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坦克的传动装置

时间:2019-09-07    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

坦克的传动装置

  

1.传动装置的作用

对于一种坦克来说,要充分利用其发动机功率,使坦克获得良好的机动

性,在很大程度上取决于坦克的传动装置。因为坦克行驶的路面十分复杂,

其道路阻力的变化范围高达 10~15 倍,其速度在 0~72 公里/小时范围内。


这要求发动机发出的牵引力和其转速也有相应的变化范围。但是,目前坦克

柴油机牵引力的变化范围只有 1.06~1.25 倍,稳定转速的范围只有 1.5~

2.75 倍,这显然不能满足坦克速度和路面阻力变化的要求。燃气轮机比柴油

机的适应性好些,但也不能满足需要。这个矛盾主要由传动装置来解决。具

体地说,传动装置的作用有三个:

把发动机的动力传给两侧履带,在路面阻力变化时,传动装置可改变履

带的速度和牵引力,以满足坦克直线行驶的要求。

在转向时,按转向要求分配给两侧履带不同的速度和牵引力,使坦克转

向。

实现坦克倒驶和在发动机工作时停车(即变速箱在空档)检查各部工作

情况。

2.坦克传动装置的基本类型及其性能比较

现代坦克传动装置的基本类型:按其能量传递的形式有机构传动和液体

传动。能量全部由轴、齿轮、弹簧、摩擦件等机构元件传递的传动装置,称

为机械传动装置。传动装置中,有一个环节是靠液体元件来传递能量的传动

装置,称为液体传动装置。如液体元件中靠液流的动能来传递能量的,称为

液力传动装置;靠液流压力来传递能量的,称为液压传动装置。

机械传动装置和液体传动装置性能比较:

关于坦克速度的变化范围:液体传动由于有液体元件,液体元件的主、

被动部分是由液体来传递能量,所以可使坦克速度能连续变化,能降低速度

到零而保待足够的牵引力。机械传动是有级的,坦克速度不能连续,如不切

断发动机动力,车速不能降到零。

关于坦克牵引力的变化范围:两种传动装置都可扩大发动机的扭距变化

范围,但是机械传动不能扩大发动机的扭距适应性系数 K。液体传动中,由

于液体元件本身的特性,能扩大 K 值。也就是说可以扩大坦克的适应性。

关于发动机的功率利用状况:液体元件的特性可使发动机在其最大功率

范围内工作,因而可充分利用发动机的功率。而在机械传动中,发动机功率

的利用程度是受档数限制的,档数越多,功率利用越好。一般不如液体传动。

由于有液体元件的滑转,所以当外界阻力突然增大时,装液体传动的坦

克,其发动机不会熄火。而装机械传动的坦克,则可能导致发动机熄火。

就传动功率来说,液体传动比机械传动低。为此,近代坦克的液体元件

在高速时都采用了闭锁装置,即使其在高速时由变矩器变为效率较高的偶合

器,以提高其传动效率。

从结构上看,机械传动简单,容易制造,因而成本低,便于大量生产,

且维修保养容易。

总之,从坦克机动性方面来看,液体传动优于机械传动。但不等于说,

所有的坦克都要用液体传动,因为作为战斗车辆来说,机械传动有简单、可

靠、耐用、成本低廉等突出优点,所以前苏联都采用机械传动,当然机械传

动在前苏联现代坦克中有了很大的改进和发展。

3.典型的机械传动装置

典型的机械传动装置是由传动箱(或称增速箱),主离合器,变速箱,

冷却系的风扇联动装置,左、右行星转向机,制动器和侧减速器组成。

传动箱:用来将发动机的动力传给主离合器,并增高转速,以减少主离

合器、变速箱和行星转向机所承受的扭矩;用电动机起动发动机时,通过传


动箱可增大起动力矩,使发动机容易起动。

主离合器:它位于传动箱和变速箱之间。它是靠弹簧压紧主、被动摩擦

片,通过主、被动摩擦片的摩擦力来传递动力。当操纵分离机构时,压缩弹

簧,使主、被动摩擦片分离,传动箱的动力便不能传到变速箱中去。

为什么需要主离合器呢?这是因为在起动发动机时,分离主离合器,可

以减小主离合器后面的变速箱、转向机、侧减速器、行驶装置等装置的阻力

和惯性,使发动机容易起动;变换变速箱的排档时,分离主离合器,切断发

动机动力,可减少换档时变速箱齿轮的冲击;起车时或换档后,依靠主离合

器的平稳结合,使坦克平稳起步或加速;坦克速度和阻力发生急剧变化时,

依靠主离合器打滑,可以防止传动装置和发动机受到过大的负荷而损坏机

件。因此,主离合器是机械传动中不可缺少的重要部件。

变速箱:主离合器传来的动力,通过变速箱传入左、右转向机。变速箱

一般有 5~8 个排挡。通过换档可改变速比,也就是说,在发动机的扭距和转

速不变的情况下,通过换档,可改变坦克的行驶速度和牵引力,以适应坦克

行驶路面阻力变化的要求。档数越多,能改变坦克的行驶速度和牵引力的范

围越大,机动性越好。所以变速箱是实现坦克机动性的关键部件。并且它具

有倒档,可在不改变曲轴旋转方向的条件下,使坦克倒驶。将变速箱置于空

档时,即切断主离合器到左、右行星转向机的动力,可使发动机长期空转,

以检查发动机和其他部位的工作情况。

行星转向机:典型机械传动的坦克转向机构是二级行星转向机,分左、

右置于变速箱动力输出轴两侧。变速箱动力则通过左、右行星转向机输入左、

右侧减速器中。

二级行星转向机有一个离合器操纵拉臂和大、小制动带,驾驶员用左、

右转向拉杆来进行操纵。左、右操纵拉杆可有三个位置,即原位(不操纵拉

杆)、一位(拉杆处于中间位置)和二位(拉杆拉到底),使二级行星转向

机在直线行驶时有直接传动、减速和制动三种工作方式。转向时,如向左转,

驾驶员拉左转向拉杆至第一位置,则左转向机由原来的直接传动变为减速,

左侧履带减速;而右侧履带速度不变,此时,坦克以大半径向左转向。如左

转向拉杆拉到第二位置,则左转向机被动轴速度为零,左侧履带速度为零;

而右恻速度不变,此时坦克以左侧履带为转向中心进行小半径转向。同理向

右转向时,则拉动右转向拉杆到相应位置。由于这种转向机在上述一、二位

置进行转向时,转向机中无功率损失,所以称上述两个转向半径为规定转向

半径。由于这种转向机有二个规定转向半径,又有行星机构,所以称它为二

级行星转向机。它是保证坦克直线行驶、灵活转向、可靠停车的重要机构。

侧减速器:侧减速器分左、右两部分,一般位于车体尾部两侧甲板上,

作为传动装置的最后两个部件。它以较大的固定减速比来减少增速箱、主离

合器、变速箱、转向机的负荷,同时降低与其被动轴相连的坦克主动轮的转

速,提高主动轮的扭距,以增大推动坦克前进的牵引力。

4.典型的液力传动简介

现代主战坦克上,应用的液力传动类型很多,这里只介绍典型的液力传

动简单工作原理及其特点。

液力传动的关键部件是液力元件,目前在坦克和其他战斗车辆上,广泛

使用的液力元件兼有液力变矩器和液力偶合器的性能,这种液力元件称为综

合式液力变距器。它的泵轮与主动轴相连,泵轮转动时,泵轮内的工作液体


得到泵轮内叶片给予的能量后,产生离心力,迫使液体流动。这就是把发动

机的机械能变成了泵轮内工作液体的动能和压能。液流进入涡轮,冲击涡轮

内叶片。此时,液体的能量又变成与涡轮相连的被动轴上的机械能,使被动

轴旋转。导轮在涡轮小转速下与壳体固定在一起作为一个外力矩支点,使液

流的压能减小,动能增加。然后液流再进入泵轮继续循环。导轮在涡轮大轮

速时与壳体自动解脱联接,于是导轮开始在液流中空转,此时,变矩器作为

偶合器工作。综合式变矩器在整个工作范围内,效率均比较高,因而得到广

泛采用。

发动机的动力,从液力变矩器(或综合式变矩器)之后分流,一路经变

速箱输入左、右汇流行星排的齿圈,另一路经双向变量泵双向定量马达,经

锥齿轮而输入左、右汇流行星排的太阳轮,由左、右汇流行星排框架轴输入

主动轮,以带动两侧履带旋转。

坦克直线行驶时,液压泵排量为零,液压元件不参加工作,汇流行星排

太阳轮由于液压马达锁住而不动。此时,发动机动力经液力变矩器(或综合

式变矩器),变速箱而传入左、右汇流行星排齿圈,经汇流排框架输入侧减

速器,带动主动轮旋转。可见这种传动在直驶时为单流。

坦克转向对,液压泵、液压马达参加工作,发动机功率除按坦克直线行

驶时输入左、右汇流行星排齿囵外,还通过液压泵、液压马达而输入汇流行

星太阳轮,使左、右汇流行星排太阳轮发生大小相等、方向相反的旋转,这

样使汇流行星排框架的左、右速度不同,从而使坦克两侧履带速度和牵引力

不同,使坦克转向。

这种典型的液力传动除具有一般液力传动的优点外,还具有如下特点,

即直驶时功率为单流传递,转向时功率为双流传递,通过控制液压泵排量的

连续变化可使坦克获得无级转向的性能。在空档时,还可以获得绕坦克几何

中心的转向,此时,全部功率将由液压元件传递。这种传动由直驶到转向的

过渡连续平稳,转向半径的范围宽,操纵特性好,高档修正方向的能力好。

5.液压机械传动

未来的坦克上可能采用 HMPT-500 型液压机械传动装置。该传动装置包括

一个多片式主离合器,两个油冷多片式停车制动器,两套具有相同排量的球

形活塞式液压泵-液压马达组和一套齿轮装置。传动装置有三个排档和一个倒

档,Ⅰ-倒档为液压传动,Ⅱ-Ⅲ档为液压机械传动。就是说,该传动的Ⅰ-

倒档为单流,Ⅱ -Ⅲ档为双流。该传动具有液力传动的一切优点,还克服了液

力传动中液力元件自动调节性能的不足,它具有可控无级变速的优点,使用

这种传动可使发动机按选择的一条耗油率最小的功率—速度曲线工作,以达

到最好的经济性,它能与发动机实现最理想的匹配。在Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ档速度范围

内,该传动的转向特性完全相同,即同一转向信号,使两履带产生相同的差

动速度,内侧履带减速时产生的能量直接传输到外侧履带,使其增速,从而

减小了功率损失。对于给定的转向讯号,其转向半径随车速的增加而增大。

这种传动,从坦克机动性观点来看是比较理想的,从技术方面来看,难度较

大。

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