱重工业公司

Mitsubishi Heavy Industries,JP  

现状

完成生产计划  

装备情况

日本陆上自卫队61式主战坦克、67式装甲架桥车、67式装甲工程车和70式装甲抢救车  

概述

二次大战后的日本坦克发动机工业起步很晚，直到50年代中期才开始设计坦克专用发动机。在这之前，日本的装甲车辆均采用本国的和仿制别国的民用机型。

该风冷柴油机是日本陆上自卫队于60年代初装备的61式主战坦克动力，也是日本最早专门为坦克设计的发动机。该机由三菱重工业公司于50年代中期开始研制，1956年6月至11月进行单缸试验，1957年2月制成样机。大约于1959年底正式投产，是1种以日本旧坦克上使用的风冷柴油机为基础的改进机型。

该发动机结构与美国的AVDS-1790的相似。

结构特点

该机为一种4冲程12缸V型90°风冷直接喷射废气涡轮增压柴油机。三菱重工业公司在该机的研制阶段曾对风冷与水冷和4冲程与2冲程型式的选择上进行了反复研究。在冷却型式的决择上，经过对比试验表明，从性能上讲，水冷式较为思想，但为适应在沙漠地区和严寒气候下使用要求，采用了风冷式。在决定发动机冲程类型时，最初曾考虑采用2冲程，虽然经过研制，但性能仍不理想，因此确定采用4冲程结构。不过对2冲程型式的研究工作并未因此而终止，1962年制成了4缸机，为研制61式坦克的下一代即74式主战坦克用的2冲程发动机奠定了基础。

1.总体布置

该机的总体布置是按结构紧凑、布置合理原则进行的。在V形夹角内装有进气管、进气门传统机构。气缸排外侧装有排气管和排气门传动机构。在飞轮壳的两侧 靠上部位分别装置了2个废气涡轮增压器。发动机顶部装有2个冷却风扇。前上方左右各装有1个喷油泵。

2.燃烧室

该机采用直接喷射式燃烧室，活塞顶部的球形燃烧室具有燃烧柔和、轻声、无烟的特点，并适合燃用多种燃料。发动机的发火次序为1-8-5-10-3-7-6-11-2-9-4-12。

3.气缸盖

采用一缸一盖结构，缸盖材料为铸铝合金，盖上配置了足够的冷却散热片。每缸有2个进气门和2个排气门。气缸盖上对应燃烧室的表面为圆球形，气门中心线通过圆球面中心并与缸盖中心线成10°夹角，喷油器置于气缸盖中心。这种布置便于保证对气门座与喷油器进行冷却。排气门充钠冷却。为了提高耐磨性，在进排气门密封面上都堆焊有硬质合金。气门座的材料为铝青铜。

4.箱体

曲轴箱是硅铝合金铸件，沿应力方向有短而宽的加强筋。为了增加曲轴箱的刚性，上下箱的分界面下降至曲轴中心线。主轴承盖除用2个双头螺栓固定在曲轴箱上外，还用4个贯穿螺栓拉紧。为减轻第四主轴承的载荷，第三和第四缸之间缸心距为226mm，其余均为206mm。曲轴箱前侧为正时齿轮室，后侧为飞轮壳，上部有风扇传动箱，均为铝合金铸造件。油底壳为薄钢板冲压件。采用干式缸套。气缸套为碳钢锻件，内壁经硬质多孔镀铬以提高耐磨性。气缸套外圆的冷却叶片是机加出来的。气缸套与气缸盖通过"热压"旋紧，然后精镗、珩磨、镀铬，以保证内表面的精确几何尺寸。气缸套通过凸缘用螺钉紧固在曲轴箱上。

5.曲柄连杆机构

采用了铬钼钢锻造曲轴。为增加其刚性，主轴颈与连杆轴颈有较大重叠度，后者是中空的，以减小离心力。每个轴柄上均配置有平衡块，用螺钉紧固。有7个薄壁镀铅锡3层合金的主轴承，曲轴中间及后端的主轴承比其他的轴承稍宽。曲轴前端装有粘性减振器，后端装有锻钢飞轮与飞轮齿圈。采用叉形连杆，以便可增大轴承承压面积，同时又可减小轴向长度。该机采用了高硅铝合金铸造活塞，具有良好的耐热与耐磨性。活塞由连杆供油道喷油冷却，具有5个活塞环，活塞销孔以上有3个气环和1个油环。第一个气环为平环，第二、三个为锥形环，油环制成"コ"形。活塞销采用全浮式，由特种合金钢制成。为提高其耐磨性与疲劳强度，在销孔内、外表面进行渗碳淬硬。

6.配气机构

进气管位于V形夹角内侧，排气管位于气缸排外侧。左右排气缸排外侧的2根凸轮轴驱动。凸轮轴通过梃柱、推杆、摇臂机构驱动气门。为了达到起动减压，在排气推杆中部靠近气缸盖下侧有1凸形圆盘，通过杠杆旋转机构可将排气门顶开。摇臂座与曲轴箱之间的推杆外面套有铁管，起 油封作用。

7.供油系统

该机采用的三菱重工业公司PET型多柱塞喷油泵装在发动机的前上方，左右各1个。左面喷油泵的左端装有三菱重工业公司的GME型离心式调速器，可以同时调节左右2个泵的供油齿杆位置。为防止低速和急剧加速时的烟色恶化，在调速器的上方装有1个调节器。喷油器为6孔闭式，由输油泵压送的燃油进行冷却。燃油采用二级过滤，第一级粗滤，装在车体上；第二级为精滤，采用了2个纸芯滤清器，分别装在输油泵后面的左右两则。发动机有自动供油定时机构，喷油提前角随转速而变化。

8.涡轮增压系统

该机采用了2个三菱公司的STC30增压器，左右排气缸各1个，布置在飞轮壳上方，用润滑油强制冷却。涡轮为径流式，小型高速，加速性好。为了提高涡轮效率和避免排气干涉，每3缸合用1根排气管。

9.冷却系统

该机为风冷式，缸盖与气缸体 采用散热片空气冷却，活塞仙部通过连杆射供油道压力喷油冷却。2个轴流工苋扇垂直安装在V形夹角顶部中央，采用压风式冷却。通过加大风扇直径、增加冷却空气流量解决了气缸盖的热负荷问题。2个机油散热器对称地布置在发动机前端。

10.起动系统

该机采用起动电机起动，功率约为18.4kW(25马力)，电压为24V，在冬季可利用装在进气管口的起动预热装置预热进气。在-30℃低温下尚能起动。

性能数据

型号12HM21MT

类型

冲程4

缸数及排列12V90°

冷却方式风冷

燃烧室型式直接喷射式，球形燃烧室

燃料种类多种燃料

增压方式涡轮增压

有无中冷无

缸径/行程140mm/160mm

总排量29.6L

压缩比15.5

标定功率441kW(600 马力)(带冷却设备)

标定转速2100r/min

最大扭矩2256N·m(230kgf·m)

最大扭矩转速1500r/min

平均有效压力0.85MPa(8.7kgf/cm2)

活塞平均速度11.2m/s

升功率14.9kW(20.3马力)/L

燃油消耗率(标定)285.6g/kW·h(210g/马力·h)

燃油消耗率(标定)285.6g/kW·h(190g/马力·h)

外形尺寸：长×宽×高2132×2088×1185(mm)

单位体积功率83.6kW/m3

重量2250kg(包括冷却装置)

比重量5.1kg/kW(含冷却装置)  


日本ZF系列发动机

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国别

日本  

名称

ZF系列发动机

ZF Series Engine  

研制单位

三菱重工业公司

Mitsubishi Heavy Industries,JP  

生产单位

三菱重工业公司

Mitsubishi Heavy Industries,JP  

现状

生产截至1989年  

装备情况

日本陆上自卫队74式主战坦克及其变型车、78式装甲抢救车(10ZF22WT)、75式155mm自行榴弹炮和73式105mm自行榴弹炮、75式130mm多管自行火箭炮、75式自行测风车和电源牵引车(4ZF)  

概述

ZF系列柴油机由4ZF、6ZF和10ZF3种机型组成，为日本战后自行研制的第二代装甲战车用的系列发动机。

日本在61式坦克的研制过程中已意识到研制坦克需要先行研制发动机，早在1956年在61式坦克进行第一次整车试制时就开始进行二代坦克STB(74式坦克样车)发动机的单缸试制工作。1965年3月确定三菱重工业公司的10XF(后称10ZF22WT)型发动机为74式坦克动力。10ZF发动机是以三菱重工业公司在二次大战期间研制的高速鱼雷艇上应用的2冲程水冷柴油机为基础发展而来的，并在当时的PB报告有关风冷文章的启迪下，将水冷改进为风冷，1960年制成了4ZE型样机。该机为4缸机，功率为147kW(200马力)，缸径与行程为125mm×125mm，采用了鲁茨扫气泵与废气涡轮串联布置的传统方式，使发动机体积增大，不能体现风冷发动机的结构紧凑的优点。三菱重工业公司经过对2冲程废气涡轮增压发动机通常采用的几种方式进行了分析对比研究后，在10ZF发动机上采用了机械传动废气涡轮增压的方式。4ZE型样机对ZF系列发动机的研制起到决定性作用。

10ZF型机的研制工作从1964年开始，1967年制成样机，同年8月装在部件试验样车STT上进行试验。经过对 该机进行基本性能、多种燃料的可用性和装车等试验均取得满意效果后，于1969年10月正式定型。之后，以10ZF为基础，改变气缸数，以形成V型4、6、10缸的ZF系列，适应多种装甲战车应用。

74式主战坦克于1975年装备，1989年停产，日本陆上自卫队总装备850辆。

10ZF22WT发动机与同时代其他一些国家装备的坦克发动机相比较，整体性能较差，例如体积大、单位体积功率低、燃油消耗率高和热负荷高。

几种发动机的燃油消耗量和体积比较

发动机型号体积m3单位体积功率kW/m3燃油消耗率(标定)g/kW·h

AVDS-1790-22.45225233

MB838CaM-5001.57388250

B-461.2480245

L601.24372248

HS1101.6333238

10ZF22WT3.84173316

结构特点

10ZF22WT为一种2冲程10缸V型90°直接喷射机械传动废气涡轮增压中冷风冷柴油机。该机在结构上有系列化、采用机械传动废气涡轮增压和适于燃用多种燃料3大特点，通过变化缸数后形成10缸、6缸和4缸机型的完整系列。各种机型在结构上大体相同，都采用V型90°夹角气缸体，缸径与行程均为135mm和150mm，具有同样的燃烧系统、增压方式和冷却方式，因此零部件的通用性强。

1.总体布置

进排气管均设在气缸排外侧，扫气口设在缸套中部。2个喷油泵装在左右气缸排的后部。2个轴流式风扇垂直布置于V形夹角的上方。发动机的左右两侧各装有2个铝制管式机油散热器。2个废气涡轮增压器装在左右气缸排的前部。起动电机装在发动机右侧后部。

2.燃烧室

该机采用直接喷射ω型燃烧室，能燃用柴油、JP4煤油和汽油等多种燃料。最高爆发压力可达11.8MPa(120kgf/cm2)，在转速2000r/min时发动机功率为640kW(870马力)，但由于2个风扇在全负荷时大约消耗功率88kW(120马力)，因此净输出功率为551kW(750马力)。

3.气缸盖

缸盖为一缸一盖式，每个缸盖由2部分组成，上半部是铝合金铸件，下半部为钢制的燃烧室，用排气门座螺纹将2部分连接在一起。气缸套是钢制的，缸盖在热状态下通过螺纹与气缸连接成一体。

由于该发动机采用了直流扫气，扫气口开在缸套中部，因此散热片的单位功率散热表面小，仅为0.016m2/马力，不及该公司4冲程风冷发动机散热面积(0.033m2/马力)的一半。因此，存在发动机冷却不足问题，尤其是缸盖与活塞的热负荷过大。为增强抗热负荷能力，都采用了组合式油冷结构。缸盖上制有田字形冷却油路和旁通路，能使4个排气门座和喷油器四周普遍得到冷却。采用这种冷却方式，冷却机油带走燃油总热能的2～3%。

4.箱体

曲轴箱为铝合金铸件，各部分有加强筋。气缸的紧固螺栓一直深入到曲轴箱的主轴承附近，以改善曲轴箱受力状况和提高刚性。主轴承盖为铝合金锻件，通过垂直方向和水平方向的螺栓装在曲轴箱轴承座内。采用干式油底壳。

5.曲柄连杆机构

该机采用锻钢曲轴，经氮化处理，前端装有粘性减振器。主轴预与连杆轴颈直径较大，重叠度也大。轴柄颊上装有平衡重，采用并列连杆。采用油冷组合活塞，活塞顶是钢制的，活塞体为铝合金铸件，两者用螺纹连接，用定位销定位。活塞油冷方式是将机油沿连杆身供油道达到连杆小头，然后强制冷却燃烧室和活塞环槽。为了保证冷却供油量不受连杆上下运动惯性力的影响，在连杆下头油孔部位安装有单向阀。

6.配气机构

采用直流扫气方式。每缸有4个排气门，由1对主摇臂和副摇臂驱动，左右主摇臂分别由左右2根凸轮轴通过气门挺柱和推杆传动。在排气门与排气门座的工作面上覆盖有1层钨铬钴合金，以提高寿命。

7.供油系统

2个喷油泵安装在左右气缸排的后部，均有喷油自动提前装置，左侧的装有转速表，右侧的装有调速器。调速器同时控制2个喷油泵的燃油齿杆位置，并装有受扫气压力控制的机构，以改善排气冒烟状况。

8.进排气系统

每5缸合用1根排气管，管的容积为气缸容积的1.1倍。扫气口设在缸套中部周围，扫气空气室设置在气缸排外侧缸套的中部。进气压力为0.21MPa(2.14kgf/cm2)。

9 .涡轮增压系统

该机采用机械驱动的废气涡轮增压系统，每个气缸排前部各装有1个涡轮增压器，由离心式压气机与轴流式涡轮组成。压气机由涡轮和曲轴复合驱动，即增压器的涡轮与排气管相连接，而压气机又通过机械传动机构与曲轴进行机械连接。这种增压方式是该机的一大特点，有助于改善起动和低转速下的发动机工作特性。曲轴与压气机的连接方式是在曲轴前端通过几对增速齿轮和安全离合器与压气机相连接。增速比可达1:15左右。安全离合器的主要作用是在发动机起动时保护轴系，当轴受到过大扭矩时可以自行打滑。为使整体结构简化，该机取消了一般2冲程发动机用于扫气的鲁茨泵。该机装有2个空气冷却中冷器，在同样气缸温度和排气温度的条件下可使发动机功率提高将近20%。

10.冷却系统

采用风冷系统，机体部分由散热片散热；热负荷严重的零部件，如气缸盖和活塞采用油冷。2个轴流式冷却风扇垂直布置在曲轴箱上部气缸排V形夹角顶部，压风式冷却。发动机左右两侧各装有2个铝制管式机油散热器，其中1个机油散热器用来冷却传动装置的机油。

11.润滑系统

采用了回油组与供油组组成一体的机油泵，装在油底壳内。回油组将机油从油底壳的前后贮油池抽出，经过散热器散热后压入油底壳。供油组将油底壳中的机油抽出，经过滤清后对发动机进行压力润滑。即使车辆在60%的坡度上，润滑系统也能保证对发动机进行润滑。

12.起动系统

该机采用电机起动，电机功率为18.65kW，电压为24V。为改善发动机的冷起动性能，在空气进气口装有进气预热起动辅助装置 。

性能数据

型号10ZF22WT6ZF4ZF

类型

冲程222

缸数及排列10V90°6V90°4V90°

冷却方式风冷(2个轴流式风扇)风冷风冷

燃烧室型式直接喷射式，ω型直接喷射式，ω型直接喷射,ω型

燃油种类多种燃料多种燃料多种燃料

增压方式机械传动废气涡轮增压机械传动废气涡轮增压机械传动废气涡轮增压

(2个废报导涡轮增压器)

有无中冷空气-空气 中冷器(2个)空气-空气中冷器空气-空气中冷器

缸径/行程135mm/150mm135mm /150mm135mm/150mm

总排量21.5L12.9L8.6L

压缩比141414

标定功率不带风扇640kW(870马力)

带风扇551kW(750马力)331kW(450马力)221kW(300马力)

标定转速2200r/min2200r/min2200r/min

最大扭矩2502N·m (255kgf·m)

最大扭矩转速1600r/min

平均有效压力带风扇0.7MPa0.7MPa0.7MPa

不带风扇0.81MPa

活塞平均速度11m/s11m/s11m/s

升功率不带风扇29.8kW/L29.8kW/L29.8kW/L

带风扇25.6kW/L25.7kW/L25.7kW/L

燃油消耗率(标定)

带风扇316g/kW·h(232g/马力·h)

不带风扇265g/kW·h(195g/马力·h)

燃油消耗率(最低)

带风扇286g/kW·h(210g/马力·h)

不带风扇261g/kW·h(192g/马力·h)

外形尺寸：长×宽×高1950×1490×1095(mm)

单位体积功率不带风扇201kW/m3

带风扇173kW/m3

重量(干重)带风扇2220kg

比重量带风扇4.03kg/kW

用途74式主战坦克，75式155mm自行榴弹炮，73式装甲人员输送车,78式坦克抢救车73式履带式火炮牵引车 74式105mm自行榴弹炮，

75式130mm多管自行火箭炮，

75式自行测风车和电源牵引车  

日本ZG系列柴油机

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国别

日本  

名称

ZG系列柴油机

ZG Series Diesel Engine  

研制单位

三菱重工业公司

Mitsubishi Heavy Industries,JP  

生产单位

三菱重工业公司

Mitsubishi Heavy Industries,JP  

现状

10ZG32已达 生产水平；6ZG已生产  

装备情况

日本陆上自卫队未来装备的90式主战坦克(10ZG32)；88式履带式步兵战车(6ZG)  

概述

ZG系列柴油机由4ZG、6ZG、8ZG和10ZG4种机型组成，为日本战后自行研制的第三代装甲战车用的发动机。

日本在74式坦克定型(1974年9月)的同时，开始了下一代主战坦克TK-X的研制工作，其动力装置仍由三菱重工业公司负责研制。尽管当时美国的新一代主战坦克已有采用燃气轮机的可能，但公司注意到燃气轮机有油耗高的问题，因此仍然坚持发展高速高增压中冷2冲程柴油机。该公司在1970～1976年间成功地进行了ZG组成的完整的ZG柴油机系列。

由于该系列柴油机采用了高压比的2级涡轮增压中冷，放弃了传统的风冷型式而采用水冷型式，虽然气缸尺寸与ZF的相同，但单缸功率却提高了1倍，由55.1kW(75马力)提高到110.3kW(150马力)，平均有效压力已接近2冲程柴油机的理想值。单缸试验表明，采用水冷以后，输出功率可提高13%，缸心距可减小15%。

90式主战坦克将装用10ZG32柴油机，该机体积与10ZF发动机相同，而输出功率却从551.5kW(750马力)提高到1103kW(1500马力)。

TK-X主战坦克最早称88式，现称90式，重50t，装用10ZG32柴油机后单位功率达21.5kW/t，超过了现装备的M1A1(19.6kW/t)和豹2(20.3kW/t)，达到了现在公认的单位功率理想值。

此外，ZG系列中的6ZG柴油机已决定装用在88式履带式步兵战车上，8ZG柴油机可用来改造74式主战坦克。

性能数据

型号10ZG

类型

冲程2

缸数及排列10V90°

冷却方式水冷

燃烧室型式ω型直接喷射式

燃料种类柴油

增压方式二级废气涡轮增压

有无中冷有

缸径/行程135mm/150mm

总排量21.5L

压缩比14.6

标定功率1103kW(1500马力)

标定转速2400r/min

平均有效压力1.28MPa

活塞平均速度12m/s

升功率51.3kW/L

单位体积功率347kW/m3(估计值)  

瑞典S坦克组合动力装置

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国别

瑞典  

名称

双发动机(K60多种燃料发动机和燃气轮机)组合动力装置

Two Engines (K60 Multifuel Engine and Gas Turbin  

研制单位

罗尔斯-罗伊斯汽车公司(K60多种燃料发动机)

Rolls-Royce Motors company,GB

波音公司(燃气轮机)

Boe  

生产单位

罗尔斯-罗伊斯汽车公司(K60多种燃料发动机)

Rolls-Royce Motors company,GB

波音公司(燃气轮机)

Boei  

现状

完成生产计划  

装备情况

瑞典陆军S坦克  

概述

20世纪50年代末博福斯公司(Bofors AB)获得瑞典陆军军械部制造两辆坦克样车的合同，而沃尔沃公司(Volvo AB)是该坦克动力装置的子承包商。1961年中期制造出的最初两辆坦克样车采用了组合动力装置，由1台燃气轮机和1台活塞式发动机组成。燃气轮机是美国波音公司502/10MA型机，活塞式发动机是罗尔斯-；罗伊斯公司B81型8缸汽油机。该坦克后被命名为Strv103，简称S坦克。1964年正式投产的S坦克仍采用组合动力，但用罗尔斯-罗伊斯公司研制的K60型2冲程对置活塞多种燃料发动机取代了B81型8缸汽油机。

以后S坦克组合动力装置用波音公司553型燃气轮机取代了原先的502/10MA燃气轮机，功率由242.6kW(330马力)提高到360kW(490马力)，使发动机总功率由419kW(570马力)提高到536.8kW(730马力)，大大提高了坦克机动性。目前瑞典陆军正在考虑用通用汽车公司底特律柴油机(General Motors Detroit diesel)分部的6V-53T型2冲程柴油机(290马力)取代K60发动机，如果计划实现，S坦克动力装置的总功率还可提高36.8kW(50马力)。

S坦克动力装置采用前置方案，燃气轮机位于左侧，柴油机位于右侧，这两台发动机可以单独驱动车辆，也可联合工作，以适应坦克对动力的要求。

30年来瑞典陆军始终选择组合动力作为S坦克的发动机是由于坦克对发动机有较高的多方面要求。它要求发动机具有良好的加速性能、扭矩特性、冷起动性能、燃油经济性以及其他性能。坦克发动机使用轼率范围较宽，而且坦克大部分时间是在低功率工部分下行驶，这就要求发动机具有很好的部分功率油耗特性。而无论是柴油机还是燃气轮机都不能全面地满足坦克战术使用的要求。S坦克采用组合动力，可以说是一种折衷方案。

采用组合动力，一方面利用了柴油机良好的燃油经济性，特别是它部分轼率时的低油耗特性；另一方面又利用了燃气轮机良好的加速性能、扭矩特性和冷起动性能。该组合动力两个发动机的功率分配(柴油机约占总功率的40%，燃气轮机约占60%)是充分考虑了坦克使用功率的特点而选定的。坦克在一般条件下行驶时，仅使用柴油机单机驱动；当坦克起步加速或以高功率行驶时，燃气轮机进入工作，双机联合驱动，在低温下可以利用燃气轮机起动柴油机，当柴油机发生故障时燃气轮机还可作为一个动力源。

采用组合动力可降低发动机总高度，对降低S坦克车体高度非常有利，这也是瑞典陆军选择组合动力作为S坦克发动机的一个重要因素。

但是组合动力装置的结构和控制系统比较复杂，总体积大，也较重，而且燃油经济性比单独采用柴油机要差。

结构特点

该组合动力装置由1台活塞式发动机和1台燃气轮机以及一整套传动、变速和操纵系统组成。

1.K60型2 冲程对置活塞多种燃料发动机

该机为直列式6缸机，功率为176kW(240马力)，转速为 2400r/min，是坦克全部行驶时间内工作的发动机。

2.沃尔沃DRH-1M三速自动变速箱

它装于K60发动机后部，与其直接相连，有前进、倒退2个变速档和1个直接档。

3.波音502/10MA燃气轮机

该机242.6kW(330马力)，燃烧室为2个直流筒形，压气机为一级离心式，压比4.8，压气机涡轮和动力涡轮均为一级轴流式。它不带回热器，燃油消耗率高，为568g/kW·h(418g/马力·h)当坦克起步加速或需要高轼率时，燃气轮机参与工作。现已由360kW(490马力)的波音553型燃气轮机取代。

4.沃尔沃组合传动变速箱

它包括下列组件：

新型齿轮组合传动装置，通过弹性联轴器和联锁自由转轮连接2台发动机；

高速行星变速箱，具有2个前进档和2个倒档；

斜齿轮传动装置，带有2个相同转速的输出轴，通过离合器与车辆的侧传动装置相连接。

5.支承整个动力装置的支架

它有3个支承点，安装在车辆上，用以支承整个动力装置，并用来支承附件、导管、软管、电线和操纵连接杆等。

6.冷却系统

它包括：

2个串联在一起的空气-机油和空气-水组合的散热器，前者用来冷却车辆液力传动系统的用油。

2个高速风扇，每个风扇冷却1个散热器，它们由淮压马达通过齿轮来驱动。

1个双热电偶调节装置，它可控制机油和水的温度。

1个由4组水冷机油散热器组成的冷却系统，用来冷却活塞式发动机、自动变速箱、燃气轮机和变速传动系统。

1个和散热器连通的水箱，可放泄蒸汽和流通空气，并通过文托里管连接到水泵进口，而水泵又与伺服传动系统和扫气泵系统直接相连接，活塞式发动机单独运转或与燃气轮机联合运转时，都通过液压传动来驱动水泵。

7.进、排气系统

活塞式发动机从进气口吸入的空气须通过旋风筒和布滤组合的空气滤清器滤清。排气系统带有排气自动抽尘装置。燃气轮机从1个单独进气口吸气，进气管内带有导向叶片，以避免压气机发生喘振，并可减少压力损失。压气机进口处装有圆锥形的滤网，以保护压气机叶片和叶轮不受砂粒侵蚀。

8.连接杆和操纵系统

其作用如下：

(1)联动操纵 2台发动机的油门系统的油门系统都是用1个连接杆系进行操纵的。操纵连接杆可控制组合动力装置的工作：当活塞式发动机接近全功率时，燃气轮机才开始运转并输出功率。

(2)起动和停车控制 燃气轮机用按钮起动。起动、点火、供油、起动完毕和点火结束等程序完全是自动控制的。活塞式发动机也是用按钮起动，但发动机起动后可以松开按钮，不需要自动控制。2台发动机都可通过按钮各自停车。

(3)紧急操纵 紧急情况时可临时用按钮操纵电磁铁，切断最大油门，停止最大功率输出。

(4)自由转轮联锁 在通常运转时2个自由转轮处于松开状态，但如需利用燃气轮机起动柴油机时可以用手动锁紧。

组合动力装置的运转方式如下：

1.柴油机单独运转

柴油机单机运转时通过自动变速箱进行传动，实现了驾驶操纵自动化。自动变速箱有3个变速档，其中2个变速档通过液力变矩器可在5:1范围内无级变化扭矩，直接档变速比为1:1。辅助行星齿轮变速箱的减速比为3:1和1：1，倒速比为3：1和1：1。这样，总扭矩比是低速15：1，高速5：1。

液力变矩器的扭矩吸收特性随着转速的增加而升高，因此，在高速时使用第三(直接)档传动具有较好的经济性。

由于采用自动变速箱，换档过程从一档变换到二档时，输出轴转速几乎不变；从二档变换到三档时，只有很小的变动。因此，车辆行驶非常平稳，没有任何跳动，这有利于提高发动机、变速箱和传动部件的使用寿命。

2.燃气轮机单独运转

双轴式燃气轮机具有自动无级变化扭矩比的特点，最大扭矩比可达到2.5:1，不通过变速机构传动时，虽然扭矩仅相当于柴油机-液力变矩器机组扭矩的1/2，但因它的直接输出功率较大(约大25%)，不足的扭矩比因而可以得到补偿。

3.双机联合运转

这是越野和作战时的运转状况。由于柴油机有良好的燃油经济性，所以是供给主要附件和行动系统所需功率的基本发动机。在惰转和低功率行驶时柴油机单机工作，坦克发动机大部分时间是这种工况。只有当坦克需要发动机输出较高轼率时双机才联合运转。由于2台发动机都是全部自动操纵的，而且输出特性也是相似的，故联合运行不会有任何问题。

性能数据

该组合动力装置的活塞式发动机性能数据见英国K系列发动机。

组合动力装置的燃气轮机主要性能数据如下：

型号Boeing502/10MA

燃气轮机循环简单开式循环

标定功率242.6kW(330马力)

输出轴转速3400r/min

燃油消耗率568g/kW·h(418g/马力·h)

空气流量1.48kg/s

涡轮进气温度900℃

外形尺寸

长1070mm

宽610mm

高610mm

体积0.4m3

单位体积功率607kW/m3(825马力/m3)

重量152kg

比重量0.62kg/kw(0.46kg/马力)  


苏联УТД-20柴油机

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国别

苏联  

名称

УТД-20柴油机

УТД-20 Дизельный Мотор  

研制单位

苏联

SU  

生产单位

苏联

SU  

现状

生产  

装备情况

БМП-1步兵战车、БМП-2步兵战车、БМД伞兵战车  

概述

30年代末B2系列柴油机作为苏联坦克战车发动机以来，虽然在设计上进行了许多改进，其中包括几次大的改进，并发展了几十种变型机，但对其基本结构未作过重大修改，功率提高受到限制，因而不能满足现代坦克和装甲车辆机动性的要求。

影响B2柴油机功率提 高的主要因素，不是排量小，而是结构强度低。

为了继承B2柴油机排量大、体积小、结构紧凑、重量轻、单位体积功率高等优点，克服它结构强度不足的主要缺点，苏联设计研制了УТД-20柴油机。

该柴油机与B2柴油机相比，V型夹角由60°改为120°，活 塞行程由180mm改为150mm，而缸径(150mm)和缸心距(176mm)仍保持不变。由于该柴油机保持了B2柴油机的2个基本结构参数，所以可看作是B2系列中的一个新的变型机。

该柴油机在性能指标和技术上比B2柴油机有较多的优越性，最明显的优点是发动机总高度较低，可使车辆高度降低，车体总吨位减小，从而提高战车的战术性能，比较适合于步兵战车和一些变型车。

从单位体积功率看，该柴油机的非增压机为317kW/m3(430马力/m3)，相当于B-62柴油机的水平。

该柴油机易于实现系列化，发展V6、V8和V12等不同缸数的机型，系列化后的功率范围可达147～735kW(200～1000马力)。

该柴油机研制成功以后 ，于1970年作为苏联БМП-1步兵战车和БМД伞兵战车的动力装置。

结构特点

该柴油机在B2柴油机基础上进行了较大的改进，其设计特点如下：

1.采用6缸V型120°夹角的总体布置

由B2柴油机V型气缸夹角60°改为120°，使发动机的总高度由900mm降为751mm，降低了约150mm，从而提高了车辆的生存力。

采用60°气缸夹角 ，难以实现不同缸数发动机的系列化，而该柴油机的气缸夹角改为120°，便于发展V型12缸和V型8缸系列产品。

2.采用行程/缸径=1的短行程

由B2柴油机的活塞行程180mm改为150mm，故行程/缸径=1，属于短行程柴油机。其优点是，在活塞平均速度基本保持不变的条件下，转速可由2000r/min提高到2600r/min，因而可达到提高升功率的目的。由于缩短了活塞行程，使曲轴的连杆轴颈与主轴颈的重叠度增加，其重叠度达52mm，因而大大提高 了曲轴的刚度和强度。

3.采用叉形连杆

采用叉形连杆的优点是，由于连杆长度缩短了，可缩小柴油机外廓尺寸；同时消除了副连杆对主连杆产生的附加应力以及左右排气缸中活塞运动规律的不一致性。

叉形连杆的缺点是，叉头的强度和刚度都比较低，而且结构复杂，加工工艺要求较高，成本昂贵，装配工艺复杂。

4.采用隧道式联身机体

B2柴油机采用分开的机体结构，上曲轴箱、气缸体与气缸盖是分开的，而该柴油机采用上、下曲轴箱、气缸体和飞轮壳4部分组成的整体联身机体，从而使机体面纵向平面的弯曲刚度和绕曲轴轴线的扭转刚度均显著增强。这种联身机体解决了B2柴油机在进一步强化所遇到的机体刚度不足，曲轴箱出现裂纹、主轴承变形等问题。

5.采用圆盘式带滚柱轴承的整体曲轴

该柴油机采用圆盘式曲轴，主轴承为滚柱轴承。圆盘式曲轴的主轴颈直径增大的169mm，使连杆轴颈与主轴颈的重叠度增加到52mm，其强度与刚度比B2柴油机曲轴显著提高。

6.采用改进的浅盆形直接喷射式燃烧室

B2柴油机的燃烧室是浅ω型，底深为19.5mm，而该柴油机采用浅盆型，盆底深7.5mm。浅盆型燃烧室受热面积小，可减轻活塞的热负荷。

活塞顶部和第一环槽处进行低温硬质阳极化处理。硬质氧化铝层的硬度很高，而且导热系数只是铝的1/3，因此与原B2柴油机活塞相比，提高了耐磨性和耐腐蚀性，还可以减少活塞的传热量，降低发动机热负荷。

7.采用与B2柴油机基本相同的气缸盖与配气系统

该柴油采用三缸一盖的铝气缸盖，其基本形式与B2柴油机相同。配气系统仍采用B2柴油机的顶置凸轮轴与顶置进排气门结构。

缸盖燃烧室部分的下平面基本是平的，只有不大的凹陷。进气管仍为冲压件，但排气管则由冲压件改为铸铁件，其中插入1个不锈钢的圆形衬管，大大减少了排气管的热辐射与变形。气缸盖上的排气口改为圆形，便于密封。

8.采用平齿轮、后传动的驱动机构

B2柴油机采用直齿圆锥齿轮和前传动的驱动机构，整个驱动机构由曲轴自由端即扭振振幅最大的部位传出，因而所受扭振的影响很大。而该柴油机采用后传动，曲轴功率输出端附近的扭振振幅最小，齿轮传动安装在飞轮附近，具有明显的优越性。而且喷油提前角和配气相位的准确性得到提高，这对柴油机的性能有一定的好处。

该柴油机采用直齿圆柱齿轮传动，其优点是结构坚固，可靠性好；制造简单，成品合格率高，造价低廉；可以使用普通磨齿机加工。

9.采用喷油提前角自动调节装置

该柴油机采用机械液压式喷油提前角自动调节装置，以保证随转速的变化得到最佳的喷油提前角。该调节装置在曲轴转速为1200r/min时开始起作用，初置角为上止点前24～27°(静态)，随着曲轴转速增加，喷油提前角调节范围是1.6～7.4°曲轴转角。这对高转速时柴油机功率和燃油消耗率均起良好的作用。

在供油系统方面，该柴油机采用活塞式输油泵取代B2柴油机的旋板式输油泵，直接装在喷油泵体上，由其凸轮轴上的偏心轮驱动。喷油泵由立式改为水平卧式，出油阀的开启压力比B2柴油机增大了8.6倍，以改善喷雾质量。

10.采用高温冷却系统

该柴油机采用了较B46发动机更好的高温冷却系统，进一步提高了车辆的耐过热性能和发动机的热效率。

此外，在供油、润滑、冷却、起动系统和零部件结构方面进行了一些改进，性能和可靠性比B2柴油机有所提高。

该机的设计布置考虑了便于维护保养问题。机油滤和柴油滤安装在柴油机机体的V型夹角内，打开车体的上甲板手可以拆卸，维护保养方便。喷油器可以从气缸盖罩上的小盖口中取出来。喷油泵安装在V型夹角内，在它上面只有一些电线和操纵杆，所以在车上也可以比较方便地拆装、检查和保养。

机油 泵和水泵联轴组件可以从车体下部窗口进行检查、调整和拆装。发电机和起动电机布置在柴油机的左下侧，可以从车体驾驶室侧窗进行检查，调整和拆装。

该柴油机虽然在结 构设计上比B2已有很大的改进，但还存在一些缺点，主要是：

1.机油消耗率高

机油消耗率达16～19k/kW·h(12～14g/马力·h)，这是由于活塞组的油环性能太差，气缸套变形太大(椭圆度和锥度达到0.08～0.12mm)，以及活塞裙部间隙大(达0.5mm左右)等因素造成的。

2.比重量大

比重量为3.32kg/kW(2.24kg/马力)，比B-54柴油机大了约0.9kg/kW(0.66kg/马力)，增加了38%。这是由于隧道式机体、圆盘式带滚柱轴承的整体曲轴、以及电动机和发电机等附件比较重的缘故。

3.压缩比较大

压缩比为16.5～17，燃烧过程比较粗暴，气缸最高爆发压力Pz达到7.84～8.13MPa(80～83kgf/cm2)，使运动件承受的机械负荷比较大，噪声高达128～130dB。

4.二阶惯性力矩未平衡

柴油机的振动比较大。

性能数据

型号УТД-20

类型

冲程4

缸数及排列6V120°

冷却方式水冷

燃烧室型式直接喷射式

燃料种类柴油

增压方式非增压

有无中冷无

缸径/行程150mm/150mm

总排量15.9L

压缩比16.5～17

标定功率215kW

标定转速2600r/min

最大扭矩980N·m

最大扭矩转速1500r/min

扭矩储备系统1.25

平均有效压力0.625MPa

活塞平均速度13m/s

升功率13.55kW/L

燃油消耗率(标定)238g/kW·h

燃油消耗率(最低)231g/kW·h

机油消耗率16～19g/kW·h

外形尺寸

长789mm(未计局部突出75mm)

宽1152mm

高751mm

单位体积功率317kw/m3

重量716kg

比重量3.32kg/kW

紧凑性系数23.4

大修期50 0h  

苏联B2柴油机

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国别

苏联  

名称

B2柴油机

B2 Дизельный　Мотор  

研制单位

苏联

SU  

生产单位

苏联

SU  

现状

生产  

装备情况

B2-34(M)型 T-34中型坦克

B-54型 T-54中型坦克及其抢救车

B-55型 T-55中 型坦克和T-62主战坦克

B-46型 T-72主战坦克  

概述

B2柴油机是在1936年哈尔科夫机车制造厂试制的БД-2柴油机的基础上改进而成，通过100h的国家试验，于1939年投入成批生产。

以该机为基础，研制生产了多种变型产品，形成了一个系列，习惯上以B2柴油机作为该系列柴油机的总称。

该机研制成功以后，从40年代到70年代成为苏联唯一的中型坦克(从T-34到T-72)和重型坦克发动机。

30年代末，汽油机在世界坦克动力装置领域占统治地位。苏联首先为坦克研制柴油机，是由于柴油机比汽油机具有以下优点：

热交率高，燃油消耗率低，因而可增大坦克行程；

柴油比汽油不易着火，发生火灾的可能性较小；

无汽油机易产生故障的电点火系统，因此柴油机的可靠 性较好。

这些优点对坦克作战具有重大意义。通过战争的考验，证明柴油机作为坦克动力优于汽油机，因此继苏联之后西方国家陆续在坦克上采用。

B2柴油机一直沿用至今，主要是在设计上严格遵守苏军装备发展的三大准则--性能优越，结构简单，数量众多。该机对苏联来说，具有的战略意义是便于大量生产；便于战士掌握；便于军需后勤供应。

在30年代创制B2柴油机时就向设计师们提出要使该种发动机在投产20年后仍能处于世界坦克动力装置的领先地位。实践表明，该机满足了苏军当初提出的设计要求。

苏联发展B2柴油机，首先是抓住坦克发动机功率要大、体积要小这一主要矛盾，尽可能地提高单位体积功率；同时提高发动机的可靠性；然后是提高使用性能和满足其他要求。

该系列的发展采用了循序渐进的方法。在发展过程中证明性能可靠的零部件总是保持并移植到下一个型号中去，坦克车型的每一次发展，发动机也必然随之有不同程度的改进，以提高坦克使用性能。

与世界各国坦克发动机相比，B2柴油机在60年代以前一直处于领先地位。但由于现代战争对坦克机动性的要求愈来愈高，日益显出该机功率增长不能满足主战坦克的要求，逐渐失去了它的先进性。

结构特点

B2柴油机的主要结构特点可概括为：采用4冲程；水冷；12缸V型气缸60°夹角；直接喷射式燃烧室；小缸心距；较大的行程缸径比；主副连杆结构；悬挂式整体多支承曲轴；上曲轴箱、气缸体与气缸盖3者分开的机体结构；顶置4气门和上置凸轮轴的配气机构；以直齿圆锥齿轮为主的驱动机构 。

1.总体布置

采用12缸V型60°夹角。上曲轴箱、气缸体气缸盖是分开的，左、右气缸盖和左、右气缸体均制成6缸为一整体。上曲轴箱是主要承力部件，其上装有埋入很深的缸体双头螺栓和轴承盖双头螺栓。机体周围固定着各种附件。喷油泵、发电机、机油滤清器固定在上曲轴箱上；水泵、机油泵、输油泵固定在下曲轴箱上。

2.燃烧室

活塞顶部为浅ω型直接喷射式燃烧室，顶面加工有4个凹坑，以避免活塞在上死点附近与气门发生干涉。

3.气缸盖

以6个气缸为一排的整体气缸盖用АП-9铝硅合金硬模铸造。

4.箱体

上曲轴箱采用АЛ-4铝硅合金制造，其总成包括上曲轴箱、第一和中间轴承盖、止推轴承盖、缸体双头螺柱、轴承盖双头螺柱、紧固双头螺柱、主轴瓦及喷油泵支架等。

下曲轴箱主要起油底壳的作用，采用АЛ-9铝硅合金铸造，因其受力不大，采用薄壁结构。其总成包括下曲轴箱、集油板、回油管以及各机件驱动机构的轴承与铜衬套等。

气缸套为湿式，材料采用38ХМЮА。缸套内表面进行氮化处理并加工成镜面，以提高其耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度。

气缸体以6个气缸为一排，用铝硅合金铸造成一整体，左、右排气缸体可以互换。气缸体主要用作气缸套的支承， 内部有循环水冷却气缸套。

气缸垫对密封高压燃气有重要影响，几经改进，最后采用的是由Д16或Д1硬铝板两面包覆的纯铝薄层。

为了缩短发动机长度，该机采用小缸心距，缸心距与气缸直径之比只有1.17，这使气缸套、机体件以及曲轴的刚度较差，从而影响了柴油机的功率提高和寿命。

5.曲柄连杆机构

活塞组包括活塞、活塞环(2个气环和3个油环)、活塞销和活塞销挡塞。

活塞采用热强度较高的锻造铝合金AK- 4制造。

与活塞高度较小相适应，活塞环的厚度较小，气环和油环的厚度均为2.38mm，都属于等压环，而且都是60°斜切口。

活塞销为中部空心、等壁厚的浮式结构，采用12XH3A合金钢制造，外圆柱表面采用渗碳淬火，硬度为HRC≥58，以提高疲劳强度和耐磨性。

该机采用主副连杆结构，主要是为了缩短发动机的长度。连杆组由主连杆、副连杆、连杆盖、副连杆销、连杆轴瓦等组成。

主、副连杆采用18X2H4BA合金钢制造，模锻成型，全部表面机械加工。副连杆销采用12XH3A合金钢制造，外圆柱表面渗碳淬火，硬度为HRC≥58。

曲轴为悬挂式多支承整体结构。曲轴组由曲轴、曲轴尾、油堵、滚动轴承、分离衬套、紧压衬套、挡油圈和密封环等组成。

曲轴无平衡重和扭振减振器，也没有专用的飞轮，采用18X2H4BA合金钢制造，模锻成型，经整体淬火和低温回火，全部表面机械加工。曲轴轴颈均加工成空心的，利用曲轴内腔作为主油道。

6.配气机构

该机采用上置凸轮轴和顶置式气门的配气机构，由凸轮组和气门组组成，每缸有2个进气门、2个排气门。

进、排气凸轮轴上各有6对凸轮，每1对凸轮之间有1个支承轴颈，第一轴颈前后有环形止推突肩，用以确定凸轮轴的轴向位置。凸轮轴利用内径为19mm的通孔作为润滑油道。

进、排气门都是整体结构，进气门头部为平顶，材料为20ХН4ФА合金钢，而排气门头部为球面顶，材料为ЗИ-107(即X10C2M)耐热钢。

7.驱动机构

整个驱动机构是以轴和直齿圆锥齿轮为基本元件，位于柴油机前端，由装在曲轴自由端的曲轴齿轮驱动。全部驱动机构分为两部分：安装在上曲轴箱和气缸盖上的部分驱动配气凸轮轴、喷油泵、空气起动器和发电机等；安装在下曲轴箱的部分驱动机油泵、水泵和输油泵等。

8.供油系统

该机燃油供给系统的部件布置在柴油机上和车体上，在柴油机上的部件有输油泵、燃油精滤器、喷油泵、调速器和喷油器等。

输油泵位于下曲轴箱前端左侧。燃油精滤器布置在喷油泵联轴器上方，位于燃油供给系统的最高位置。喷油泵与调速器作为一个部件，布置在柴油机气缸排的V型夹角内。喷油器安装在气缸盖罩内，垂直放置于气缸盖的气缸中心线上。

输油泵采用效率较高、供油量大 、进口处真空度高和不易产生气塞现象的旋板泵。

燃油精滤器采用毛毡滤芯式，后期生产的B-55和B-62柴油机采用纸板滤片式燃油精滤器。

喷油泵属于波许(Bosch)型的HK-10型多柱塞式泵。调速器早期采用二极式，1943年左右改为PHK-4型全程调速式。采用多孔闭式短针阀喷油器。

9.进排气系统

该机采用的空气滤清器为旋风筒--滤尘丝复合式空气滤清器。旋风筒作为第一级滤清(粗滤)，滤尘丝作为第二级滤清(精滤)。

进气管布置在V型夹角内，排气管布置在气缸盖的外侧。为了防止漏气和漏油，进排气管接盘与柴油机气缸盖的接合面用衬垫密封。

进气管采用薄钢板冲压成两半部，然后焊接成形。

各种型号B2柴油机的排气管根据车体总布置的不同稍有区别。其中，T-10重型坦克和T-10M重型坦克所用B12-5和B12-6柴油机因采用废气引射器冷却装置而排气管的结构不同，其余型号所用的排气管差异不大。

10.冷却系统

该机采用水冷、压力循环、闭式冷却系统，所用的冷却液是水(夏季)和防冻液(冬季)。

冷却系统主要由水泵、气缸体和气缸盖内部水道、水散热器、风扇(仅B12-5和B12-6柴油机采用废气引射器)、水系管路、冷却气道、百叶窗和其他附件组成。除B2-34柴油机外，其它各型B2柴油机的冷却系还备有冷却液加温装置。

冷却水系又分为两类，安装在中型坦克上的B2柴油机均采用不带膨胀水箱的闭式冷却水系；安装在重型坦克上的均采用带膨胀水箱 的闭式冷却水系。

水散热器为管片式，直至B-62柴油机才开始采用管带式。

风扇均采用离心式，冷却水泵为单级离心式。

11.润滑系统

该机采用压力润滑与飞溅润滑相结合的综合式润滑系统，曲轴箱是干式的。采用压力润滑的部位有曲轴的主 轴颈和连杆轴颈、副连杆销、驱动机构的多种轴类以及配气机构的凸轮轴轴颈。采用飞溅润滑的部位有气缸与活塞组、驱动机构的齿轮和负荷较小的轴类、配气机构的凸轮与气门组以及空气分配器等。

润滑系主要由机油泵、机油滤清器、机油箱、机油散热器、电动或手动预润泵、机油散热器旁通阀、油压表和油道管路等组成。只有机油泵和机油滤清器装在柴油机本体上，其他附件装在坦克车体内。

机油泵为3组齿轮式，其中1组为供油组，2组为回油组，供油组出口装有限压阀，可调节供油压力。

机油滤清器早期为网式，后改为基马夫缝隙式、基马夫-CT3综合式，从1959年起在B-55柴油机上开始采用2个机油滤清器，1个是基马夫缝隙式，作为粗滤；1个是离心式，作为精滤。同时安装2个机油滤清器后机油滤清质量有了提高，延长了保养周期。

12.起动系统

各咱B2柴油机都备有主起动和备用起动两种起动装置，还备有便于柴油机冬季起动用的辅助装置。

主起动装置采用起动电机起动装置(如B2-34、B-11、B12-6、B-54)，或惯性起动机起动装置(如B2-10)，或空气起动装置(如B-55、B-62)。

备用起动装置采用空气起动装置(如B2-34、B2-10、B-11、B12-6、B-54)或起动电机起动装置(如B-55、B-62)。

起动辅助装置包括加温装置和机油稀释装置。

近50年来，为了提高工作可靠性，提高柴油机的技术性能，延长使用寿命，简化使用维修，改善制造工艺性，B2柴油机的各部件和系统均有程度不同的改进。其中重大的结构改变有以下4次：

1.由B2-34到B-44

改变水泵和机油泵的结构和位置，使发动机高度降低132mm(降低13%)，较大地提高了单位体积功率。

2.由B-11到A-701

采用机械增压，提高功率180马力(提高34.6%)。

3.由B-55到B-46

采用机械增压，提高功率200马力(提高34.4%)，并改为可燃用多种燃料。

4.由B2(ч15/18)到УТД-20(Ч15/15)

采用短行程(S/D=1)，增加发动机强度和刚度，以适应进一步强化的需要。

型号演变和系列化

一、B2柴油机和型号演变

1.B2-34、B2-34M、B-44柴油机

1940年对B2柴油机进行了改进，命名为B2-34柴油机，功率仍为368kW(500马力)/1800r/min，作为T-34中型坦克的动力。1943年对B2-34进行了改进，命名为B2-34M，安装于T-34/85中型坦克上，1944年改变了B2-34柴油机上水泵和机油泵的结构和布置，显著降低了发动机高度，命名为B-44柴油机 。

2.B2-10、B-11、B-54柴油机

1940年苏联在发展B2-34柴油机的同时，还研制了B2-K柴油机，结构与B2-34区别不大，但功率强化到441kW(600马力)/2000r/min，作为KB重型坦克的动力。1942年，在KB重型坦克的基础上发展的ИС-2重型坦克装有B2-10柴油机。该柴油机的功率虽从B2-K的441kW调小到382kW(520马力)，但最大扭矩与B2-K相同，因而扭矩储备系数大大提高。

B-11柴油机是B2-10的改进型，长度比B2-10缩短了135mm，两者的技术特性相同。

B-54柴油机是B-44的改进型，高度与B-44相同，技术特性与B2-10、B-11相同，1947年安装在T-54中型坦克上。

3.B-55、B-62柴油机

B-55柴油机是B-54的改进型，1958年装于T-55中型坦克上。与B-54相比，转速保持2000r/min，功率由382kW(520马力)提高到426kW(580马力)，途径是提高压缩比和增大循环供油量，稍为增大喷油提前角。因此，单位体积功率、升功率等比B-54均有提高，比重量指标也有改善。

B-62柴油机除排气管和个别零部件稍有改进外，基本结构和外形尺寸与B-55基本相同。该柴油机于1961年安装在T-62主战坦克上。

4.A-701、B-12、B12-5、B12-6柴油机

从1950年开始，苏联在重型坦克上安装机械增压的B2系列柴油机，型号有A-701、B-12、B12-5和B12-6等。

A-701柴油机是1950年出现的ИС-4重型坦克的动力，而B-12、B12-5等柴油机则是装在1953年出现的T-10重型坦克上的几种变型的机械增压柴油机。坦克吨位均为50t，柴油机功率均为515kW(700马力)/2100r/min。机械增压器都是安装在柴油机曲轴箱的前端，由曲轴驱动。

A-701柴油机是在B-11的基础上采用机械增压，与B-11的不同点是在柴油机前端装有机械增压器与增压器中夹件，由曲轴通过弹性轴驱动。

B-12与B12-5柴油机是在B-54柴油机基础上采用机械增压，B-12与B-54的不同点是当柴油机转速为1700～1900r/min时，相对增压压力不低于22.3kPa(0.22atm)；喷油提前角不同；进、排气凸轮轴不同；冷却装置采用废气引射冷却。

1957年，苏联研制了T-10重型坦克的改进型T-10M(重50t)，其上装有机械增压的B12-6柴油机，功率进一步提高到552 kW(750马力)/2100r/min。

与B12-5相比，B12-6柴油机在结构上有许多差别，主要是为了减小发动机的长度，并提高结构可靠性。

5.B-46柴油机

该柴油机是B-55的改进型，是苏联T-72坦克采用的一种机械增压多种燃料发动机，其主要改进如下：

(1)采用机械增压 该柴油机是在B-55的基础上采用机械增压，与机械增压的B12-6柴油机功率相近，但布置不同。B12-6柴油机的增压器安装在发动机自由端，由曲轴前端驱动，使发动机总长度增加300mm以上，故需采用纵置方式；而B-46柴油机的增压器安装在轼率输出端，由输出端的增压器齿轮驱动，取消了曲轴的第8轴承与止推滚珠轴承，使发动机总长度比B-55缩短了100mm左右，故发动机仍可横置。

(2)采用多种燃料 传统的B2柴油机燃用单一的燃料--柴油，而B-46柴油机改为燃用多种燃料--柴油、煤油和汽油。

B2柴油机采用直接喷射式燃烧室，对燃用多种燃料是不理想的。苏联在B-46柴油机上并未放弃传统的直喷式燃烧室，而是采取一系列措施使该柴油机燃用多种燃料达到了实用水平。其措施如下：

a.采用调整喷油提前角与供油量的装置。该发动机采用三位喷油泵联轴器，其基本原理与B-55柴油机的夏、冬季双位联轴器相同。3个位置为上止点前35°(柴油 ，夏季)、32°(冬季)、36～40°(汽油)。同时在喷油泵的齿杆支头结构上采用三位支头， 即燃用柴油、煤油、汽油时，分别调到不同的位置，以达到可燃用不同燃料而发动机功率和工作状况又比较理想的目的。

b.解决燃用汽油时起动困难的问题。燃用汽油时，在进油系统中增加一个БЦН-1输油泵，与原有的БНК输油泵串联工作，使进油管路中压力保持在196.1kPa(2kgf/cm2)以上。夏季起动前要加压5min，以防止汽油汽化而在油路中产生气阻。气温低于20℃时起动前要用加温器预热空气，使进气温度不低于15℃，方能起动。

c.解决使用汽油时燃油供给系统各机件的可靠性问题。所采取的措施是，柱塞偶件上设有泄油槽；整个喷油泵体内采用机油循环润滑；各喷油器上都装上泄油管，以回收泄漏的燃油等等。

(3)采用高温冷却 采用高温冷却除了能解决发动机过热问题以外，还可以提高发动机的热效率和散热器的散热效率。

为了适应采用高温冷却方式后热负荷增大的需要，该发动机采用铸有横水道的缸体结构，使各缸冷却更为强烈而均匀，同时水泵结构也作了相应改进。

(4)采用发电机与起动电机合二为一的电机系统 B-46的发电机功率范围与起动电机的相近，故可选用两者合二为一的直流电机结构，功率为10kW。起动时作为起动电机使用，正常运转进作为发电机使用。电机安装在车体上，由传动机构驱动。这种布置解决了原先发电机周围温度过高的问题。

(5)延长长动机的寿命 该发动机的使用期约600～700h，与B-55柴油机相比，功率提高约1/3，而寿命还能延长20～40% ，这是在发动机设计、制造工艺与维修保养方面改进的结果。延长使用寿命的重要措施是在空气滤清器上装有真空度检查仪以及改善润滑质量和提高制造工艺等。

二、B2柴油机的系列化

40多年来，B2柴油机在系列化生产方面形成了一个军用变型系列和一个民用变型系列，分别用于各种军用车辆和民用领域。

该柴油机在军用履逞车辆领域大致发展了20余种型号(包括直列6缸机型)，用于40多种车型，在基本结构和体积大体不变的情况下，功率由368kW(500马力)提高到574kW(780马力)，寿命由100h增加到700h。

按装甲履带车辆的不同类别，将B2系列柴油机型号、主要参数列表如下：

履带式自行高炮用B2发动机

自行高炮发展年代火炮口径吨位发动机功率转速备注

型号(mm×数量)(t)型号KW(马力)(r/min)

ЗСУ37194537×2B2-34368(500)1800T-34底盘

ЗСУ57-2195757×228.1B-54382(520)2000T-54底盘

ЗСУ23-4196623×419B-6P206(280)2000ПТ-76底盘

中型(主战)坦克用B2发动机

坦克发展吨位发动机功率转速长×宽×高重量坦克单位功率

型号年代(t)型号kW(马力)(r/min)(mm)(kg)kW/t(马力/t)

БТ-7М193914.65B2368(500)18001568×916×102987425.1(34.1)

T-34194026B2-34368(500)18001568×916×102987414.1(19.2)

T-34/85194332B2-34M368(500)18001568×916×102987411.5(15.6)

T-44194435B-44368(500)18001583×916×89787410.5(14.3)

T-54194736B-54382(520)20001583×896×89792010.6(14.4)

T-54A195436B-54A382( 520)20001583×896×89792010.6(14.4)

T-55195836B-55426(580)20001583×896×89792011.8(16.1)

T-62196137～38B-55426(580)20001583×896×89795011.4(15.5)

T-64约197038

T-7270年代初41B-46574(780)20001500×900×897(估计)1050(估计)14.0(19.0)

履带式自行火炮用B2发动机

自行火炮火炮发展火炮口径吨位发动机功率转速备注

型号类型年代(mm)(t)型号kW(马力)(r/min)

СУ85反坦克炮40年代初期85约32B2-34368(500)1800T-34底盘

СУ100反坦克炮194510032B2-34368(500)1800T-34底盘

ИСУ122反坦克炮40年代初期12246B2-10382(520)2000ИС-2底盘

ИСУ152反坦克炮194415246B2-10382(520)2000ИС-2底盘(仅造了样车)

ИСУ152K反坦克炮50年代初期15247.2B-54K382(520)2000ИС-2底盘

СУ13 0反坦克炮40年代末期13040B-55426(580)2000T-55底盘

САУ1 52榴弹炮197315238368(500)

重型坦克用B2发动机

坦克型号发展年代吨位(t)发动机型号功率kW(马力)转速(r/min)长×宽×高(mm)重量(kg)坦克单位功率kW/t(马力/t)

KB194046B2-K441(600)20001548×916×10298749.6(13)

ИС-2194246B2-10382(520)20001703×916×10299208.3(11.3)

ИС-3194446B-11382(520)20001548×916×10298748.3(11.3)

ИС- 41950约50A-701515(700)21001900×1080×1029974(估计)10.3(14)

T-10195350B-12515(700)21001900×1080×1029974(估计)10.3(14)

T-10M195750B12-6552(750)2100

履带式水陆坦克、装甲输送车与步兵战车用B2发动机

车辆型号车辆类别发展年代主要武器吨位(t)发动机型号功率kW(马力)转速(r/min)长×宽×高(mm)车辆单位功率kW/t(马力/t)

ПТ-76水陆坦克195276mm火炮14B-6176(240)18001520×741×103712.6(17.1)

ПТ-85水陆坦克195735mm火炮B-6176(240)18001520×741×1037

БТР-50/50ПК装甲输送车195712.7mm枪炮14.5B-6176(240)18001520×741×103712.1(16.5)

БМП-1步兵战车197073mm火炮赛格导弹13.2УТД-20220(300)2600789×1152×75116.7(22.7)

履带式空降战斗车辆用B2发动机

车辆型号车辆类别发展年代主要武器吨位(t)发动机型号功率kW(马力)转速(r/min)车辆单位功率kW/t(马力/t)备注

АСУ-85空降反坦克自行火炮196285mm火炮16B-6176(240)180011(15)ПТ-76底盘

БМД伞兵战车197373mm火炮赛格导弹10УТД-20220(300)260022(30)

履带式地对空导弹运载车辆用B2发动机

导弹型号装备年代机动方式吨位(t)发动机型号备注

萨姆4(加涅夫)1964装甲履带车运载(新制底盘)

萨姆6(根弗)1967ПТ-76坦克底盘运载14B-6

战术火箭和导弹运载车用B2发动机

型号类别装备年代机动方式吨位(t)发动机型号备注

夫劳克1式战术火箭1957ИС-3坦克底盘运载36.5B-11

夫劳克2式战术火箭1957ПТ-76坦克底盘运载18B-6

夫劳克3式战术火箭1960ПТ-76坦克底盘运载18B-6

夫劳克4克战术火箭1960ПТ -76坦克底盘运载(或МАЗ-543汽车运载)18B-6

夫劳克5式战术火箭1966ПТ-76坦克底盘运载18B-6

夫劳克7式战术火箭1965吉尔135卡车运载

斯科德A式战术导弹1957ИС-3坦克底盘运载36B-11

斯科德B式战术导弹1965МАЗ-543汽车运载

斯坎尔博德式战术导弹1967МАЗ-543汽车运载

履带式火炮(导弹)牵引车用B2发动机

型号类别装备年代空车重(t)牵引重(t)载重(t)发动机型号功率kW(马力)备注

AT-C中型牵引车50年代9163B-54T184(250)

AT-C-59中型率引车50年代1014B-54T220(300)1700r/min

AT-T重型牵引车50年代15255B-54T305(415)

ГТ-T重型牵引车60年代雪地和沼泽地输送、牵引用

坦克架桥车用B2发动机

型号装备年代采用底盘吨位(t)发动机型号备注

МТУ-150年代后期T-54坦克34B-54

МТУ-2约1970T-55坦克37B-55

坦克抢救牵引车用B2发动机

型号装备年代采用底盘吨位(t)发动机型号备注

T-34-T40年代T-34坦克22～25B2-34有3种变型车

ПСУ-T4 0年代ИС坦克41～45B2-10/11有5种变型车

T-54-T50年代T-54坦克32B-54

BTC-250年代T-54坦克32B-55

T-55-T60年代T-55坦克32B-55

T-55-ПМР1975T-55坦克B-55战斗工程车

履带式坦克修理车用B2发动机

型号装备年代采用底盘发动机型号备注

МТП60年代БТР-50П装甲输送车B-6技术救援车

МТО-СТ6 0年代ГТ-Т重型牵引车技术救援车

性能数据

型号B2-34B2-10B-55

B2-34MB-11A-701B12-6B-46

B-44B-54B-62

类型

冲程444444

缸数及排列12V60°12V 60°12V60°12V60°12V60°12V60°

冷却方式水冷水冷水冷水冷水冷水冷

燃烧室型式直接喷射式直接喷射式直接喷射式直接喷射式直接喷射式直接喷射式

燃料种类柴油柴油柴油柴油柴油柴油

增压方式非增压非增压非增压机械增压机械增压机械增压

有无中冷无无无无无无

缸径/行程150mm/180150mm/180150mm/180150mm/180150mm/180150mm/180

(186.7)mm(186.7)mm(186.7)mm(186.7)mm(186.7)mm(186.7)mm

总排量38.88L38.88L38.88L38.88L38.88L38.88L

压缩比14～1514～1514.5～15.513.5

标定功率368kW382kW426kW515kW552kW574kW

标定转速1800r/min2000r/min2000r/min2100r/min2100r/min2000r/min

最大扭矩2156N·m2254N·m2352N·m2940N·m3087N·m

最大扭矩转速1100～1200～1200～1300～1300～

1200r/min1300r/min1400r/min1500r/min1400r/min

扭矩储备系数1.1281.2341.151.1721.13

速度系数1.571.61.43～1.671.4～1.621.429

平均有效压力0.63MPa0.59MPa0.66MPa0.76MPa0.81MPa0.886MPa

活塞平均速度10.8121212.612.612

(11.2)m/s(12.45)m/s(12.45)m/s(13.1)m/s(13.1)m/s(12.45)m/s

升功率9.47kW/L9.83kW/L10.98kW/L13.24kW/L14.2kW/L14.76kW/l

燃油消耗率(标定)245g/kW·h255.7g/kW·h258.4g/kW·h258g/kW·h252～258g/kW·h245g/kW·h

外形尺寸

长1568mm1703mm158319001480(B2-10)

1568mm

(B-11)1583mm1583mm

(B-44)(B-54)

宽916mm916mm8961080896

896mm

(B-54)

高1029mm1029mm8971029902

897mm897mm

(B-44)(B-54)

单位体积功率199kW/m3238kW/m3336kW/m3244kW/m3377kW/m3480kW/m3

重量(干重)874kg920kg＜920kg980kg

比重量2.38kg/kW2.41kg/kW2.15kg/kW1.71kg /kW

紧凑性系数2124.230.618.4326.5632.51

大修期500h

安装坦克型号T-34ИС-2T-55

T-34/85ИС-3ИС-4T-10MT-72

T-44T-54T-62

坦克吨位26t46t36t

32t46t50t50t41t

35t36t37.5t

坦克单位功率14.1kW/t8.3kW/t11.86kW/t

11.5k W/t8.3kW/t11.4kW/t10.3kW/t11kW/t14kW/t

10.5kW/t10.6kW/t  

意大利MTCA系列柴油机

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国别

意大利  

名称

MTCA系列柴油机

MTCA Series Diesel Engine  

研制单位

菲亚特·伊维科公司

FIAT-IVECO,IT  

生产单位

菲亚特·伊维科公司

FIAT-IVECO,IT  

现状

生产  

装备情况

6缸机(382kW) B1逊陶罗(Centauro)轮式坦克歼击车、VCC-80步兵战车

8缸机(551kW) 阿根廷TAM坦克改装动力

12缸机(882kW) C1阿瑞特(Ariete)主战坦克  

概述

该系列柴油机原是民用系列发动机，为满足军用要求，通过涡轮增压或涡轮增压中冷并对结构进行适当改进，将民用柴油机"军用化"。至今，该系列已有3种机型经过军用化后用于装甲战斗车辆上，即6V型MTCA涡轮增压发动机(382kW,2300r/min，用于B1逊陶罗轮式坦克歼击车和VCC-80步兵战车)；8V型涡轮增压发动机(551kW,作为阿根廷TAM坦克的改装动力)；12V型涡轮增压中冷发动机(已被选为正在研制中的C1阿瑞特主战坦克动力)。

军用化的主要技术措施，除了采用涡轮增压中冷、改进喷油和润滑系统、用机油冷却气缸盖等方法以提高功率外，还对一些发动机部件或系统也作了相应结构改变，诸如采用干式油底壳、耐电磁脉冲的电气系统，用齿轮式传动机构代替皮带式传动机构等。

该系列发动机具有模块化特点，其主要结构是：

采用铸铁缸体和湿式缸套；

采用一缸一盖，气缸盖也用铸铁制造；

每个气缸有4个气门，排气门采用双金属材料制造；

活塞由两部分组成，用电子束焊接工艺组成一整体，活塞由机油进行冷却。  

英国J60汽油机

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国别

英国  

名称

J60汽油机

J60 Gaosoline Engine  

研制单位

美洲虎汽车股份有限公司

Jaguar Car Limited,GB  

生产单位

美洲虎汽车股份有限公司

Jaguar Car Limited,GB  

现状

生产  

装备情况

英国蝎式系列履带式侦察车和狐式系列(4×4)轮式侦察车  

概述

装在蝎式系列履带式战斗侦察车C VR(T)和狐式系列轮式战斗侦察车CVR(W)上的J60汽油机是从轿车上使用的美洲虎XK高性能汽油机演变来的。到目前为止，已经生产了5000多台。

该汽油机可在平均有效压力普遍低于涡轮增压柴油机的情况下达到高的输出功率。发动机结构紧凑，具有高的单位体积功率。该机的散热量较少，因此冷却系统较小；有好的加速性和扭矩特性，适合于装甲战车应用；可维修性好，可在战地进行维修。该机应用于蝎式车辆，与TN16传动装置相匹配。

该发动机是一种4冲程直列6缸水冷非增压汽油机，排量为4.23L。

1.供油系统

采用了索莱克斯(Solex)48NNIP双腔下吸式汽化器，汽化器上装有以海拔高度进行自动调节混合气的气压膜片式传感器。由于压缩比很低，允许燃用宽范围辛烷值的燃油。发动机用91RON汽油可满意地工作。在紧急情况下可使用超出英国国防部要求范围接近85RON的和高含铅量的燃油工作。

2.润滑系统

采用湿式油底壳，可在大倾斜度(前后倾斜35°，侧倾17°)情况下工作。润滑油由与车上安装的滤清器和冷却器相连的油道进行补充。采用英国国防部OMD-75技术规范的10-30号稠化机油润滑。

3.电气系统

供装甲车应用的电气系统为带有全屏蔽和防水线圈、配电器和起动电机的24V电气系统。在要求较低的应用方面，则采用12V电气系统。电点火装置可方便地适用于14V和12V电气系统。

由于该发动机的压缩比很小，在不利的条件下还可用手动或拖动起动。

该发动机按国防部05-24(相当于北大西洋公约组织的AQAP-4)质量标准生产。

性能数据

型号J60

类型

冲程4

缸数及排列6缸直列

冷却方式水冷

点火方式火花点火

燃料种类宽范围辛烷值汽油

缸径/行程92mm/106mm

总排量4.23L

压缩比7.75

标定功率140kW(190马力)

标定转速4750r/min

最大扭矩305N·m(31.107kgf·m)

最大扭矩时转速3000r/min

平均有效压力0.836MPa

活塞平均速度16.78m/s

升功率33.1kW/L

外形尺寸：长×宽×高909×600×733(mm)

单位体积功率350kW/m3

重量(干重)264kg

比重量1.89kg/kW  

英国T6.3544柴油机

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国别

英国  

名称

T6.3544柴油机

T6.3544 Diesel Engine  

研制单位

珀金斯发动机股份有限公司

Perkins Engines Ltd,GB  

生产单位

珀金斯发动机股份有限公司

Perkins Engines Ltd,GB  

现状

生产  

装备情况

蝎式履带战斗侦察车CVR(T)和风暴式装甲人员输送车(试验)、费列特80轮式侦察车  

概述

英国轻型履带式装甲侦察车CVR(T)原先用美洲虎J60汽油机驱动，后来出于燃油经济性和简化后勤供应的原因以及海外用户对柴油机感兴趣，改用了珀金斯公司生产的T6.3544柴油机。蝎式车辆用了这种147kW(200马力)的发动机，重量增加了300kg，但机动性未受影响，而且还增加了行程。

阿尔维斯公司(Alvis)自1982年5月开始提供装用该柴油机的蝎式(Scorpion)履带战斗侦察车和风暴式(Stormer)装甲人员输送车。经在博文登的英国陆军装甲试验与研究部队(British Army's Armoured Trials and Development Unit)完成的试验表明，珀金斯公司的柴油机比汽油机有更好的可靠性和低的燃油消耗率。

该军用型柴油机是由民用型发展来的，有2种变型机，均为涡轮增压中冷，一种标定功率为147kW(200马力)，已用于蝎式履带战斗侦察车；另一种标定功率为184kW(250马力)，已用于风暴装甲人员输送车。1980年6月完成的北大西洋公约组织AEP5400h试验表明，该发动机从民用型发展到军用型后，虽然输出功率提高了很多，但发动机仍有足够强度。

功率为115kW(156马力)的无中冷的T6.3544发动机已用于新的费列特(Ferret)80型轮式侦察车，并可安装在GKN-桑基(Sankey)公司的萨克松(Saxon)AT105轮式装甲车上。

标准民用车辆或非战斗军用车辆应用的T6.3544发动机，其标定功率为117kW(159马力)。

结构特点

该发动机是一种4冲程直列6缸水冷柴油机，有增压和增压中冷几种机型。这些发动机具有结构紧凑、噪声小和良好的环境适应性的特点。

该发动机采用了珀金斯公司的独特的挤压式唇状(Squish Lip)燃烧室活塞结构，从而压力升高率较低，单位体积功率较高。

性能数据

型号T6.3544

类型

冲程4

缸数及排列直列6缸

冷却方式水冷

燃烧室型式直接喷射式

燃料种类柴油

增压方式涡轮增压有无中冷有

缸径/行程98.4mm/127mm

总排量5.8L

压缩比16

标定功率184kW(250马力)

标定转速2600r/min

最大扭矩587.6N·m(59.9kgf·m)

最大扭矩转速1800r/min

平均有效压力1.46MPa

活塞平均速度11m/s

升功率31.7kW/L(43.1马力/L)

外形尺寸：长×宽×高937×747×864(mm)

单位体积功率304kW/m3(413马力/m3)

重量(干重)445kg

比重量2.42kg/kW(1.78kg/马力)  

英国TV8.640柴油机

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国别

英国  

名称

TV8.640柴油机

TV8.640 Diesel engine  

研制单位

珀金斯发动机股份有限公司

Perkins Engines Ltd,GB  

生产单位

珀金斯发动机股份有限公司

Perkins Engines Ltd,GB  

现状

生产  

装备情况

RO 2000车族包括RO 2002装甲人员输送车、RO 2003自行装甲迫击炮和RO 2004轻型坦克等；埃及的RO 2001 122mm自行榴弹炮  

概述

该柴油机是一种4冲程V型8缸涡轮增压水冷柴油机，也是一种军民两用机。带进气中冷机型的标定功率可达331kW(450马力)，不带进气中冷的则可达221kW(300马力)。该发动机适用于轻型坦克和自行榴弹炮，已装用在利兹皇家兵工厂(Royal Ordnance Factory Leeds)设计制造的RO 2002装甲人员输送车、RO2003自行装甲迫击炮和RO 2004轻型坦克以及为满足埃及陆军需要而设计制造的RO 2001 122mm自行榴弹炮上。这些车辆上装用的TV8.640柴油机标定功率为235kW(320马力)。在民用和非战斗车辆上应用时，发动机的标定功率则为191kW(260马力)。

性能数据

型号TV8.640

类型

冲程4

缸数及排列8V90°

冷却方式水冷

燃烧室型式直接喷射式

燃料种类柴油

增压方式涡轮增压

有无中冷有

缸径/行程117.6mm/120.7mm

总排量10.5L

压缩比15.5

标定功率331kW(450马力)

标定转速2600r/min

平均有效压力1.45Mpa

活塞平均速度10.5m/s

升功率31.5kW/L

重量762kg

比重量2.3kg/kW  

英国L60发动机

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国别

英国  

名称

L60发动机

L60 Engine  

研制单位

里兰德汽车公司

Leyland Motors corporation,GB  

生产单位

里兰德汽车公司

Leyland Motors corporation,GB  

现状

完成生产计划  

装备情况

英国奇伏坦坦克及其变型车  

概述

L60发动机是里兰德汽车公司专门为英国1965年装备的奇伏坦主战 坦克研制的动力，后来还用在印度的胜利式中型坦克上。早期生产的发动机标定功率为478k W(650马力)，随着奇伏坦主战坦克的不断改进，也对发动机的功率作了相应提高。通过将鲁茨扫气泵的效率提高到65%，并对材料和进排气口的结构作了一些改进，使功率提高到551kW(750马力)。该发动机曾试验过采用废气涡轮增压，增压压比为2，输出功率可提高到662kW(900马力)，涡轮增压器与鲁茨扫气泵采用串联结构。

由于该发动机是一种2冲程年列对置活塞式发动机，存在热负葆与机械负荷高和高度过大的问题，特别是发动机的高度对坦克的生存力有很大影响。

结构特点

L60发动机是一种2冲程直列6缸对置活塞水冷多种燃料压燃式发动机。

1.总体布置

该发动机在奇伏坦主战坦克上采取纵向布置。为了尽量减少动力装置占据的空间，将发动机的辅助系统(如散热器、风扇以及润滑系统的部件等)与发动机本体组合成整体，总称为发动机组。发动机在坦克上固定采用3点支承。前端1个支承点位于辅助齿轮排上部带有径向橡胶垫的单耳轴上；后端2个支承点在发动机后部左右两侧衬有橡胶垫的球形耳轴上。

2.燃烧系统

该机采用直接喷射式燃烧室，由上下2个碟形活塞顶构成。在气缸壁上有10个进气口和8个排气口。为了形成强列的进气涡流，使燃油与空气能均匀混合以改善燃烧，进气口与气缸直径方向构成一定角度。在燃烧室的气缸壁上装有主副2个喷油器，分别由喷油泵的2个柱塞供油。副喷油器比主喷油器提前7°进行预喷油，形成2次喷射，以利于燃烧。该发动机可燃用柴油、重油、普通汽油、高级酒精和这些燃料的混合物。发动机的工作顺序为1-6-2-4-3-5。

3.箱体

发动机无气缸盖，箱体由上曲轴和下曲轴的曲轴箱和气缸体构成，用高强度铸铁铸成。在气缸体上制有润滑油的供油道和回油道。每个主轴承盖用4个螺柱紧固在曲轴箱上。气缸套为湿式，由合金铸铁制成，表面镀铬，镀层厚度为0.2mm，加工后的镀铬层厚度为0.13m m。气缸套与气缸体之间采用压配合，并用螺塞紧固，以便在发动机大修时使缸套便于拆卸。为了加强气缸套的冷却，缸套外壁制有螺旋槽，使冷却水以一定流速定向流动。缸套上制有10个进气口与8个排气口。

4.曲柄连杆机构

采用双曲轴结构，上曲轴控制排气口，下曲轴控制进气口。曲轴用铬钼合金钢制成，并经氮化处理。连杆轴径直径为76mm，主轴承直径为103mm。在第四主轴承两边有止推环，用作曲轴轴向定位。每个曲柄上有锻制一体的平衡块。每根曲轴支承在7个主轴承内。曲轴钻有润滑油道，以便对主轴颈与连杆轴颈进行压力润滑。每根曲轴的自由端都装有硅油减振器。上下曲轴通过1排(5个)合金钢制的直齿圆柱齿轮连接在一起，发动机的轼率输出轴与起动齿圈由该排齿轮中的一个中间齿轮传动，曲轴与功率输出轴的传动比为0.8。齿轮用镍铬钢制造，并经渗碳淬火，齿部经精磨加工，以提高齿轮精度。在发动机自由端还有一排辅助齿轮，由下曲轴传动，用来驱动喷油泵、齿轮式机油泵、鲁茨扫气泵及发电机。连杆为合金钢锻件，截面为工字形，表面经过抛光，以便于探伤。连杆身钻有油道，以便对活塞销进行压力润滑，并冷却活塞。连杆大头盖采用平切结构，用2个螺栓固在连杆大头上。

该发动机采用组合活塞，活塞顶用含镍量为45%的耐热钢制成，呈碟形。活塞体由铸铁制成，表面经喷钼处理。由4个螺栓将活塞顶紧固在活塞体上。每个活塞有5个活塞环即3个气环和2个油环。顶环为专门设计制造的组合环，由1个阶梯环和1个矩形环组成。第二、三气环为普通压缩环。2个油环设置在活塞销座以下裙部。为了提高活塞组的高温可靠性，活塞内腔采用机油冷却。全浮动式活塞销通过弹性片固定在活塞销座内。

5.配气机构

配气是由下曲轴通过活塞控制缸壁上的10个进气口来实现的。当活塞接近外死点时，开启缸壁上的进、排气口，由鲁茨泵进行扫气。

6.进排气系统

该机采用双转子式鲁茨扫气泵，由辅助齿轮排传动，直接安置在进气腔上，泵体为铸铝件，提供表压为0.034MPa(0.35kgf/cm2)的进气压力。扫气泵压出的空气先进入进气腔，而后进入气缸，气腔起稳压作用。采用二级离心式空气滤清器。自气缸排出的废气通过发动机两侧的排气歧管分2路引出。每1排气歧管都由2部分组成。其末端各有1个套管，以便与V型断面的叉形管相配合。在末端的套管内还有1个石棉压力密封环。发动机的排气管和消音器都装在车体底部，以减小被敌方红外探测仪发现的可能性。

7.供油系统

该机采用了具有12个柱塞副的喷油泵。喷油泵与液力调速器连接在一起，并带有螺线管限制器控制装置，液力调速器控制供油量，使每个柱塞的每1工作行程可泵燃油205mm3。喷油齿杆有2个控制位置，一个供燃用柴油工作时使用，另一个供燃用其他燃料时使用。喷油泵采用压力润滑，机油由发动机主油道供给。燃油进入喷油泵有先经过2个毛毡式滤清器滤清。

8.冷却系统

该机采用闭式压力循环，压力为0.167MPa。2个水泵对称地装在功率输出端的曲轴箱两侧，由发动机的主齿轮排驱动。在冷却水道中装有蜡质衬套的活门式恒温器，用以控制冷却水的大、小循环通路。2个散热器安装在发动机上部上油底壳的两侧，采用特殊铰链连接，可使它竖立，以便维修时接近发动机及辅助装置。采用2个轴流式冷却风扇，由主齿轮排通过皮带传动。

9.润滑系统

采用干式油底壳，由1个与压油泵串联安装的容积式回油泵将机油抽出来，流经散热器冷却后进入机油箱。采用齿轮式压油泵，泵出的机油经过1个3层毛毡滤清器滤清后进行压力润滑。主油道的油压为0.412MPa，在发动机标定转速时压油泵的供油量为181.8L/min。由于发动机机体内有润滑油道，从而减少了外部油管。所有润滑点均采用压力润滑。为了避免在最恶劣工况下机油从发动机中漏掉，在整个润滑系中的所有油封都是用一种特种橡胶混合物制作的。

10.起动系统

该机有2种起动方式。在常温下使用电动，起动电机外径为152.4mm，布置在发动机右侧靠后端。外径为196.8mm的发电机，布置在发动机靠近自由端的右侧，由辅助齿轮排传动。在严寒季节(-40℃环境温度)，采用辅助发动机驱动液压起动器来起动。辅助发动机是一种3缸对置活塞多种燃料压燃式发动机，弹性地安装在主发动机自由端靠近发电机处。它除了用于驱动L60发动机的液压起动器外，还用于驱动直流发电机。辅助发动机与主发动机共用一套冷却系统和燃油供给系统。

性能数据

型号L60

类型

冲程2

缸数及排列直列6缸对置活塞

冷却方式水冷

燃烧室型式直接喷射，燃烧室由上下2个碟形活塞顶构成

燃料种类柴油、重油、普通汽油、高级酒精和这些燃料的混合物

增压方式鲁茨泵增压

压比1.4

有无中冷器无

缸径/行程117.5mm/146.1mm×2

总排量19L

压缩比16.75

标定功率515kW(700马力)(带空气滤清器和排气消音器，若不带，则为552kW(750马力)

标定曲轴转速2100r/min

标定输出轴转速2625r/min

输出轴最大扭矩2142N·m(218.4kgf·m)

最大扭矩曲轴转速1400r/min

最大扭矩输出轴转速1750r/min

平均有效压力0.77MPa

活塞平均速度10.22m/s

升功率27.1kW/L

燃油消耗率(标定)248g/kW·h*

燃油消耗率(最低)224g/kW·h*

外形尺寸(长×宽×高)1376.6①×865×1162.7②(mm)

单位体积功率372kW/m3

重量1928kg**

比重量3.74kg/kW**

*不带空气滤清器和消音器；**包括起动机与发电机；①自上曲轴减振器外缘至起动齿圈外缘间距离；②上下曲轴减振器外缘之间距离。  

英国K系列发动机

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国别

英国  

名称

K系列发动机

K Series Engine  

研制单位

罗尔斯-罗伊斯汽车公司

Rolls-Royce Motors Company,GB  

生产单位

罗尔斯-罗伊斯汽车公司

Rolls-Royce Motors Company,GB  

现状

完成生产计划  

装备情况

英国FV432履带式装甲输送车、FV434装甲修理车、猎鹰30mm双管自行高炮、艾伯特105mm自行火炮和瑞典Strv103主战坦克、155mm自行火炮与40mm双管自行高炮  

概述

K系列发动机是罗尔斯-罗伊斯汽车公司于50年代开始研制、60年代开始生产的2冲程直列对置活塞式系列发动机，包括K-40、K-50、K-60 3种机型，分别为4缸机、5缸机和6缸机。

K-60发动机是该公司为FV432履带式装甲人员输送车设计的动力，1964年正式投产，以替换FV432车辆早期使用的B81型汽油机。B81汽油机也是该公司生产的。

K-60发动机的应用较为广泛，在装甲车辆、自行火炮和主战坦克上均有应用。1962年，瑞典皇家陆军向英国订购了K-60发动机用作瑞典1967年装备的Strv103主战坦克的柴油机与燃气轮机组合动力装置中的柴油机动力。这种双动力组合装置既可单独使用，也可联合使用。在非战斗状态低速行驶或惰转工况下，由K-60柴油机单独驱动；战斗状态需要高速或不利地形行驶情况下由双动力联合驱动。在Strv103坦克上使用的K-60发动机上有一功率分出装置与液压系统相连接，必要时可将该发动机的全部功率都用于坦克武器的瞄准。

K-60发动机在当时是一种较先进的动力。它能燃用包括柴油、煤油和汽油等各种馏份的燃料，燃油消耗量比汽油机低30%，从而大大增加了战车的行程。它能与适合FV430系列车辆中使用的任何相应传动装置相配合；能在前后倾斜35°和侧倾17°的情况下正常工作。

为了进一步提高该机的输出功率，曾采用油冷活塞和涡轮增压进行试验，输出功率可从原来的176kW(240马力)提高到221kW(300马力)，而重量和体积只略有增加。

结构特点

K-60是一种2冲程直列6缸对置活塞水冷多种燃料压燃式发动机。

1.燃烧室

该机采用直接喷射，燃烧室由上下2个活塞的顶部构成，喷渍器位于气缸套的中部。

2.箱体

该发动机无气缸盖。整个箱体均由铸钢制成，气缸体与下曲轴的曲轴箱为一铸件，上曲轴的曲轴箱则为另一铸件。这两个铸件用螺栓组合在一起。负荷螺栓很长，贯穿包括发动机上下端的主轴承盖在内的整个组合件。这些螺栓不仅起紧固作用，而且还要承受发动机的燃烧气体压力。采用的离心铸造的湿式气缸套，全部经过机械加工，然后从气缸排上方压入。置于缸套中部的喷油器的外套对缸套起固定作用。

3.曲柄连杆机构

该发动机有上下2根曲轴，均用氮化锻钢制成，其自由端带有硅油减振器。由1排宽齿正齿轮将2根曲轴的输出功率传递到增速齿轮传动装置的输出轴。曲轴的标定转速为2400r/min，输出轴的标定转速为3750r/min，增速比为1：1.57。上曲轴通过活塞控制进气口，下曲轴通过活塞控制排气口。下曲轴较上曲轴的输出功率大，约占总输出功率的70%。鲁茨扫气泵及大部分辅助装置是由曲轴驱动。每缸有2个对置活塞，活塞上带有隔热的耐热钢环，活塞为铸铁件。

4.供油系统

采用的喷油泵的外形跟普通的一样，对各种燃料的调节是通过喷油泵上的1个单独的简单控制装置来实现的。

5.进排气系统

由于该机为2冲程发动机，采用鲁茨泵扫气，需要的空气量大，因此安装了1个专用的大容量的空气滤清器和排气系统，从而使排气温度保持在400～450℃，而相同功率的汽油机则为900～1000℃。空气滤清器由离心式除尘器和布滤组成。排气系统带有自动抽尘装置。

6.润滑系统

采用2个排油泵和干式油底壳，采用后者的目的是减少发动机的高度和宽度。供油泵与排油泵均由下曲轴驱动。

性能数据

型号K-60

类型

冲程2

缸数及排列直列6缸，对置活塞

冷却方式水冷

燃烧室型式直接喷射

燃料种类多种燃料

增压方式鲁茨扫气泵

有无中冷无

缸径/行程87.3mm/91.4mm×2

总排量6.57L

标定功率177kW(240马力)

标定曲轴转速2400r/min

标定输出轴转速3750r/min

最大扭矩507.2N·m(51.7kgf·m)

最大扭矩曲轴转速1750r/min

最大扭矩输出轴转速2500r/min

平均有效压力0.67MPa

活塞平均速度7.3m/s

升功率26.9kW/L

最低燃油消耗率227g/kW·h (167g/马力·h)

外形尺寸(长×宽×高)1175×750×828.7(mm)

单位体积功率254kW/m3

重量(干重，包括飞轮和排气歧管)757.5kg

比重量4.28kg/kW  


英国CV系列柴油机

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国别

英国  

名称

CV系列柴油机

CV Series Diesel Engine  

研制单位

罗尔斯-罗伊斯汽车公司

Rolls-Royce Motors Company,GB  

生产单位

罗尔斯-罗伊斯汽车公司军用柴油机分部(早期)

Rolls-Royce Motors Company,Military Diesel Engine Divisi  

现状

生产  

装备情况

CV12TCA 伊朗狮1型和2型主战坦克

12V-1200A 挑战者及其变型车和哈里德主战坦克

8V-550A 武士机械化步兵战车、抢救和修理车

12V-625 斯卡梅尔-康曼德(6×4)坦克运输车

CV12-800E 维克斯装甲架桥车  

概述

CV系列柴油机是英国罗尔斯-罗伊斯汽车公司用8年时间研制设计的军民用系列发动机，

1975年由该公司在施鲁斯伯里成立的军用柴油机分部生产。1984年该柴油机分部合并到英国珀金斯发动机公司，此后CV系列柴油机归珀金斯公司生产。

鉴于欧洲民用车辆单位功率的立法要求以及卡车柴油机需要量增大的趋势，罗尔斯-罗伊斯汽车公司于60年代末开始在该公司的鹰式(Eagle)直列6缸柴油机基础上探讨采用V型结构提高功率的可能性。1969年开始研究V型90°夹角8缸CV8柴油机，并由此发展了缸径为135mm、行程为152mm，包括气缸排夹角为90°的CV8、CV16和夹角为60°的CV12 3种基本型，每种基本型又有多种军民变型机。

提高功率的研究工作是在鹰式6缸机上进行的。通过改变压缩比、供油量和采用高增压比的废气涡轮增压与中冷技术，研究其对发动机性能、爆发压力、排气温度和燃油消耗量的影响。试验的单缸功率达到73.5kW(100马力)，继而又提高到92kW(125马力)，而且还可提高到110kW(150马力)，甚至更高。

CV系列从用途上分有军用型和民用型。各种军用型机全部采用增压中冷。同一缸数的机型又有空气冷却进气TCA和水冷却进气TCE 2种中冷机型。压缩比均为12，都有进气加热系统。原设计标定功率范围441kW～1176kW(600至1600马力)，标定转速2300r/min。其中，TCA型比TCE型的进气温度低得多，即使在高环境温度下也是如此，如CV12TCA型发动机设计标准温度20℃，但在环境温度45℃的情况下仍能发出882kW(1200马力)。TCA与TCE机型除了中冷器的冷却介质不同以外，增压器、调速器和风扇也不相同。TCA采用电子调速器，而TCE则采用机械式调速器。增压器外形相同，但喷嘴环面积不一样。

为使CV系列发动机能满足军民用的需要，提出了下列要求：

曲轴箱和气缸盖不采用轻合金材料而能达到军用的重量目标；

限制最高转速，以适应 普通工业用途(包括50～60Hz的发电装置)；

限制应力水平，以便采用适合民用的材料和常规工艺方法；

尽可能减小重量和尺寸，并采用公制计量单位。

CV系列发动机的设计原则力求结构简单，总体布置紧凑。尽管采用了铸铁气缸盖和曲轴箱的箱体结构，但发动机的尺寸与重量都符合军用要求，零部件具有高度互换性，以减少战时零部件的后勤供应量。通过采用较高压比的涡轮增压中冷技术、进气加热系统、高灵敏度的电子调速器和电子伺服控制装置以及新型混流式风扇等技术，提高功率和其他性能，满足军用要求 。

CV系列发动机中已经生产的军用机型有标定功率882kW(1200马力)的CV12TCA、标定功率404kW(550马力)的康达8V-550A和标定功率460kW(625马力)的康达12V-625等。

1.CV12TCA柴油机

该柴油机又称康达(Condor)V12-1200和康达12V-1200，现已成为伊朗狮1型(FV4030/2)和2型(FV4030/3)、哈里德主战坦克和目前成批生产的英国80年代装备的挑战者主战坦克的动力，是目前世界上先进的主战坦克发动机之一。该机具有研制周期短，研制与生产成本较低，系列化程度高，可靠性、可维修性和耐久性好、热效率高、燃油经济性好和平均有效压力与升功率高的特点。如热效率达37.4%；油耗较低，标定功率时为226g/kW·h，最大扭矩点时为215g/kW·h；平均有效压力为1.76MPa，升功率为33.8kW/L。

CV12TCA柴油机的热平衡

功率(kW)百分比

燃料热能2358100

排气带走热能77532.9

冷却水带走热能37115.7

中冷器带走热能2329.8

辐射热带走热能98.54.2

有效功88237.4

上述特点是通过采取压比3.1的涡轮增压器和空气冷却中冷器、高的气缸容积效率(大于90%)、高燃油喷射速度(10mm3/1°曲轴转角)和高喷射压力(约100MPa)、短的喷油延续时间(＜30°曲轴转角)、大的空气燃油比(28：1)、最大功率时空气进气量为90.72kg/min和(1.2 ～1.7)n(n为曲轴转速的进气涡流速度达到的。

该发动机最初是为伊朗狮主战坦克研制的。1974年11月，英国政府与伊朗政府签订了一项由英国为伊朗提供1200辆名为伊朗狮的新型主战坦克的合同，坦克动力是882kW(1200马力)的CV12TCA柴油机。

罗尔斯-罗伊斯公司于1974年10月开始设计，1976年4月第一台CV12开始运转，同年11月即达到了882kW(1200马力)，并于当年底投入成批生产。

该发动机具有很大的发展潜力，功率可分别提高到1103kW(1500马力)、1324kW(1800马力)、甚至1471kW(2000马力)。命名为12V-1500型1103kW(1500马力)的强化型机已完成研制，但未投入生产。CV12TCA发动机的功率从882kW(1200马力)提高到1103kW(1500马力)的主要措施是采用压比为4的二级增压和改进的电子调节器。英国国防部原计划在80年代后期装备的MBT-80主战坦克选用这种发动机作动力，后因计划有变终止了该坦克的研制，而进行1200马力发动机的挑战者主战坦克研制。目前由维克斯公司防务系统分部正在设计的挑战者装甲修理和抢救车也将采用这种1200马力的发动机。

罗尔斯-罗伊斯公司为了开拓和扩大CV系列发动机的国际市场，70年代末试图挤入XM-1后备发动机行列，于1979年初卖给美国陆军4台CV12TCA发动机进行试验和鉴定。1988年，美国陆军坦克机动车辆局(TACOM)要求珀金斯公司提供1台改进的康达V12发动机作为其先进整体式推进系统(AIPS)规划对比试验工作的一部分。1台现有结构型机正在坦克机动车辆局作试验，并且很有可能将通过采用更高喷射速度的燃油供给系统和减小涡轮滞后的二级涡轮增压器来提高这种发动机的性能。

2.CV8TCA柴油机

CV8军用型机于1972年开始研制，1973年末第一台军用型机试验成功。CV8有CV8TCA和CV8TCE 2种基本军用机型，设计功率分别为588kW(800马力)和441kW(600马力)。CV8TCA现在又称康达CV8-800，有几种变型机，其中标定功率为404kW(550马力)的康达CV8-550(又称8V-550A)型发动机已装用在英国陆军1984年11月装备的武士(Warrior)机械化步兵战车上。CV8-550型机曾称为康达V8-750型机，是一种低外形、低应力的变型机，其高度的降低是通过取消摇臂盖的顶部达到的。

1985年，英国国防部与珀金斯公司签订了价值1亿英镑用于制造装备武士机械化步兵战车的1200台CV8-550发动机和许可证生产的阿里逊(Allison)X-300-4B传动装置的合同，该合同还包括提供发动机备用部件，要求在7年内交付完毕。第一台发动机已于1986年6月2日交付。

在1986年的英国陆军装备展览会上展出了1台用于未来主战坦克的康达CV8全尺寸模型。目前的CV8-800发动机的单缸功率为73.5kW(100马力)，而未来主战坦克用的CV8发动机的单缸功率将提高到110.3kW(150马力)，8缸机功率可达882kW(1200马力)。

CV系列发动机和CV12TCA发动机之所以能在较短时间内完成设计、试制并投入批量生产，一方面是由于先前在C系列和鹰式系列直列6缸机上做了大量试验工作，打下了良好的结构与技术基础；另一方面是与英国有良好的零部件专业厂和与里卡多(Ricardo)研究公司的技术协作分不开的。实际上，罗尔斯-罗伊斯公司本身只负责CV系列发动机的设计、装配试验和机械加工曲轴箱、缸盖、油底壳、飞轮与飞轮壳、齿轮传动箱体、连杆、轴承盖和摇臂等零件。其他零部件由协作单位提供。

结构特点

CV8TCA发动机为8缸V型90°夹角，CV12TCA发动机为12缸V型60°夹角，2种机型都是4冲程水冷直接喷射涡轮增压中冷柴油机。鉴于CV系列柴油机大部分零部件是通用的，下面主要叙述CV12TCA发动机的结构特点。

1. 总体布置

CV12TCA发动机与TN液力机械传动装置和包括2个水散热器、3个风扇和2个空气冷却中冷器的冷却系统构成完整的动力装置。该动力装置在坦克上采用3点支承，1点在发动机前端，以圆柱销支承于夹层橡胶支点内；另外2点支承分别位于传动装置的功率输出端，各为1个卡箍式弹性支承。飞轮壳与传动装置壳体用螺栓紧固。发动机附件的布置可以很容易从坦克车体顶部接近，以便于进行维修保养。整个动力装置可在1h内整体吊装加以更换。

CV8-550发动机与X-300-4B传动装置构成的动力装置在武士机械化步兵战车上为3点支承，采用快速松脱式联接器。

2.燃烧室

CV12TCA发动机采用了适用高喷射压力的有涡流的直接喷射半分开式ω型燃烧室，喉口为直壁。喷油器垂直安装在气缸盖中央。

3.气缸盖

采用铸铁缸盖，每3缸合用1盖，每台发动机有4个相同的缸盖 。每缸各有2个进气门和排气门。进排气门座套均由铬合金铸铁制成，座面倒角45°。气门座套与气缸盖为压配合。进排气道均为串联式，且进气道为螺旋气道。缸盖的每缸中央安有铜制喷油器座套。每个气缸盖用20个螺栓和3个定位螺钉与缸体连接。

4.气缸垫

气缸垫是钢制的，有波纹的一面朝上，无波纹的一面紧贴气缸套顶部沟槽，由2个定位销定位。气缸垫预先喷过漆，安装时不需再涂任何密封剂。

5.箱体

上曲轴箱采取连身缸体"龙门"式结构，由金相组织细密的高强度铸铁浇铸成薄壁结构，最薄部位为5～6mm。所有非加工表面均浸漆。所有内油道均机械加工而成。气缸孔与干式缸套结合面均经机械加工。由于采用并列连杆，左右气缸排有一错位。由于高位凸轮轴设置在V型60°夹角的上部，所以V型夹角的下腔构成凸轮轴轴承腔，其上方由隔板将2排气缸"拉"在一起，以增强整个曲轴箱体的刚度。在V形夹角底部制有主油道，冷却活塞的喷油管位于其下方，直接由主油道供给机油。上曲轴箱功率输出端与齿轮传动箱贴合，有4个直接安装齿轮轴的支承孔。在左气缸排上方有安装温度传感器的孔。在曲轴臬的侧面有各缸的进水孔和连接储油箱的通气孔，在气缸排顶面每缸有2个挺柱孔，8个气缸盖螺栓孔，在1-2、3-4、4-5、5-6缸之间有共用螺栓。每缸各有1个从曲轴箱流入气缸盖的通水孔、3个通气孔。每气缸排上有4个回油孔，及定位销孔与工艺孔。上曲轴箱的重量约494kg。

下曲轴箱为干式，与储油箱下半部构成1个"L"形铝合金铸件。下同苏丹箱及储油箱均铸有油道。储油箱上半部为一单独铝铸件，整个润滑系的全部机油容量为91L。储油臬箱上下两半部中间装有滤网片。储油箱上半部内装有倾斜消泡板，顶部装有加油口盖及量油尺。"L"形构件与机油散热器均在发动机的基本尺寸内。

气缸套为干式，壁很薄，仅为2.75mm，为离心浇铸的铸铁件。整个缸套经过预加工，内壁经珩磨与抛光，装配前进行裂纹探伤检查，安装后的椭圆度不超过0.025mm。

6.曲柄连杆机构

罗尔斯-罗伊斯公司在发动机上采用了该公司专利的"成对对称"(Paired-throw)曲拐曲轴。该曲轴不同于通常8缸机采用的"十"字形曲轴相比，长度缩短了6.6%，重量减轻17%。缩短长度相应缩短了发动机长度，增加了刚性；减轻重量可以减小惯性，提高曲轴的自然频率，从而增大了曲轴的安全系数。装用这种曲轴的8缸机即使不采用减振装置，扭振振幅也不大。

CV12TCA发动机采用铬钼钢锻造曲轴，有7个主轴颈和6个连杆轴颈。1-6、2-5、3-4连杆轴颈马对排列，每对间夹角为120°。每个连杆轴颈安装2根并列连杆。主轴颈直径为146mm，连杆轴颈直径为98mm，曲柄颊很窄，重叠度很大。曲轴在机加阶段进行静、动平衡，总装时无须再校正。除前后端面外，所有曲轴表面经过氮化处理。曲轴两端各有1个螺旋齿轮，齿轮齿数为45，节圆速度约为18m/s。曲轴后端面上有16个均布螺孔和1个定位销，用于飞轮固定和定位。由于气缸排夹角为60°，为全平衡结构，因此曲轴上不装配重。曲轴最大扭振振幅为0.2mm，只装了1个粘性减振器。曲轴前端有12个等距分布螺孔，用来固定硅油粘性减振器。减振器重量约为42.75kg。

曲轴的主轴承盖为钢锻件，前、中、后3个主轴承盖各用4个螺栓紧固，其他的主轴承盖均用2个螺栓紧固，中间主轴承带止推片。为了保证曲轴箱的横向刚度，每个轴承盖的两侧各有1个螺栓孔，2根螺栓穿过曲轴箱侧面拧入螺栓孔。采用了钢背、表面涂有一层铅锢合金的铅青铜主轴承，由带材压制后机加而成。每1轴瓦的上半部分的内表面中央有1机加环形油槽，当中有1个与主轴承座相对应的油孔。下半部轴瓦油槽很短，位于与上半部轴瓦油槽相对应处，在轴瓦的棱边上冲出1个定位用的凸起。

采用铬钼钢锻造的并列连杆，其小头制成楔形，以减小小头和活塞销座承受的压力负荷。小头装有钢背铅青铜衬套，由连杆身油孔输油润滑。大头端采用钢背铅青铜轴瓦，其内表面敷有1层铅铟合金。连杆大头盖为平切口，无齿，由专门设计的4个专用螺栓和双6角螺母紧固。

活塞为具有低膨胀系数的铝合金整体铸件，内有整体式冷却油槽。活塞顶有ω型燃烧室和4个气门凹坑。4个活塞环均在活塞销的上方。其顶环槽镶有耐磨的铸铁座圈。第一、二环槽间的环岸直径略增大，并加工成细槽段，以破坏积炭形成。靠近活塞销两端的裙部区为减重而向里凹。活塞裙部底部铸有一缺口，以避免与活塞冷却喷油管干涉。为与楔形连杆小头相配合，销孔座内部凸台相应加工成斜面。除活塞销孔外，全部活塞表面镀锡。活塞的冷却油槽置于第一环与燃烧室之间，机油通过喷管喷入油槽进油口进入冷却油腔冷却活塞的环岸区，然后经排油孔返回油底壳。采用了全浮式活塞销，用2个普通卡簧固定。活塞环顶环为平行环，表面喷钼，无上下面区分；第二环为扭曲环，表面镀铬，有上下面之分；第三环为扭曲环，表面喷涂铁淦氧层；第四环为双阶镀铬带衬簧的刮油环。  


7.配气机构

用铬合金铸造的2根高位凸轮轴布置在气缸排的V型夹角内。为适应气缸左右排错位，右排的凸轮轴比左排的凸轮轴长，法兰盘上装有凸轮轴齿轮和喷油泵传动齿轮，而左排凸轮轴法兰盘上只装有凸轮轴齿轮。这些齿轮由定位销定位，用螺栓紧固在法兰盘上。铸铁止推片卡在法兰盘前面的凸轮轴止推槽内，保证凸轮轴的轴向窜动量在0.1～0.35mm内。凸轮轴的轴承为钢背铅青铜衬套，右排凸轮轴的中间轴承、 后轴承和左排凸轮轴中间轴承均采和双衬套，其科都采用单衬套。双衬套中间有凹口，便于润滑。

挺住是用金属模浇铸的合金铸铁件，底部淬硬，全部经机加工和磷化处理。挺柱在曲轴箱的挺柱孔内运动，由辅助油道供油，压力润滑。为促使其旋转，挺柱与其相应的凸轮稍稍偏置。

推杆是用中碳钢两端镦锻制成的 。两端经高频淬火，最后抛光接触部位。推杆两端由靠近摇臂的调整螺钉处的回油孔供油润滑。推杆长为236mm。

摇臂为钢锻件，与推杆接触的一端为短臂，其上有装调整螺钉的螺纹孔。长臂的下面与气阀压桥相接触，其接触部位经淬火，并磨成圆弧形。摇臂的支承孔内装有钢背铅青铜衬套。摇臂轴为钢制全加工件，只在摇臂衬套处淬火。摇臂和摇臂轴置于气缸盖上面的铝制摆臂箱内。3缸共用1根摇臂轴。每缸的2根摇臂在摇臂轴上用弹簧隔开。摇臂轴中空，有单一的进油孔和向每个摇臂供油的油孔。摇臂轴定位螺钉位于单一进油孔的上部。

气门压桥为钢锻件，其上装有经氮化处理的止推按键，一端装有调整螺钉。压桥下部的导管套沿气缸盖上的导杆运动，运动间隙为0.016～0.052mm。导杆为钢制件，经高频淬火，与缸盖孔压配合，导杆伸出缸盖顶面26.67mm。

进气门锥角为45°，座面处镶钨钴合金，杆部镀铬。进气门导管用铸铁制造，下端外部有一长段20°倒角，装入气缸盖后加工导管孔。导管顶面低于气缸盖顶平面5.0～5.1mm。导管与气缸盖为压配合。进气门杆在导管中的运转间隙为0.043～0.081mm。排气门座面锥角也为45°，座面镶嵌钨铬钴合金，杆部镀铬。排气门充钠冷却。排气门导管为铸铁件，下端外部有20°倒角，装入气缸 盖后加工导管孔，孔径10.998～11.023mm。导管顶端面与气缸盖顶面平齐。导管与气缸盖压配合，排气门杆与导管间的运动间隙为0.127～0.165mm。

8.供油系统

CV12TC A发动机的供油系统由低压系统、高压系统、电子调速器和进气管加热系统组成。低压系统指从燃油箱到滤清器，由装在油箱上的普莱塞电动泵以207kPa的标定压力把燃油输送到滤清器。采用3个一次性使用的纸质滤清器，安装在左气缸排前面的集油托架上。滤清后的燃油 通过电磁断油阀进入喷射泵。电磁断油阀阀门的最大升程为1.95mm，最小升程为1.65mm，电路电压为26.5V。低压系统的燃油输送量约364L/h。高压系统采用了CAV公司的马克西梅克(Maximec)直列式喷油泵，安置于发动机的V型夹角内，由主齿轮系传动。油泵转速在1150r/min时的每循环供油量调整在300mL，在850r/min时为310mmL。采用了0.35×150°的6孔喷油器，喷针开启压力为24.3MPa。喷油器使用寿命为500h。

该发动机采用了高灵敏度的二级电子式调速器，但在1200r/min以下低转速范围内给与全程调节。电子调速器主要由2大部分组成，即泵上安装的装置(Pump Mounted Equipment,简称P.M.E.)和主发动机控制装置(Main Engine Control Unit,简称M.E.C.U.)。P.M.E.把接受主发动机控制装置的信号及排气温度、曲轴箱体温度和进气压力等参数信号传递给执行器，以改变供油齿杆的位置，改变供油量。排气温度的信号是由装在两排气缸的排气管中的热电偶传递的，排气温度超过800℃预调值时，使供油量逐渐减少。由轴箱体温度信号是由安装在左气缸排后面的曲轴箱体上的温度传感器传递的，该处温度超过160℃时，则减少供油量。进气压力信号是通过从左排气缸进气管中心引出1条管路，将其进气压力信号传递给M.E.C.U.，如果进气压力降低，M.E.C.U.就将信号传递给P.M.E.，减少供油量，以便得到最佳的空气燃油比，使排放净化，以保证发动机正常工作。

驾驶员通过M.E.C.U.来控制发动机的输出功率。在一般行军状态下，使发动机按588kW(800马力)特性曲线工作(见图上的A曲线段)；而战斗时，可改变喷油泵的供油量，使发动机按882kW(1200马力)特性曲线工作(见图上的B曲线段)。另外，当排气 温度达到800℃或曲轴箱体金属温度达到160℃以及增压压力低时，主发动机的控制装置就会自动使喷油泵减少供油量，使发动机沿C曲线段特性工作，输出功率下降。在平时，加油齿杆的位置是由油门踏板的位置来决定的，而在行军工况下，M.E.C.U.将使加油齿杆保持在标定位置。另外在M.E.C.U.中还有一预调转速信号，用来防止发动机超速。

9.进气总管加热系统

CV12TCA发动机的压缩比只有12，为了便于冷起动和改善低负荷工况性能 ，采用了进气管加热系统，将进气总管内的空气预热到约150℃，该系统主要由马达泵装置和燃烧器组成。马达泵装置由直流电机和由它驱动的转子叶片式空气泵组成，该装置中还包括杰罗塔(Gerota)型燃油泵、转速表和M.E.C.U.中的2号接线盒。马达泵装置安装在机油热交换器的上方。燃烧器位于涡轮增压器和中冷器之后、进气管之前的进气道中。需要进气加温时，进气可不经中冷。进气管国热系统有2种工作方式，即提供恒定燃油供给量和保持恒定温度。前种方式用于发动机起动(却在转速65～400r/min范围)，后种方式是当发动机低于预定负荷工作时，为了降低发动机的白烟排放而必须保持一定的进气温度。通过控制对燃烧器的燃油供给量，使进气管的温度保持在约150℃。为使发动机在相应的转速范围保持这个温度，由主发动机控制装置来控制供给燃烧器的燃油量。

10.进排气系统

进气管置于发动机的V型夹角内侧。

该机的排气管置于2气缸排的外侧，采用了前3缸、后3缸分开的脉冲排气管。

11.涡轮增压中冷系统

该发动机采用了2个爱瑞萨切(AiResearch)公司的TV81型涡轮增压器，左右气缸排各装1个。增压器为向心式涡轮和离心式压气机，增压压比为3.1，转速为85000r/min。压气机空气流量为90.7kg/min。增压器由机油润滑。增压器转速极高，其润滑机油也起冷却作用。在正常工况下油压不得低于210kPa；在惰转工况下，最小机油压力为70kPa。通过每个增压器的最小机油流量为4.5L/min。

2个翅板式空气冷却中冷器位于传动装置上方，并列安装在2个冷却液散热器的中间，由风扇吸入空气冷却。中冷器顶面有防护格栅。在标定工况下，环境温度为20℃，可将增压空气由215℃降低到60℃。

12.冷却系统

该机的冷却系统为闭式循环，带有恒温器和膨胀/集水箱。整个系统的冷却容量为206L，发动机部分为81L。为了防止腐蚀和结冰，必须采用适量浓度的防腐蚀乙二醇和水的混合溶液。水应为除去矿物质的可饮用水，以防在冷却系统中形成沉淀物。冷却液从置于右排气缸排气管上方的膨胀/集水箱注入。膨胀/集水箱由铸铝制成，容积为14.5L，中间有1隔板，使其构成集水腔和膨胀腔，2腔间由一管子接通。

采用了直径为203mm(8英寸)的离心式冷却水泵，安装在右气缸排后面的传动齿轮箱上。水泵的外壳由2个铝合金铸件构成，有2个出水口，1个出水口的冷却水先进入发动机机油散热器，再经集水管流入右排气缸体；另1出水口冷却水先经发动机的矩形水管进入变速箱机油热交换器，再进入左排气缸体。水泵的标定流量为683～700L/min，工作压力为74kPa。

采用了3个直径为380mm的混流式冷却风扇，置于传动装置后端，由传动装置顶部的功率分出装置通过1个扭矩限制离合器和带齿皮带传动，转速为5520r/min。风扇消耗功率占发动机功率的8%，最大消耗功率为74kW(100马力)。3个风扇的供气量为16m3/s。还有1个辅助发动机风扇，安装在左侧冷却水散热器下方。此风扇仅在主机停机、辅助发动机工作时才工作。

该发动机采用的新型混流式风扇既有轴流式风扇空气流量大，又有离心式风扇压头高的优点。而且噪声较小，风扇消耗功率也较小。从冷却风扇消耗功率的对比数据可见，这种风扇消耗功率的百分比为最小。

军用车辆发动机冷却风扇的消耗功率

发动机型号车辆型号标定功率(kW)风扇消耗功率(kW)风扇耗功占标定功率的百分比(%)

AV-1790-7M4759689.715

AVDS-1790-2M6905518014.5

6V-53M113A115817.611.1

12V-71TM55122133.815.3

AVCR-1360-2110311810.8

MB873豹21103147～16213.3～1 4

L60奇伏坦52910319.4

CV12TCA奇伏坦改进型88273.58

该机采用了2个由波纹片和管子构成的冷却水散热器，置于传动装置的上方、中冷器的两侧。每个散热器的面积为0.37m2，干重约55kg，装满冷却水后的重量为68kg。冷却水的容量为13L。2个散热器的前端各装有1个恒温器。当冷却水温度达68～73℃时，恒温器的主流通阀开始打开，相应关闭其上的旁通阀。当温度达79～84℃时，主流通阀全开，同时旁通阀全部关闭，主流通阀的升程为12.7mm。当冷却水温度更高时，主流通阀将开至最大工作升程 23.8mm，其额外的升程是通过压缩旁通阀过载弹簧达到的。主流通阀与旁通阀位于同一心轴上。2个散热器上的恒温器不能互换使用。

13.润滑系统

该机采用干式油底壳。润滑系统总容量为91L，可保证发动机在前后倾斜40°，侧倾斜35°情况下正常运转。在发动机转速为2300r/min时润滑系统的工作压力为415kPa，流量为18000L/h。正常使用温度为70～100℃，最高温度为120℃。

机油泵由3组齿轮组成，1组压油齿轮和2组回油齿轮。机油泵由曲轴前端齿轮通过惰轮进行传动。

采用了2个中间带有导流板和散热片的筒管式机油散热器，安置在右气缸排的外侧。导流板引导机油作上下波浪形流动，以增强冷却效果，冷却水从管子里流过。

该机采用了4个一次性使用的全流式罐形机油滤清器，倒装在左气缸排前上部的集油托架上。旁通阀装在纸质滤清元件的上面，开启压力为152～200kPa。在机油入口和每个滤清器内的溢流管上装有止回阀，以防机油回流。波清器底座的油槽中装有正方形截面的密封环。机油压力转换器装在集油托座的下侧机油出口端。

14.起动系统

该机采用了2台功率与尺寸相同的WS6起动机，两者可以同时工作，也可以单独工作，工作电压为24V。起动电机在-20℃环境温度下不必更换机油即可起动。在环境温度低于-20℃时，需要更换成SAE 10号机油方可起动。起动电源为600Ah的镍铁蓄电池，冬季起动时需要对蓄电池加温，在环境温度为-37℃时，只需加热2min即可起动。

性能数据

型号VC12TCACV8TCA

CV8-800CV8-550

类型

冲程444

缸数及排列12V60°8V90°8V90°

冷却方式水冷水冷水冷

燃烧室型式直接喷射式，ω型直接喷射式，ω型直接喷射式，ω型

燃料种类柴油柴油柴油

增压方式涡轮增压涡轮增压涡轮增压

压比3.1

有无中冷空气冷却中冷器空气冷却中冷器

缸径/行程135mm/152mm135mm/152mm135mm/152mm

总排量26.1L17.4L17.4L

压缩比121212

标定功率882kW(1200马力)588kW(800马力)404kW(550马力)

标定转速2300r/min2300r/min2300r/min

最大扭矩4002N·m(408kgf·m)

最大扭矩转速1700r/min

平均有效压力1.76MPa1.76MPa1.21MPa

活塞平均速度 11.65m/s11.65m/s11.65m/s

升功率33.8kW/L33.8kW/L23.2kW/L

燃油消耗率(标定功率时)226g/kW·h(166g/马力·h)

最低燃油消耗率215g/kW·h(158g/马力·h)

外形尺寸：长×宽×高1459×1275×1182(mm)1133×1020×1085(mm)1160×1140×1300(mm)

单位体积功率401kW/m3(545马力/m3)

重量2041kg1180kg1350kg

比重量2.31kg/kW(1.7k g/马力)2.01kg/kW3.34kg/kW

注：表中的CV8-550发动机高度值与文字部分叙述不符，可能由于测高点不同。

中国B/FL413F和B/FL513系列柴油机

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国别

中国  

名称

B/FL413F和B/FL513系列柴油机

B/FL413F、B/FL513 Series diesel Engines  

研制单位

联邦德国克罗克纳·霍姆伯特·道依茨股份有限公司

Kloekner-Humboldt-Deutz AG,DE  

生产单位

中国北方工业(集团)总公司

China North Industries Group  

现状

生产  

装备情况

BF8L413F YW531 C型、YW531D型、YW531E型、YW531H型装甲输送车，YW701A型，YW701B型、YW703型装甲指挥车，YW304型 82mm自行迫击炮，Y750型装甲救护车，YW309型、NVH1步兵战车

F8L413F WZ551轮式步兵战车  

概述

B/FL413F系列和B/FL513系列柴油机是由联邦德国KHD公司设计研制的。这两个系列均为4冲程风冷发动机，有非增压、涡轮增压和增压中冷、低污染、直列和V型排列的不同缸数的多种机型。B/FL413F系列的功率范围为64kW(87马力)～386kW(525马力)；B/FL513系列的功率范围为141kW(192马力)～441kW(600马力)。这些风冷柴油机广泛应用于载重汽车、自卸汽车、公共汽车、农业机械、工程机械、船舶、发电机组、特种车辆以及其他用途。

中国北方工业(集团)总公司于1973年对KHD公司的B/FL413F系列 柴油机进行考察、论证，并对其样机进行性能试验和装车试验。经过5年多的分析、试验和使用，证明这种风冷柴油机性能先进，结构可靠，是一种适合军用和民用的发动机。

1979年12月，北方工业(集团)总公司与KHD公司签订许可证协议，在北方工业(集团)总公司所属工厂生产413F系列柴油机，协议内容包括V型6、8、10、12缸非增压、涡轮增压和增压中冷、低污染柴油机。1985年签订生产该系列的直列5缸、6缸柴油机的生产许可证协议。1988年12月北方工业(集团)总公司又与KHD公司签订了513系列柴油机的许可证协议。

80年代初，北方工业(集团)总公司购买国外散件组装413F系列中的V型8缸机(BF8L413F型)，并逐年提高发动机零(部)件国产化率，目前已提高到85%。到1989年底，北方工业(集团)总公司所属工厂生产的V型8缸机的总数约为6000台。此外，还少量生产了10缸机和12缸机。

中国现已用BF8L413F型风冷柴油机作为轻型军用车辆的主要动力装备，代替6150L型水冷柴油机。

结构特点

北方工业(集团)总公司所属工厂大量生产的V型8缸风冷柴油机有非增压和增压型两种。为满足军用车辆最大轼率持续时间长的要求，增压型均带中冷器，功率为235kW，型号标识不带C，为BF8L413F，其结构特点如下：

(1)曲柄连杆机构 曲轴箱采用龙门式结构，与传动齿轮箱铸成一体，材料为灰铸铁。单体式铸铁气缸套的外面有28排散热片，单体式气缸盖为铝合金铸件。锻造曲轴，在8个曲柄臂上除中间2个外，配置了6块平衡重。采用并列式连杆，斜筒型或ω型燃烧室的活塞，每个活塞上配备3个活塞环。

(2)驱动机构 采用斜齿圆柱齿轮的驱动机构。

(3)配气机构 采用下置凸轮轴、摇臂推挺杆配气机构，每个气缸有1个进气门和1个排气门，两排缸的进、排气门共用1根凸轮轴，分别通过挺柱、推杆、摇臂驱动。

(4)燃油供给系统 采用 波许(Bosch)A型喷油泵，波许长喷针闭式喷油器。

(5)润滑系统 采用压力润滑方式 和湿式曲轴箱。

(6)冷却系统 采用风冷，风扇由液力偶合器驱动。

(7)起动系统 采用电起动，进气系统装有火焰加热塞，可在-25℃低温起动。发动机上还安装有3kW的硅整流发电机和9kW起动电动机。

性能数据

型号BF8L413F

类型

冲程4

缸数及排列8V90°

冷却方式风冷

燃烧室型式直接喷射式

燃料种类柴油

增压方式涡轮增压

有无中冷有

缸径/行程125mm/130mm

总排量12.76L

压缩比16.5

标定功率235kW

标定转速2500r/min

最大扭矩1000～1098N·m

最大扭矩转速1300～1600r/min

扭矩储备系数1.12～1.23

平均有效压力0.884MPa

活塞平均速度10.83m/s

燃油消耗率(标定)245g/kW·h

机油消耗率(标定)4g/kW·h

最低空载稳定转速550～650r/min

最高空转转速2675～2750r/min

外形尺寸：长×宽×高1260×1072×1030(mm)

单位体积功率169kW/m3

重量(干重)900kg

比重量3.83kg/kW  


中国6V150柴油机

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国别

中国  

名称

6V150柴油机

6V150 Diesel Engine  

研制单位

中国北方工业(集团)总公司

China North Industries Group  

生产单位

中国北方工业(集团)总公司

China North Industries Group  

现状

生产  

装备情况

86式履带式步兵战车  

概述

该柴油机是根据苏联样机УТД-20柴油机设计研制的，功率为215kW(293马力)，于1985年定型，用作86式(WZ501)履带式步兵战车动力。

该机也是由B2柴油机(12150L柴油机)发展演变的，它继承了B2柴油机排量大、体积小、结构紧凑、重量轻、单位体积功率高等优点，克服了B2柴油机结构强度不足的主要缺点，提高了工作可靠性，且易于发展为V6、V8和V12等不同缸数的机型实现系列化。

该柴油机改变了12150L柴油机的V型夹角和活塞行程，而气缸直径和气缸中心距保持不变，故仍可认为该机是12150L系列中的一个变型产品。

该柴油机最明显的优点是发动机总高度较低，因而有可能降低车辆高度，减小车辆总吨位，从而提高战车的战术性能，适应现代战争的要求，比较适合于步兵战车及其变型车。

结构特点

该机的设计特点如下：

1.6缸V型120°夹角的总体布置

由B2柴油机气缸夹角60°改为120°，降低了发动机总高度，从而可降低车辆外形，提高车辆生存力。此外，120°气缸夹角的机型，便于研制V型12缸和V型8缸系列产品。

2.S/D=1的短行程

该柴油机采用短行程，转速由B2柴油机的2000r/min提高到2600r/min，从而提高了升功率。此外，缩短活塞行程和采用120°气缸夹角相结合，有利于降低发动机的总高度(6V150的高度仅751mm)，并可提高曲轴的刚度和强度。

3.叉形连杆

该柴油机采用叉形连杆，消除了主副连 杆结构中副连杆对主连杆产生附加应力，左、右排气缸中活塞运动规律不一致的缺点。

4.隧道式联身机体

该柴油机采用上、下曲轴箱、气缸体和飞轮壳4部分组成的整体联身机体，显著地增强了机体在纵向平面的弯曲刚度和绕曲轴轴线的扭转刚度。

5.圆盘式滚柱轴承的整体曲轴

该柴油机采用圆盘式曲轴，主轴承采用滚柱轴承，曲轴强度和刚度比B2柴油机显著提高。

6.改进的浅盆型直接喷射式燃烧室

该柴油机采用浅盆型燃烧室，受热面积小，可减轻活塞的热负荷。活塞顶部和第一环槽处进行低温硬质阳极化处理，比B2柴油机活塞具有较高的耐磨性和耐腐蚀性，还可减少活塞的传热量，降低发动机热负荷。

7.与B2柴油机基本相同的气缸盖和配气机构

该柴油机的配气系统仍采用与B2相同的顶置凸轮轴和顶置进排气门结构。其主要改进是缸盖燃烧室部分取消了帽式结构，缸盖下平面基本是平的，只有不大的凹陷，这样可以取消原B2活塞上的气门凹坑。另外，排气管改为铸铁件，并在其中插入1个不锈钢的圆形衬管，大大减少了排气管的热辐射与变形。

8.直齿圆柱齿轮、后传动的驱动机构

该柴油机采用后传动，齿轮传动安装在飞轮附近，曲轴功率输出端附近的扭振振幅最小。而且，可提高喷油提前角和配气相位的准确性，有利于提高柴油机的性能指标。

采用直齿圆柱齿轮传动 ，结构坚固，可靠性好；制造简单，可以使用普通磨齿机床加工，成本低廉，成品合格率高。

9.喷油提前角自动调节装置

该柴油机采用机械液压式喷油提前角自动调节装置，以保证随转速的变化得到最佳喷油提前角。

喷油泵为水平卧式，输油泵为活塞式，直接装在喷油泵体上，由喷油泵凸轮轴上的偏心轮驱动。

10.高温冷却系统

该柴油机采用高温冷却系统，进一步提高了车辆的耐过热性能和发动机的热效率。

该柴油机在结构设计上比B2柴油机有很大改进，但还存在以下主要缺点：

机油消耗率很高，达到16～19g/kW·h(12～14g/马力·h)；

比重量大，为3.24kg/kW(2.38kg/马力)，比B2柴油机大0.9kg/kW(0.66kg/马力)，增加了约38%；

由于采用直接喷射的浅盆型燃烧室，压缩比较大，为16.5～17，所以燃烧粗暴，气缸最高爆发压力大，Pz达7.84～8.14MPa(80～83kgf/cm2)，噪声高达128～130dB；

二阶惯性力矩没有平衡，柴油机的振动较大。

性能数据

型号6V150

类型

冲程4

缸数及排列6V120°

冷却方式水冷

燃烧室型式直接喷射式

燃料种类柴油

增压方式非增压

有无中冷无

缸径/行程150mm/150mm

总排量15.9L

压缩比16.5～17

标定功率215kW

标定转速2600r/min

最大扭矩980N·m

最大扭矩转速1600r/min

扭矩储备系数1.24

最低空载稳定转速≤700r/min

最高空转转速≯2850r/min

平均有效压力0.62MPa

活塞平均速度13m/s

升功率13.52kW/L

燃油消耗率(标定)252g/kW·h

机油消耗率16～19g/kW·h

外形尺寸：长×宽×高1022×1154×770(mm)

单位体积功率237kW/m3

重量(干重)697kg

比重量3.24kg/kW  


中国12150L系列柴油机

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国别

中国  

名称

12150L系列柴油机

12150L Series Diesel Engine  

研制单位

中国北方工业(集团)总公司

China North Industries Group  

生产单位

中国北方工业(集团)总公司

China North Industries Group  

现状

生产  

装备情况

12150L型 59式中型坦克及其变型车

12150L-1型 60式中型履带牵引车

12150L-2型 63式水陆坦克及其变型车

12150L-3型 62式轻型坦克及其变 型车

12150L-7型 69式中型坦克及其变型车

12150ZL型 80式主战坦克

6150L型 63式(A531、B531)履带输送车及其变型车  

概述

12150L柴油机是根据苏联的B2 -54A坦克柴油机试制成的，功率为382kW(520马力)，于1958年生产定型，用于59式中型坦克及其他军用车辆。

在12150L柴油机的基础上发展了多种型号的柴油机，统称为12150L系列柴油机。12150L是该系列的基准机型。

12150L-1柴油机，220kW(300马力)，60式中型履带火炮牵引车动力，于1960年生产定型；12150L-2柴油机，294kW(400马力)，63式水陆坦克动力，于1965年生产定型；12150L-3柴油机，316kW(430马力，62式轻型坦克动力，于1965年生产定型；12150L-7柴油机，426kW(580马力)，69式中型坦克动力，于1980年生产定型。根据不同用途和外贸需要，还生产了12150L-2A、12150L-7BW、12150L-8等其他型号的12150L系列柴油机。

北方工业(集团)总公司所属工厂和研究所从1973年开始在12150L柴油机上应用涡轮增压技术，1974年研制出第一台初样机，定名为12150L柴油机。在 该样机上进行了探索性增压匹配试验、参数调整试验等联合试验。经过10多年研制、试验和结构改进，涡轮增压的12150ZL柴油机于1987年生产定型，功率为537kW(730马力)，用作80 式主战坦克的动力。

根据苏联样机УТД-20柴油机进行设计研制的6V150型柴油机，215kW(293马力)，于1985年定型，用作86式(WZ501)履带式步兵战车动力。该机也是由B2柴油机(12150L柴油机)发展演变的，它改变了12150L柴油机的V型夹角和活塞行程，而气缸直径和气缸中心距保持不变。因此该机虽在结构上有较大改变，但继承了12150L柴油机4个基本结构参数中的2个(缸径和缸心距)，故仍可认为是12150L系列中的一个变型产品。

12150L系列军品柴油机形成了V型12缸机和直列6缸机系列，相应地还发展了V型12缸机和直列6缸机民品柴油机系列。

结构特点

1.12150L柴油机

12150L柴油机是4冲程12缸、水冷、功率为382kW(520马力)的高速柴油机，在设计上有以下一些特点：

(1)采用V型60°夹角的总体布置 V型布置的发动机便于在坦克内安装与布置；结构比较坚固，各部分刚性比较好，曲轴的长度较短，因而其抗扭振性能较好，发动机重量也较轻。

采用60°气缸夹角布置，对柴油机扭矩的均匀性、柴油机的平衡、附件的布置以及外廓尺寸的高度、宽度与体积等几方面均比较理想。60°气缸夹角布置的缺点是发展V型8缸、10缸等系列化产品比较困难。

(2)采用较小的气缸中心距 该柴油机的缸心距较小，缸心距与缸径之比为1.17,这个比值在同类发动机中是少见的。采用这样小的缸心距是为了满足发动机长度小、体积小、单位体积功率高、重量轻的总体设计要求。

但是，小缸心距设计也带来了以下一系列缺点：

曲轴的主轴颈与连杆轴颈的长度较短，曲柄臂的厚度较小，前者使轴承载荷增大，后者使曲轴的刚度与强度较差；

曲轴箱横隔板的厚度较小，使曲轴箱的风度较差；

气缸体内冷却水道流通面积较小，使冷却水流速较高，影响到气缸的冷却，并且由于气缸体横隔板的厚度较小，使气缸体的刚度较差；

气体壁厚较薄，刚度不足，容易产生变形，这就必须加大活塞与气缸套的间隙，造成活塞组工作困难；气缸套刚度不足还容易使它在工作时产生高频振动，造成气缸套与气缸体的穴蚀。

这些缺点对柴油机的寿命和工作可靠性是不利的。

(3)采用直 接喷射式燃烧室该柴油机采用了典型的浅ω型直接喷射式燃烧室，选用了喷孔直径为0.25mm、喷射角为140°的8孔喷油器偶件。针阀开启压力为20.6MPa(210kgf/cm2)。柴油机的压缩比为15～16。

采用这种燃烧室的优点如下：

燃油经济性好 由于这种燃烧室的形状使气体流动损失较小，燃烧急剧冷却的表面较小，因而可达到较低的燃油消耗率。该柴油机在标定功率时的燃油消耗率不超过245g/kW·h(180g/马力·h)。

冬季起动比较容易 这对坦克的战术性能是很重要的。

紧凑性较好 采用这种形式的直接喷射式燃烧室时，可选用高度较小的活塞，使柴油机的总高度与总宽度减小。因此，虽然这种燃烧室动力性能指标不算高，在标定功率时平均有效压力Pe只有0.59MPa(6.02kgf/cm2)，但发动机仍能达到比较高的单位体积功率。

这种燃烧室的缺点是：

混合气质量不高 这是由于气体在燃烧室内没有强列的涡流运动。为了保证燃油充分燃烧，要求较大的过量空气系数。所以这咱燃烧室的动力性能指标(升功率、平均有效压力)不能达到较高的水平。

工作粗暴 该机的最高爆发压力一般为7.35MPa(75kgf/cm2)左右，在塞冷的地区冬季起动时可达到8.33～9.31MPa(85～95kgf/cm2)。尤其是压力升高率很大，使曲柄连杆机构的零件承受很大的机械负荷，对其强度、润滑、振动和寿命等各方面均带来很不利的影响。同时，柴油机的噪声较大，不利于坦克部队的隐蔽活动。

对燃油的质量要求较高 故多种燃料性能较差。

对燃油雾化情况的敏感性较高 燃料雾化不好影响燃烧过程，最终影响柴油机的动力与经济指标。

(4)选择较高的活塞平均速度、柴油机转速和较大的行程缸径比 该柴油机的活塞行程S为180mm，S/D值为1.2.标定功率时转速n选为2000r/min，活塞平均速度Cm为12m/s。由于Cm已达到较高的数值，所以就限制了转速n的继 续提高，因而进一步提高柴油机的单位体积功率比较困难。

(5)采用主副连杆型式 该柴油机采用主副连杆型式，这种连杆结构的优点是左、右排气缸中心线处在同一平面内；轴承承载面积大，轴承负荷较低，适合于小缸心距的柴油机。其缺点是由于副连杆销中心线 不在连杆轴颈的轴线上，所以主连杆与副连杆的活塞运动规律不同，两排气缸的工作状态因此有所不同。

(6)采用气缸体与曲轴箱分开的铝机体结构 该柴油机由于采用了主、副连杆结构，连杆盖用销钉连接，为了保证柴油机总装配的需要，气缸体与曲轴箱只能分开制造。这种结构使机体的刚度较差。

气缸体与气缸盖都是以6个气缸为一整体组成气缸排，用缸体双头螺栓固定在上曲轴箱上。

上曲轴箱为主要承力部件，下曲轴箱只起安装附件与油底壳的作用。

采用了薄壁的湿式气缸套，这是小缸心距所决定的。

采用"帽式"气缸盖，也就是将燃烧室容积的一部分直接制在气缸盖内。这样布置的目的是在保持柴油机外廓尺寸为最小时提高气缸盖的高度，以增加其刚度。

(7)采用多支承滑动轴承的整体曲轴 该柴油机由于最高爆发压力很高，所以采用了多支承式的整体曲轴，并采用铜铅合金滑动轴承。这种结构比较紧凑，重量也比较轻。

曲轴共有6个连杆轴颈和8个主轴颈，其中在功率输出端设有两个主轴颈。曲轴功率输出端两个主轴颈之间还装有一个止推滚珠轴承起轴向止推作用。这是沿用航空发动机的设计特点。

由于缸心距较小，曲柄颊的厚度与轴颈的长度都受限制。曲柄颊制成圆形是为了提高强度与刚度，便于加工与平衡。由于曲柄半径较大，主轴颈与连杆轴颈的重叠度等于零，因此曲轴的刚度和强度较差。

该柴油机的曲轴上没有安装任何形式的扭振减振器，这与动力装置总布置的特点有关，即曲轴不直接装上飞轮，而是通过齿轮箱增速后，驱支起飞轮作用的主离合器。这样，柴油机在坦克上使用时有可能避开危险的扭振共振。

为了提高曲轴的疲劳强度，曲轴选用优质合金钢制造，并在各个容易引起应力集中的部位采取了一些工艺措施。如对曲柄颊、油道、轴颈内腔等非配合表面，也进行磨削或抛光，以避免各种划道、擦伤引起的疲劳裂纹。

(8)采用顶置气门与上置凸轮轴的配气机构 该柴油机的每个气缸配置4个气门，2个进气门和2个排气门，进气门的直径稍大。这样布置的目的是为了增大气门的通过断面，并能减小气门的尺寸。

每个气缸盖的上部有2根凸轮轴，分别驱动12个进气门和12个排气门。凸轮轴前端装有齿轮，由驱动机构的斜轴进行驱动。齿轮内装有调整衬套，可使配气相位调整精度达到1.75°曲轴转角。

进、排气凸轮形状相同，型线比较简单，都是圆弧形。

上置凸轮轴通过气门调整盘(平面推杆)直接驱动气门。这种结构使气门杆承受很大的侧压力，因此进、排所门杆部的直径较大，为18mm。气门杆内部制成空心，并加工有可拧入气门调整盘的螺纹。

这种配气机构的往复运动质量小，适用于高速柴油机，工作比较可靠。这种布置还可使柴油机的总体布置尺寸较为紧凑。但是凸轮轴有4根，结构比较复杂。

(9)采用圆锥齿轮为主的驱支机构 该柴油机采用以直齿圆锥齿轮为主的驱动机构，并配置少量直齿圆柱齿轮。在设计中还采取了以下措施：

对配气凸轮、喷油泵驱动轴等本应降低转速(为曲轴转速的1/2)的轴类，并不直接降低转速，而是采用先增速后再降速的办法。这样使传递扭矩减小，便有可能缩小中间驱动齿轮轴的尺寸与重量；

按照传动比的需要，有几种齿轮采用了最小齿数12齿，这种齿数的选择甚至已达到稍有根切的程度，这是为了能减小柴油机驱支系统所占的尺寸重量；

普遍采用花键联接的弹性轴结构，这种结构吸收冲击载荷的能力较强，结构比较可靠，可减少断轴、打齿故障；

对惯量较大的扭矩冲击性较大的附件如喷油泵、发电机等，采用弹性比较好的联轴器。

这种驱动机构的布置存在如下缺点：

整个驱动机构是由曲轴前端的曲轴齿轮进行驱动的，当曲轴产生扭振时，其一阶振型的节点位于输入端附近，而曲轴的前端以最大的振幅振动，这样又将扭振传给了驱动机构，使驱动机构增加了附加载荷；

驱动机构圆锥齿轮的线速度高，接触应力大，因此要求齿轮有更高的运动精度和接触精度，如果制造工艺满足不了这一要求，在柴油机总装时就需要对齿轮进行选配，要求啮合印痕、侧隙和侧隙差等比较严格，齿轮合格率比较低；

驱动机构齿轮轴类出现花键磨蚀、齿面磨损等故障较多，寿命较短，是柴油机的薄弱环节之一。

(10)采用紧凑的附件布置 该柴油机的各种附件尽量围绕气缸体和曲轴箱进行布置，尽可能地占有V型机体自由空间，使柴油机外廓尺寸保持为最小。

进气管布置在V型气缸体夹角之间，而排气管位于气缸体的外侧。这样可以避免位于夹角内的部件如喷油泵等受热。

喷油泵安排在V型气缸体夹角之内。目的是尽量接近喷油器，以缩短高压油管的长度。

水泵、机油泵和输油泵布置在下曲轴箱上，使其入口位置降低，便于液体输入。而且外廓尺寸不超过柴油机本体的外廓尺寸。

需要定期保养的例如燃油滤清器、机油滤清器、喷油泵和调速器等附件，力争布置在车内容易接近的位置。

发电机与机油滤清器分别布置在上曲轴箱的左、右侧，且不超过柴油机外廓宽度尺寸。

这种总布置的最大优点是柴油机的尺寸紧凑。附件布置存在的缺点是发电机离排气管较近，受辐射热影响较大；机油滤清器不易接近，保养比较困难。

(11)选用优质材料 该柴油机的主要承载运动件，如曲轴、连杆、驱动机构的弹性轴等均采用优质合金钢制造，主要是铬镍合金钢。气缸套、齿轮、喷油泵凸轮轴等主要摩擦件也都采用优质合金钢制造，并进行表面热处理。缸体双头螺栓、轴承盖双头螺栓、紧固双头螺栓等主要紧固件也都采用优质合金钢制造。

该柴油机机体各主要部件、各种附件的壳体和各种轴承装置壳体等结构件大都采用铝硅合金铸造。活塞、上曲轴箱轴承盖和进排气凸轮轴止推轴承等较重要的结构件采用锻铝合金制造。

2.6150L柴油机

该柴油机是12150L柴油机的6缸、单排直列式变型机。其结构特点是：

(1)曲轴连杆机构由带飞轮装有平衡重的短尾曲轴、单连杆和有浅ω型燃烧室的5环活塞组成。

(2)驱动机构采用以直齿圆锥齿轮为主，并配置少量直齿圆柱齿轮的前驱动机构。

(3)配气机构采用顶置气门和上置凸轮轴。气缸盖上部装有2根凸轮轴，分别驱动12个进气门和12个排气门。

(4)燃油供给系统采用旋板式输油泵，1个纸质滤芯的燃油滤清器，带全程离心式调速器的直列多柱塞式喷油泵和闭式8孔喷油器。

(5)润滑系统采用干式曲轴箱。各机件轴颈及齿轮均采用压力润滑，装有并联式基马夫式机油滤清器。

(6)冷却系统采用闭式、强制水冷却。

(7)起动系统采用电起动和空气起动两种互相独立的起动系统。

(8)在柴油机上还安装有ZFC1500直流发电机和ST-710起动电动机。

型号演变和系列化

1.12150L的军品变型系列

12150L柴油机于1958年投产，以后又生产定型了一些变型产品，形成了一个柴油机系列，作为不同军用车辆的动力。该系列产品的主要区别是所调的功率不同，在结构上有些小的改变，以适应不同军用车辆的要求。
.6150L的军品变型产品

该柴油机于1963年生产定型，功率为191kW(260马力)，用作63式履带装甲输送车等车辆的动力。以6150L为基础，生产了若干军用和民用机型。

性能数据

(12150L系列)

型号12150L12150L-112150L-212150L-312150L-712150ZL

类型

冲程444444

缸数及排列12V60°12V60°12V60°12V60°12V60°12V60°

冷却方式水冷水冷水冷水冷水冷水冷

燃烧室型式直接喷射式、直接喷射式、直接喷射式、直接喷射式、直接喷射式、直接喷射式、

浅ω型浅ω型浅ω型浅ω型浅ω型浅ω型

燃料种类柴油柴油柴油柴油柴油柴油

增压方式非增压非增压非增压非增压非增压涡轮增压

有无中冷无无无无无无

缸径150mm150mm150mm150mm150mm150mm

行程180mm180mm180mm180mm180mm180mm

(186.7)(186.7)(186.7)(186.7)(186.7)(186.7)

总排量38.88L38.88L38.88L38 .88L38.88L38.88L

压缩比15～1615～1615～1614～1515±0.513～14

标定功率382kW220kW294kW316kW426kW537kW

标定转速2000r/min1600r/min2000r/min1800r/min2000r/min2000r/min

最大扭矩2254N·m1421N·m1862N·m2058N·m2450N·m2989N·m

最大扭矩转速1200～1300r/min900～1100r/min1100～1200r/min1100～1200r/min1300～1400r/min1300～1400r/min

扭矩储备系数1.241.071.331.231.201.1～1.15

最低空载稳定转速≤500r/min≤500r/min≤500r/min500～600r/min≤ 500r/min≤500r/min

最高空转转速≯2250r/min≯1900r/min≯2250r/min≯2050r/min≯2250r/min≯2250r/min

平均有效压力0.59MPa0.43Mpa0.45M Pa0.54MPa0.66MPa0.83MPa

活塞平均速度12(12.45)m/s9.6(9.96)m/s12(12.45)m/s10.8(11.2)m/s12(12.45)m/s12(12.45)m/s

升功率9.83kW/L5.66kW/L7.56kW/L8.10kW/L10.96kW/L13.81kW/L

燃油消耗率(标定)≤24 5g/kW·h≤252g/kW·h≤252g/kW·h≤252g/kW·h≤238g/kW·h≤238g/kW·h

机油消耗率≤8g/kW·h≤14g/kW·h≤10g/kW·h≤10g/kW·h≤8g/kW·h≤7g/kW·h

外形尺寸

长1583mm1743mm1583mm1583mm1583mm1737mm

宽896mm896mm896mm896mm896mm920(局部944)mm

高897mm897mm897mm897mm910mm910mm

单位体积功率300kW/m3157kW/m3231kW/m3248kW/m3330kW/m3369kW/m3

重量(干重)895kg960kg895kg895kg930kg1050kg

比重量2.34kg/kW4.36kg/kW3.04kg/kW2.84kg/kW2.18kg/kW1.96kg/kW

紧凑性系数30.5727.7730.5730.5730.126.74

大修期450h

(6150L柴油机)

型号6150L

类型

冲程4

缸数及排列6缸直列

冷却方式水冷

燃烧室型式直接喷射式

燃料种类柴油

增压方式非增压

有无中冷无

缸径/行程150mm/180mm

总排量19.1L

压缩比15～16

标定功率191kW

标定转速2000r/min

最大扭矩1127N·m

最大扭矩转速1200～1300r/min

扭矩储备系数1.24

最低空载稳定转速≤500r/min

最高空转转速≯2250r/min

平均有效压力0.60MPa

活塞平均速度12m/s

升功率10kW/L

燃油消耗率(标定)≤265g/kW·h

机油消耗率≤10g/kW·h

外形尺寸

长1520mm

宽741mm

高1037mm

单位体积功率163.5kW/m3

重量(干重)950kg

比重量4.97kg/kW

12150L系列军用柴油机(一)

型号12150L12150LA12150LB12150L-112150L-212150L-2A

标定功率kW(马力)382(520)382(520)220(300)294(400)294(400)

标定转速r/min20002000160020002000

结构基准机型3环活塞、网纹缸套、长体喷油器，保险期延长至500h。其余与12150L结构相同(A型)。采用6kW硅整流发电机和液力偶合器(B型)

曲轴箱总成的前端带有风扇驱动装置，皮带轮由装入支座内的两个单列向心球轴承支承。通过弹性轴和花键衬套由曲轴直接驱动主动盘，带动皮带轮转动；在中型履带牵引车上，利用三角皮带传动，带动冷却风扇及空气压缩机工作，其余与12150L结构相同

不装排气管，其余与12150L结构相同

发动机曲轴前端有动力输出头，在76式水陆坦克抢救车上，输出的动力经过传动轴驱动绞盘装置，用以进行拖救作业，其余与12150L-2结构相同。

用途59式中型坦克、73式中型坦克抢救车、83式152mm自行加榴炮动力

59式中型坦克、120自行反坦克炮、122自行火箭炮动力

60式和60-1式中型履带牵引车、自行火炮动力

63式水陆坦克动力

76式水陆坦克抢救车动力

定型时间 年19581985(A型)196019651976

12150L系列军用柴油机(二)

型号12150L-312150L-412150L-512150L-612150L-7

标定功率(kW马力)316(430)309(420)382(520)382(520)426(580)

标定转速r/min18001800200020002000

结构右排气管5、6缸处切掉一块，机油滤不装在柴油机上，其余与12150L结构相同

水泵下置，有2个出水口，3层机油泵

带惯性起动机，不带电动机，其余与12150L结构相同

排气管、空气导管、水泵、排油管、缸盖、出水管、发电机等进行了改进，其余与12150L结构相同

活塞采用深ω型燃烧室，3环活塞，喷油泵柱塞直径为12mm，喷油器为闭式5孔，网纹缸套，气门导管密封，上下曲轴箱都有冷却水腔，水冷排气管，前端功率输出，短尾曲轴，6kW硅整流发电机，发电机由液力偶合器传动，其余与12150L结构相同

用途62式轻型坦克、82式军用履带推土机动力ИС-2重型坦克动力

T-34中型坦克改装动力69式中型坦克动力

定型时间 年19651978(设计定型)1980(生产定型)

12150L系列军用柴油机(三)

型号12150L-7BW12150L-7BWA12150L-7BWG12150L-7W12150L-7WA

标定功率kW(马力)426(580)426(580)426(580)426(580)426(580)

标定转速r/min20002000200020002000

结构

采用5环活塞，装有热烟幕排放联接盘及两个附座，燃油供给系统中配有冬夏季双位联轴器，润滑系统中装有双层基马夫式粗滤清器，配离心式精滤清器，其余与12150L-7BW结构相同

不装节流阀、离心滤清器的联接油管和接头、热烟幕排气管，装基马夫式长滤清器，其余与12150L -7BW结构相同

浅ω燃烧室，柱塞直径10mm，无水冷曲轴箱，其余与12150L-7结构相同

喷油泵装冬夏联轴器，其余与12150L-7W结构相同

用途

69-Ⅱ式中型坦克动力69-3 式中型坦克动力69式中型坦克动力外贸坦克动力，配T-55、T-62坦克外贸坦克动力，配T-55、T-62坦克

定型时间 年1981(设计定型)1983(生产定型)1984

12150L系列军用柴油机(四)

型号12150L-7RW12150L-812150L-912150L-1012150L-11

标定功率kW(马力)426(500)302(410)441(600)426(580)426(580)

标定转速r/min20002000200020002000

结构浅ω燃烧室，柱塞直径10mm，喷油泵刚性限制器，其余与12150L-7BW结构相同

3环活塞、网纹缸套，气门导管密封，长体喷油器，短尾曲轴、前端配装功率输出轴等

3环活塞，网纹缸套，缸盖下平面压钢丝，气缸体水腔加大，曲轴齿轮氮化，气门导管密封，钢片式联轴器，长体喷油器等，其余与12150L-7结构相同

高温冷却柴油机(水温115℃，油温120℃)，为适应高温要求，对活塞、缸盖、喷油器、密封胶圈等进行了改进，其余与12150L-7结构相同

采用柴油发电机的喷油泵调速器，可将部分负荷用于发电(牵引、发电两用动力)

用途

外贸坦克动力，配T-55、T-62坦克工程兵履带敷路机动力122自行火炮动力

双37半自动自行火炮动力

定型时间 年1983

12150L系列军用柴油机(五)

型号12150L-1212150L-1312150ZL12150ZC12150ZCa(左机)12150C12150Ca(左机)

标定功率kW(马力)330(450)330(450)537(730)330(450)220(300)

标定转速r/min20002000200015001500

结构短尾曲轴带飞轮，进气道口朝前，上箱水腔不通水，6kW电机(液力偶合)，其余与12150L-7BW相同

前端带功率输出轴，采用柴油发电机的调速系统(牵引、发电两用动力)，其余与12150L-7BW结构相同

废气涡轮增压船用废气涡轮增压船用非增压

用途122自行榴弹炮动力4管25mm高炮动力(科研产品)80式主战坦克动力

气垫船、消 防艇、辑私船、965水翼艇、982E边防巡逻艇等动力50t登陆艇

定型时间 年19871974

12150L系列民用柴油机(一)

型号1215012150-212150-312150-412150D-1

标定功率kW(马力)220(300)220(300)294(400)382(520)220(300)；238 (324)

标定转速r/min15001500160020001500；1515

结构

除调速器第二弹簧与喷油泵外其余与12150L柴油机结构相同

以12150型为基准机，排气口朝自由端，不带风扇驱动装置，上曲轴箱不同

进气管口朝后，排气管口朝前，采用12150-2型的上曲轴箱，其余与12150型结构相同

前端带风扇皮带轮，水冷排气管，短尾曲轴，摆式减振器，采用12150LA型的改进零部件部等，瞬时调速率7%，稳定调速率3%，转速波动±0.5%

用途石油钻探动力石油钻探动力空压机等陆用设备动力空压机等陆用设备动力150kW发电机组动力

定型时间 年

12150L系列民用柴油机(二)

型号12150D-212150D-3A12150D-3C12150Q-1A12150Q-212150T-112150ZD-412150ZD-4A

标定功率kW(马力)276(376)；304(414)276(376)；304(414)276(375)276(375)

1小时：326(440) 12小时：294(400) 连续：265(360)424(576)；467(635)

标定转速r/min1500；15151500；15151650200015301500；1515

结构

结构与12150D-1相同

采用12150LA型机的改进零部件，配装风扇、硅油减振器、水冷排气管，瞬时调速率7%，稳定调速率3%，转速波动0.5%。3A型采用湿式油底壳，3C型采用干式油底壳

3环活塞，长体喷油器，短尾曲轴，水冷排气管装电动机油泵，三点支承

结构与12150Q-1A型相同

采用12150LA型机的改进零部件，三点支承，前端装功率输出轴，短尾曲轴，装海水泵等

涡轮增压柴油机，采用硅 油减振器。瞬时调速率10%，稳定调速率5%，转速波动0.5%(按GB2820-81),ZD-4型采用干式油底壳，ZD-4A型采用湿式油底壳

用途200kW发电机组动力200kW发电机组动力矿山载重汽车动力

铁路机车动力320kW发电机组动力

定型时间 年

6150L军用柴油机(一)

型号6150L6150LA6150LW6150-2

标定功率kW(马力)191(260)191(260)176(240)110(1500；127(165)

标定转速r/min2000200018001500；1515

结构

Д型柴油机的基型机。不装进排气管，无远距离操纵装置，不带海水泵。采用大油量机油泵、大水泵等

采用12150L-7型柴油机的技术，结构相应进行改进

无飞轮壳，专用飞轮，起动电机支架、进气管、水泵、机油滤等与6150L型机不同，其余与6150L结构相同

用于发电：稳定调速率3%，瞬时调速率6%，最大转速nmax≤1545r/min，转速波动±10%

用途

63式(A531、B531)履带输送车及其变型车和63-1式装甲输送车及其变型车动力

63式(A531、B531)履带装甲输送车动力

外贸水陆轻型坦克动力75kW电源车

定型时间 年19631965

6150L军用柴油机(二)

型号6150-36150C6150Ca(左机)6150C-16150C-2

标定功率kW(马力)74(100)；81(110)110(150)110(150)；121(165)110(150)

标定转速r/min1500；151515001485；15001500

结构

用于发电：稳定调速率3%，瞬时调速率6%，最大转速nmax≤1545r/min，转速波动±1%

配倒顺减速器，正车1：2.04或1：1.33，倒1：2.18

用于发电：稳定调速率2%，瞬时调速率5%，最大转速nmax≤1515r/min，转速波动±0.5%

调速器用一根弹簧，最大转速nmax≤1430+40r/min(脉冲电流)

用途50kW电源车舰艇动力船用发电辅机舰船发电

定型时间 年196519621962

6150L民用柴油机

型号61506150CM6150D-26150L-16150Q

标定功率kW(马力)110(150)162(220)110(150)；121(165)176(240)191(260)

标定转速r/min150016501500；151518002000

结构

浅ω型5环活塞，采用6150C-1型机的曲轴箱

采用12150L-7型机的活塞、喷油器、12mm柱塞、气缸盖、配6150 C型机的变速箱

结构与6150-2型相同。用于发电：瞬时高速率7%，稳定调速率3%，转速波动0.5%

在6150L型机的基础上，对风扇、飞轮壳作了改进，前端加装一个6150C-1型的海水泵，取消总输油路盖

深ω型3环活塞，12150L-7型机的气缸盖和喷油器，装6150-2型机的风扇

用途推土机动力大型水泵动力75kW发电机组动力森林灭火机动力挖土机、装载机