聯(lián)邦德國MB837系列發(fā)動機(jī)

兩氣缸排呈V型90°夾角排列，根據(jù)戴姆勒-奔馳公司的統(tǒng)計分析，認(rèn)為這種90°夾角的氣缸排列方式與V型60°、V型120°的相比，可以使發(fā)動機(jī)正面面積最小，也有利于在V型夾角內(nèi)和發(fā)動機(jī)兩側(cè)安置附件，使發(fā)動機(jī)外形呈矩形，結(jié)構(gòu)緊湊。在V型夾角內(nèi)裝有整體式波許(Bosch)型噴油泵和氣門傳動機(jī)構(gòu)以及帶回水集水管的時氣管。排氣管在氣缸排外側(cè)。在發(fā)動機(jī)外側(cè)下方，一側(cè)裝有機(jī)油散熱器和起動電機(jī)，另一側(cè)裝有發(fā)電機(jī)和帶預(yù)熱裝置的機(jī)油箱。MB838CaM-500發(fā)動機(jī)最早體現(xiàn)了軍用車輛采用整體式動力裝置的設(shè)計思想;發(fā)動機(jī)在裝車前就與傳動裝置和冷卻系統(tǒng)預(yù)裝成整體。該動力裝置在生產(chǎn)線的試驗(yàn)臺上須經(jīng)過約15個項(xiàng)目的質(zhì)量檢驗(yàn)，合格后才整體吊裝在坦克車體內(nèi)。采用這種整體結(jié)構(gòu)不僅有利于生產(chǎn)、安裝和保證性能，而且還便于在戰(zhàn)場維修保養(yǎng)和更換。豹1坦克在戰(zhàn)場更換動力裝置的時間為20min。

燃室位于氣缸中央。預(yù)燃室壓力升高率較小，發(fā)動機(jī)工作平穩(wěn)，具有良好的冷起動性，而且有利于發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)多種燃料性能。在預(yù)燃室中裝有預(yù)熱塞。

最初采用2個氣缸共1個氣缸蓋和3個氣缸共1個氣缸蓋的結(jié)構(gòu)型式，后來改為一缸一蓋。每個缸蓋用8個螺栓固定于箱體。裝配時采用自動控制扭矩的專用工具擰緊螺栓。缸蓋上每缸有4個氣門，2個進(jìn)氣門，2個排氣門。缸蓋墊片用鋁合金制造。

曲軸箱和氣缸體采用整體聯(lián)身箱體，由鋁合金鑄造。采用干式油底殼，內(nèi)裝有壓油泵和回油泵以適應(yīng)發(fā)動機(jī)傾斜工作。氣缸套和缸體采用4個橡膠密封圈密封，下部3個，上部1個。

曲軸用高級合金鋼鍛造，表面經(jīng)滲碳處理，全部表面經(jīng)機(jī)械加工。曲軸上裝有平衡塊，用兩個埋頭螺釘固緊。曲軸以懸掛方式安裝在曲軸箱上，有6個支點(diǎn)。

采用合金鋼鍛造的并列連桿，全部表面經(jīng)機(jī)械加工。連桿體和連桿大頭蓋的結(jié)合面為斜切口鋸齒形，用高強(qiáng)度螺釘連接連桿體和大頭蓋。

活塞為鋁合金鍛件，有3個氣環(huán)和2個油環(huán)?；钊麖那S箱體上安裝的噴嘴得到的噴油冷卻，裙部和氣缸套之間的冷態(tài)間隙為0.6mm。采用浮動活塞銷，活塞銷兩端用卡環(huán)固定。

配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單。進(jìn)排氣凸輪軸位置較高，推桿較短，搖臂剛性較高。氣門導(dǎo)管由青銅制造，氣門桿鍍鉻，排氣門充鈉，氣門座鑲鋼圈。氣門定時為:

進(jìn)氣門開啟???上止點(diǎn)前34°???排氣門開啟???下止點(diǎn)前56°

進(jìn)氣門關(guān)閉???下止點(diǎn)后52°???排氣門關(guān)閉???上止點(diǎn)后73°

進(jìn)氣延續(xù)時間??266°???????排氣延續(xù)時間???309°

進(jìn)氣系統(tǒng)的空氣濾清器由自動吸塵的離心式塵土分離器和氈墊式濾清器組成。供燃燒用的空氣先進(jìn)入離心式塵土分離器進(jìn)行預(yù)濾清，該部分裝有一個電驅(qū)動的抽塵泵，可將濾出的塵土排出車外。已預(yù)濾清的空氣再經(jīng)過氈墊式濾清器進(jìn)行精濾，然后從進(jìn)氣管進(jìn)入發(fā)動機(jī)氣缸。在車輛涉深水或潛渡時供發(fā)動機(jī)的空氣從戰(zhàn)斗艙吸入。

從豹1A2開始采用了改進(jìn)的空氣濾清器，主要改進(jìn)是:用紙濾芯代替原來的毛氈濾芯，濾清器的使用周期提高了1倍;濾清器殼體用輕合金制造，有些零件用不銹鋼制造，從而提高了防腐性;采用可更換的旋風(fēng)分離濾網(wǎng)，提高了濾清能力。

發(fā)動機(jī)左右氣缸排分別裝有1臺機(jī)械增壓器，故發(fā)動機(jī)廢氣經(jīng)排氣管直接排到車外時，因?yàn)榕艢鉁囟雀?，易于被敵方紅外跟蹤。為此，在豹1坦克的動力艙兩側(cè)分別裝有1個排氣罐，使廢氣從車體排出前先與由風(fēng)扇經(jīng)散熱器輸送的冷空氣在排氣罐內(nèi)混合，從而降低車輛熱特征。

冷卻裝置由尤利烏斯Fr貝爾南德意志冷卻器公司(Suddeutsche Kuehlerfabrik Julius

fr.Behr GmbH & Co.)制造。冷卻系統(tǒng)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速由恒溫器根據(jù)冷卻水溫度進(jìn)行控制，兩個扁平的水散熱器裝有傳動裝置上方，能保證豹1坦克在32.5℃環(huán)境溫度下以62km/h速度持續(xù)行駛。

為使豹1坦克能在更高環(huán)境溫度下工作，在豹1A2坦克冷卻系統(tǒng)上加裝了一套熱帶使用裝置，其中安裝了自動功率限制器以減少發(fā)動機(jī)過熱危險;使用了一種提高散熱能力的水散熱器;加裝了燃油冷卻器以限制燃油中形成氣泡并減少產(chǎn)生瀝青沉淀的危險。此外，為減少冷卻系統(tǒng)進(jìn)氣流動損失，車體上安裝了阻力較小的進(jìn)氣百葉窗。裝有熱帶裝置的豹1坦克的發(fā)動機(jī)冷卻液最高溫度從93℃提高到102℃，發(fā)動機(jī)最大負(fù)荷持續(xù)工作的限定溫度從23℃增高到27℃，在限定溫度和最大負(fù)荷持續(xù)工作時的輸出功率從426kW(580馬力)增加到467kW(635馬力)。環(huán)境溫度為35℃時持續(xù)工作的輸出功率從301kW(410馬力)增加到430kW(585馬力)。環(huán)境溫度為45℃時持續(xù)工作的輸出功率從129kW(175馬力)增加到357kW(485馬力)。保證坦克以62km/h速度持續(xù)行駛的最高環(huán)境溫度從原來限定的32.5℃增加到45℃。

豹1坦克在-25℃環(huán)境溫度下工作時冷卻液的成分是40%容積的防凍液和60%容積的水。在更低環(huán)境溫度下工作時冷卻液的混合成分則改為60%容積的防凍液和40%容積的水。采用0-176SAE10機(jī)油代替普通0-180SAE30機(jī)油。

采用強(qiáng)制壓力潤滑系統(tǒng)和干式油底殼，內(nèi)裝機(jī)油泵。機(jī)油箱內(nèi)有電預(yù)熱器，在低溫起動時預(yù)熱機(jī)油。

用起動電機(jī)起動，交流發(fā)電機(jī)功率為9kW，蓄電池容量為400Ah，電壓為24V。發(fā)動機(jī)在-10℃環(huán)境溫度下使用SAE W/20HD機(jī)油，在-15℃下使用SAE10W/10HD機(jī)油，不需預(yù)熱即可起動。在-25℃~-40℃環(huán)境溫度下使用粘度更低一級的機(jī)油，需經(jīng)預(yù)熱方可起動。

MTU公司對該系列發(fā)動機(jī)的型號演變和系列化所采用的方法可歸納為變化氣缸數(shù)(6、8、10缸，后又發(fā)展12缸)、變化轉(zhuǎn)速(2200、2300、2400r/min)、變化缸徑(165mm增大至170mm，行程保持不變)以及改變增壓方式(非增壓、機(jī)械增壓和渦輪增壓、增壓中冷)等。

公司將MB837Ba-500機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)改為MB837Ka-501渦輪增壓中冷發(fā)動機(jī)，同時也增大了缸徑和轉(zhuǎn)速，功率從485kW提高到809kW，樣機(jī)曾在巴西EE-T1奧索里約(Osorio)坦克上試驗(yàn)過。另一種未擴(kuò)大缸徑的MB837Ka-500渦輪增壓中冷發(fā)動機(jī)(功率為551kW)已由土耳其陸軍用來改裝其M48A2坦克。而裝有兩臺渦輪增壓器和中冷器的6缸MB833ka-501發(fā)動機(jī)的軾率增大到625kW(轉(zhuǎn)速2400r/min)，已由西班牙用來改裝AMX-30坦克。

MB838Ka-501是10缸MB838CaM-500發(fā)動機(jī)的發(fā)展，該機(jī)也裝有兩臺渦輪增壓器和中冷器，并且擴(kuò)大了缸徑，功率由原來的610kW增加到1030kW。

837系列還發(fā)展了一種12缸V型90°排列的渦輪增壓中冷機(jī)型，型號為MB840。缸徑未擴(kuò)大，總排量為44.9L，功率達(dá)1103kW，轉(zhuǎn)速為2200r/min，用于專用車輛試驗(yàn)。

(一)

型號?????MB833Aa-501??MB833Ea-500??MB833Ka-500??MB833Ka-501

類型

?沖程?????4???????4???????4???????4

?缸數(shù)及排列??6V90°????6V90°????6V90°?????6V90°

?冷卻方式???水冷?????水冷?????水冷??????水冷

?燃燒室型式?預(yù)燃式?????預(yù)燃式????預(yù)燃式?????預(yù)燃式

?燃料種類?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油

?增壓方式??非增壓????渦輪增壓????渦輪增壓????渦輪增壓

?有無中冷???無??????無???????有??????有

缸徑/行程??170mm/175mm??165mm/175mm??165mm/175mm???170mm/175mm

總排量????23.8L?????22.4L?????22.4L??????23.8L

壓縮比?????18??????19.5?????18????????18

標(biāo)定功率???330kW?????441kW?????530kW??????625kW

標(biāo)定轉(zhuǎn)速??2300r/min???2200r/min????2400r/min???2400r/min

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

最大扭矩轉(zhuǎn)速?1500r/min???1600r/min???1900r/min???1900r/min

平均有效壓力?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(標(biāo)定)?248g/kW·h?236g/kW·h??247g/kW·h???245g/kW·h

外形尺寸

?長?????1252mm?????1255mm????1252mm?????1252mm

?寬?????1050mm?????1257mm????1050mm?????1050mm

?高?????965mm??????1053mm????965mm?????965mm

單位體積功率?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)

型號????MB837Aa-500???MB837Ba-500??MB837Ea-500??Mb837Ka-500/-501

類型

?沖程?????4???????4???????4????????4

?缸數(shù)及排列??8V90°????8V90°?????8V90°?????8V90°

?冷卻方式???水冷?????水冷??????水冷??????水冷

?燃燒室型式??預(yù)燃式????預(yù)燃式?????預(yù)燃式?????預(yù)燃式

?燃料種類?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油

?增壓方式??非增壓????機(jī)械增壓????渦輪增壓?????渦輪增壓

?有無中冷???無??????無???????無???????有

缸徑/行程?165mm/175mm???165mm/175mm???165mm/175mm??165mm/175mm/170mm/175mm

總排量????29.4L?????29.4L??????29.4L?????29.4L/31.76L

壓縮比????19.5??????19.5??????19.5???????8

標(biāo)定功率???368kW?????485kW??????550kW?????551kW/809kW

標(biāo)定轉(zhuǎn)速?2200r/min????2200r/min????2200r/min????2200/2400r/min

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

最大扭矩轉(zhuǎn)速?1400r/min??1750r/min????1600r/min????1800r/min

平均有效壓力?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

?長?????1255mm????1340mm??????1382mm?????1510mm

?寬?????1050mm????1050mm??????1050mm?????1051mm

?高?????964mm?????1096mm??????964mm?????1035mm

單位體積功率?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)

型號????MB838CaM-500???MB838Ka-501???MB840

類型

?沖程?????4????????4???????4

?缸數(shù)及排列?10V90°?????10V90°????12V90°

?冷卻方式??水冷??????水冷??????水冷

?燃燒室型式?預(yù)燃式?????預(yù)燃式?????預(yù)燃式

?燃料種類?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油?柴油、航空煤油

?增壓方式??機(jī)械增壓????渦輪增壓????渦輪增壓

?有無中冷???無???????有???????有

缸徑/行程?165mm/175mm???170mm/175mm???165mm/175mm

總排量????37.4L??????39.7L??????44.9L

壓縮比????19.5???????18

標(biāo)定功率???610kW?????1030kW??????1103kW

標(biāo)定轉(zhuǎn)速??2200r/min????2400r/min????2200r/min

最大扭矩??2805N·m?????4600N·m

最大扭矩轉(zhuǎn)速?1550r/min???1600r/min

平均有效壓力?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

?長?????1552mm?????1450mm??????1687mm

?寬?????1049mm?????1850mm??????1052mm

?高?????964mm??????1040mm??????955mm

單位體積功率?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

該系列是MTU公司繼MB837系列、MB870系列后，從1970年開始研制的最新一代戰(zhàn)車發(fā)動機(jī)系列。由于前兩種系列發(fā)動機(jī)均不能很好地滿足20t以下的裝甲人員輸送車和其他低重量等級戰(zhàn)車的功率要求，因此公司發(fā)展MT880系列的主要意圖是一種系 列發(fā)動機(jī)滿足聯(lián)邦德國從坦克和重型戰(zhàn)斗車輛到輕型戰(zhàn)車的全部動力需要。整個系列包括4、5、6缸直列型和6、8、10、12缸V型共7種機(jī)型，功率范圍為360~1103kW，單缸功率已達(dá)92kW(125馬力)。與MB837和MB870系列相比，該系列具有更高的單位體積功率，更好地扭矩特性和燃油經(jīng)濟(jì)性;雖然提高了轉(zhuǎn)速，但由于減小了行程，所以活塞平均速度還有所降低;盡管平均有效壓力有所提高，但還較保守，仍有提高的潛力。尤其是基本型12缸MT883受到了國際上關(guān)注。

MT883發(fā)動機(jī)于1976年開始研制，原型機(jī)于1979年首次問世。該機(jī)已列入聯(lián)邦國防部(BMVG)和聯(lián)邦國防技術(shù)與采購局(BWB)部件發(fā)展計劃。1985年秋MTU公司和美國通用汽車(GM)公司簽訂了許可證生產(chǎn)協(xié)議，計劃將該機(jī)用于M1坦克改進(jìn)型(作替換動力)、RV90搶救車、一種動力裝置前置的主戰(zhàn)坦克、一種水陸兩用戰(zhàn)車。巴西、以色列等國也考慮采購。該柴油機(jī)的單機(jī)價格約20萬美元。

該機(jī)第一臺樣機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000r/min，功率為900kW(1224馬力)。單制裁機(jī)試驗(yàn)表明，轉(zhuǎn)速可提高到3300r/min，單缸功率達(dá)100kW，平均有效壓力1.8MPa，預(yù)計12缸機(jī)在3300r/min時最大輸出功率可達(dá)1380kW(1877馬力)，比重量約為1kg/kW(0.7kg/馬力)，單位體積功率約為1366kW/m3。單缸機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間現(xiàn)已達(dá)2000h，12缸機(jī)已運(yùn)轉(zhuǎn)1000h。到1988年為止，總共生產(chǎn)了6臺預(yù)燃室MT883發(fā)動機(jī)。以后又制造了一些直接噴射式燃燒室MT883發(fā)動機(jī)，首批3臺已用于各種改進(jìn)試驗(yàn)。1989年在美國第三階段改進(jìn)型M1坦克的HFM通用底盤(HFMCC)上完成了美國陸軍坦克機(jī)動車輛局(TACOM)進(jìn)行的280h試驗(yàn)。

為了進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)的性能，MTU公司正在深入研究如隔熱以減少散熱量、提高冷卻系統(tǒng)性能、改善燃燒過程、電子控制等有關(guān)技術(shù)。

該系列發(fā)動機(jī)的設(shè)計原則可以歸納為:晝采用普通材料和常規(guī)秤工藝，將傳綿設(shè)計經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的設(shè)計方法相結(jié)合，最大限度地減小發(fā)動機(jī)外形尺寸，保持高的結(jié)構(gòu)緊湊性以滿足軍用發(fā)動機(jī)高單位體積功率要求;不盲目追求設(shè)計參數(shù)高指標(biāo)，如活塞平均速度還保持14m/s，小于MB873Ka-501發(fā)動機(jī)的15.2 m/s;通過提高平均有效壓力以提高發(fā)動機(jī)功率，但MT883的平均有效壓力較歐洲和美國的同功率級發(fā)動機(jī)的低很多，這對保證發(fā)動機(jī)工作可靠和具有提高功率潛力而言是有很重要意義的。

在上述設(shè)計原則指導(dǎo)下研制的MT883發(fā)動機(jī)以高單位體積功率在世界坦克發(fā)動機(jī)中稱著。發(fā)動機(jī)本體的安裝體積為1.04m3，由發(fā)動機(jī)、傳動裝置和冷卻系統(tǒng)組成的整個動力裝置的體積為4.53m3，如果再加上1000L燃油，動力裝置的總體積約為5.53m3，而M1坦克AGT-1500燃?xì)廨啓C(jī)動力裝置的總體積為8.4m3。該系列橫截面積比MB870系列的減小約30%。

60年代中期戴姆勒-奔馳(Daimler-Benz)公司設(shè)想完成一個單缸排量為3.31L、單缸功率為110.3kW(150馬力)的MB870系列發(fā)動機(jī)，功率覆蓋面為662~1324kW(900~1800馬力)。系列包括的發(fā)動機(jī)有MB873ka(12缸)、MB872Ka(10缸)、MB871Ka(8缸)和MB870Ka(6缸)等機(jī)型。首先設(shè)計的是作為主戰(zhàn)坦克動力的MB873Ka-500發(fā)動機(jī)。

現(xiàn)在MTU公司批量生產(chǎn)的豹2坦克動力MB873Ka-501發(fā)動機(jī)是為提高發(fā)動機(jī)加速性，改進(jìn)燃燒過程而于1977年在MB873Ka-500發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)上的改進(jìn)型。在結(jié)構(gòu)上，除了缸徑從165mm增加到170mm、行程從155mm增加到175mm外，這兩種發(fā)動機(jī)全然相同。

1963年，美國和聯(lián)邦德國準(zhǔn)備合作研制主戰(zhàn)坦克MBT-70。協(xié)議確定美國泰萊達(dá)因·大陸汽車(Teledyne continental Motors)公司和聯(lián)邦德國戴姆勒-奔馳公司分別研制候選發(fā)動機(jī)。戴姆勒-奔馳公司研制的MB873Ka-500發(fā)動機(jī)于1967年通過北約400h耐久試驗(yàn)，當(dāng)選為MBT-70坦克動力。但至1970年因終止了MBT-70坦克的合作研制協(xié)議，兩國分道揚(yáng)鑣，各自發(fā)展自己的主戰(zhàn)坦克及坦克發(fā)動機(jī)。

自1966年開始，MB873Ka-500發(fā)動機(jī)在試驗(yàn)臺上進(jìn)行了各種類型試驗(yàn)和一系列如傾斜運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)、高溫過熱試驗(yàn)、低溫起勸試驗(yàn) 和在水中帶背壓試驗(yàn)等鑒定試驗(yàn)，還進(jìn)行了多次裝車試驗(yàn)，如在惡劣氣候條件下的公路和越 野行駛試驗(yàn)、耐塵土、耐熱、耐寒試驗(yàn)、1000km越野行駛試驗(yàn)，車輛連續(xù)行駛我里程達(dá)165000km。該機(jī)還裝在豹2AV坦克上與分別裝有AGT-1500燃?xì)廨喓虯VCR-1360-2柴油機(jī)的XM1坦克進(jìn)行耐久性對比試驗(yàn)。

聯(lián)邦德國政府批準(zhǔn)聯(lián)邦國防軍從1979~1986年間采購1800輛豹2坦克，MB873Ka-501發(fā)動機(jī)于1979年列入制式動力。發(fā)動機(jī)單價為171000馬克，占豹2坦克價格的20%左右。

與MB838CaM-500相比，MB973Ka-500發(fā)動機(jī)在體積和重量略有增 加的情況下，功率提高了約45%，是在MB837系列基礎(chǔ)上向高單位體積功率整體式動力裝置發(fā)展邁出的第一步。而MB873Ka-501比MB873Ka-500發(fā)動機(jī)增大了缸徑和行程，明顯地增大了扭矩儲備系數(shù)，提高了加速性。

國別 聯(lián)邦德國

名稱 MT880系列發(fā)動機(jī)

MT880 Series Engine

研制單位 MTU腓德烈斯哈芬公司

Motoren-und Turbinen-Union Friedrichshafen GmbH,DE

生產(chǎn)單位 MTU腓德烈斯哈芬公司

Motoren-un d Turbinen-Union Friedrichshafen GmbH,DE

現(xiàn)狀 完成研制

裝備情況 MT883為聯(lián)邦德國第三代主戰(zhàn)坦克候選發(fā)動機(jī)