V_2坦克发动机80年(上)

这些都值得我们去研究和探讨，并
期待从中找出可供吸取或参考的经
验。作者根据长期对 V2 发动机技术 的研究和计算分析，提出一些粗浅
之识，供参考。
主要型号
自然吸气（非增压）发动机 自 然 吸 气（ 非 增 压） 发 动 机 包
括 V2-34、V -54、V -55、V -62 和 V-6 几个型号。
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V-54 柴油机的结构特点是： —— 将 改 进 设 计 加 大 流 量 的 水 泵安装于下曲轴箱的右侧，而机油 泵由 3 层 3 组齿轮结构改为单层 3 组齿轮并加大了流量；布局于下曲 轴箱的前端。这一结构、布局的改变， 使得发动机的高度降低了 132mm； —— 安 装 带 有 供 油 校 正 器、 柱 塞 直 径 为 10m m 的 N K -10 型 高 压 喷 油 泵； 泵 端 压 力 提 高 至 34 ～ 39M p a，并提高了发动机的最大扭 矩值； ——发电机功率增至 3kW。 由于 NK-10 喷油泵增设了油量 校正器，使 V -54 柴油机获得良好 的扭矩特性，扭矩储备系数达 1.24； 它与定轴式 4 挡（前进挡）机械变 速箱匹配，使车辆行驶时具有良好 的地面适应性。 从升功率（Pν）、比重量（Gρ）、 扭矩储备系数（E T）和燃油消耗率 （b e）的比较，V -54 柴油机是当时 世界上最优秀的坦克发动机。 V -54 柴 油 机 创 造 性 地 实 现 了
发电机功率为 2.5kW。 V2-34 是世界上第一个大功率、 高速坦克柴油机；由于它采用了大 排量、直气道的直接喷射式燃烧系 统， 因 此， 该 发 动 机 具 有 良 好 的 扭 矩 特 性、 起 动 性 能、 加 速 性 和 低 的 燃油消耗率。发动机的燃烧峰值压 力为 6.86 ～ 7.35M P a。燃油喷射压 力达 34MPa。 V2-34 柴油机与定轴式 6 挡（5
m i n，并通过了 250h 台架考核（保 生产和装备使用时间最长，产品的
险期）的试验，命名为 V2-34 坦克 柴油机。
型号最全和装备数量最多的坦克发 动机。
从 此， 以 V2-34 为 基 础， 根 据 俄罗斯（苏联）装甲装备发展的需求， 通过对总体布局、零部件结构、性能、
一 个 参 照 20 世 纪 30 年 代 初 航 空发动机研制的 V2 坦克发动机，在 科学技术快速发展和武器装备激烈
—— 发 动 机 起 动 方 式 改 为 以 空 气起动为主，电起动为辅。
经采取上述技术措施，该型柴油 机于 20 世纪 50 年代中期完成 250h 台 架 考 核 并 装 车 试 验 后， 命 名 为 V -55，其标定功率为 427k W、转速 2000r/min。V-55 柴油机装于 T-55 中型坦克，其动力舱容积约 3.6m3。
因 V -55 柴油机吸入气缸的空 气量同于 V -54 柴油机，但供入气 缸内的燃油增多，在提高了功率的 同 时， 也 导 致 燃 烧 混 合 气 体 过 浓， 使得燃烧不完全而致使发动机排气 烟度值增加，排温升高及燃油消耗 量增加。
参照航空发动机设计的 V2 柴油 机 采 用 了 大 排 量（38.88L）、 小 缸 心距（L/D=1.173，L 表示缸心距， D 表示气缸直径）；前锥齿轮传动 的布局设计和承力部件采用铝合金 制造而使得整机具有结构紧凑、体 积小和重量轻等优点，但带来的却 是发动机刚度和强度不足，尤以在 不断地提升发动机的功能指标时， 则格外凸显。前锥齿轮驱动机构的 布局导致发动机扭转震动的振幅增 大（V2 的 最 大 值 ≥ 1 °）， 影 响 了 发动机功率的传递和使用寿命。
V2 坦克发动机 80 年（上） 推进系统
V21坦9克 32发—动2机08102年
（上）
本文介绍俄罗斯（苏联）V2 发动机的产生、发展及其主要型号的总体结构特点、性能以及与
张均享 李新敏
坦克动力舱一体化设计的关系，探讨其结构、性能演变的规律性、技术途径和设计理念。 任何事物的发展，一则依其客观内在的规律性，另则取决于人们的主观能动（创造）性；即
柴油机 该发动机以保持同 V -54 柴油
机外廓尺寸一样为前提，将新机的 功率提高至 427kW。
V-55 柴油机的结构特点是： —— 通 过 将 活 塞 销 孔 下 移， 提 高 发 动 机 的 压 缩 比 至 14.5 ∶ 1 ～ 15.5 ∶ 1； —— 调 整 喷 油 泵， 增 加 循 环 供
此 间， 按 照 乌 拉 尔 机 车 车 辆 制 造厂设计局的要求，将 427kW 的 V2 发动机性能略加调整，并将其安装 在 1958 年研制的装有 115m m 火炮 的坦克试验车上，于 1960 年顺利通 过了各项试验。
V2-34 发 动 机 在 总 体 布 局 上 为 V 型 60 ° 夹 角、12 缸； 缸 径 D =150m m， 行 程 S =180m m（ 左 排）/186.7m m（ 右 排）。 采 用 小 缸 心 距（ 即 L / D =1.173， 缸 心 距 L =176m m）， 大 排 量（ 每 缸 排 量 3.24L）水冷、四冲程、直接喷射燃 烧系统的高速柴油机。
针对 V2 发动机存在的问题和不 足，当时苏联一些发动机研究设计 机构及国防工业主管部门认为其继 续发展的空间不大，并建议研发新 的坦克发动机。
通过论证研究，1953 年在哈尔 科 夫 开 展 了 小 排 量（ 缸 径、 行 程 均 为 120m m）的二冲程、水冷、复合 增压对置活塞二冲程柴油机的研制， 试图取代车里雅宾斯克的 V -55 柴
以从德国的波许（Bosch）公司 购进的高压喷油泵（柴油机核心部 件）为参照，于 1936 年研制出功率 为 294kW，转速 2 000r/min 的高速 柴油机，并通过了 100h 的台架考核 （保险期）试验，命名为 BD-2 型；
随即将该机装于 B T -5 重型坦克上 12 缸机共 22 个，几乎装备了俄罗斯
横置于坦克动力舱，致使动力舱长 度缩短约 416m m（与 T -34 坦克比 较），高度下降 180m m，而使得新 型的 T -54A 成为外廓尺寸最小的中 型坦克。动力舱容积减小约 1.42m3； 相应减少的装甲和重量转换为安装 口径加大的火炮和加厚装甲防护的 增重。
◇ V -55 是遭遇挑战的新研制
1957 年在哈尔科夫，装有功率 为 427k W 的 5T D 二 冲 程 柴 油 机， 双侧机械行星传动装置和废气引射 冷却装置的 T-64 坦克问世。新发动 机的高度仅 581mm，横置于动力舱， 其容积仅为 2.6m3，这给刚刚开始装 备生产的 V -55 柴油机造成巨大的 挑 战， 并 使 其 生 产、 装 备 和 继 续 研 发在人力、经费等方面都带来了极 大的影响和困难。出于压力下的 V2 发动机设计者们，首先正视在发展 过程中发动机存在的问题和不足， 并不断的寻求提高发动机性能和可 靠性的方法，拓宽其使用范围。
油机。 在 获 得 苏 联 党、 政 府 和 国 防
工业部门的全力支持和保障下，于 1955 年 以 总 设 计 师 阿· 恰 罗 斯 基 为首，根据在二冲程发动机理论研 究 的 成 果， 并 参 照 已 研 制 了 10 年 的 航 空 二 冲 程 发 动 机 ——M305（7 350k W），开始了复合增压、水平 对置活塞、二冲程、水冷 5 缸柴油 机（排量为 13.57L）的设计。
1935 年，根据苏联科学家在高 速柴油机理论研究中所取得的成就 和建议，苏联共产党和政府决定将 正在研制的坦克汽油机改为柴油机。 这一重大的技术决策，不仅使得安 装柴油机的苏联坦克在第二次世界 大战中展现了其卓越的效能，而且 对战后世界各国坦克发动机的柴油 机化和发展产生了深远的影响。充 分表明了苏联科学家的远见卓识。
推进系统 V2 坦克发动机 80 年（上）
T-34 中型坦克
◇ V2-34 发动机是世界上第一 个坦克专用柴油机
经过对 B D -2 柴油机的润滑油 路、运动件的润滑方式、驱动机构零、 部 件 的 改 进； 调 整 部 件 的 布 局， 增 大机油泵流量等数十项改进后，定 型命名的 V2-34 柴油机安装于 1940 年装备苏军的 T-34 中型坦克上。
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推进系统 V2 坦克发动机 80 年（上）
油Hale Waihona Puke ； —— 上、 下 曲 轴 箱 壁 增 设 了 水
隔 层， 适 于 冬 季 起 动 加 温， 同 时 也 增加了曲轴箱的刚度；
—— 安 装 功 率 为 5k W 的 发 动 机；
—— 发 电 机 的 驱 动 采 用 液 力 耦 合器；
材料和制造工艺的长期研究和试验； 竞争的年代，为何其功能指标却不
至 21 世纪初，共研制出 V 型和直列 断随着需求而提升并长时期的被俄
6 缸的自然吸气、机械增压和涡轮 罗斯（苏联）的多种型号坦克采纳
增压发动机共 24 个型号，其中 V 型 为动力；它对军队的装备、培训、
使用和费用所带来的综合效益等，
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V2 坦克发动机 80 年（上） 推进系统
个前进挡、1 个倒挡）机械式变速箱 匹 配， 纵 向 布 置（ 沿 坦 克 纵 轴 线） 于 T-34 坦克动力舱内，动力舱的容 积约为 5.12m3。
◇ V -54 是 横 置（ 沿 坦 克 纵 轴 线横向布置）于坦克动力舱内的柴 油机
泵等）的驱动机构布局于发动机前 端，功率由带有花键的曲轴后端输 出。
V2-34 的承力部件由上曲轴箱、 整体式气缸体和整体式气缸盖组成；
并由 28 个具有高强度、韧性镍铬合 金钢制成的强力丝对螺栓和 16 个主 轴承盖丝对螺栓将它们连接为整体。 承力部件由高强度铸造（主轴承盖 为锻造）铝合金制成。
曲 柄 连 杆 机 构。 悬 挂 式 整 体 锻 造 的 曲 轴、 主 副 连 杆， 材 料 均 为 镍 铬合金钢。5 环活塞组（2 个气环， 3 个油环），活塞由锻造铝合金制成， 其 顶 部 有 一 个 加 工 成 型 的“ω” 燃 烧室。
新研制坦克要求进一步缩小坦 克 的 外 廓 尺 寸， 加 大 火 炮 口 径， 降 低发动机的高度等，经过对 V2-34 柴 油 机 零、 部 件 的 结 构、 性 能 和 布 局等数十项的改进，新发动机的功 率 增 至 382k W， 通 过 了 250h 台 架 考核和装车试验后，于 1947 年命名 为 V-54 柴油机，安装于 T-54 中型 坦克上。
多 柱 塞 高 压 喷 油 泵、 进 气 岐 管 布局于发动机 V 型夹角内，排气岐 管位于夹角外侧；顶置凸轮轴配气 机 构 位 于 左、 右 排 缸 盖 的 上 方； 发 电机布局于发动机左侧的上曲轴箱 处。 水 泵、 机 油 泵 位 于 下 曲 轴 箱 的 前 端（ 沿 纵 向 排 列）。 由 曲 轴 锥 齿 轮驱动各部件（喷油泵、配气凸轮轴、
进行试验。B D -2 亦是 V2 坦克发动 机的雏形。
经 过 结 构、 性 能 的 研 究、 改 进
（苏联）各个时期的坦克和装甲车辆。 V2 坦克发动机经历了第二次世
界大战的对德国、日本，战后的朝鲜、
和 试 验， 于 1939 年 研 制 出 标 定 功 越南、中东、阿富汗和格鲁吉亚等
率达 368k W，标定转速为 1 800r / 战争的检验，亦是当今世界上研发、
恩格斯在《自然辩证法》中所倡导的自然观和科学方法论。作为军用产品的 V2 坦克发动机，开创
了长达 80 年的研究、发展、生产历程，并且装备和使用在不同时期俄罗斯（苏联）的坦克、自行
火炮和多种装甲车辆上。历史和实践表明，唯物主义认识论和方法论是设计者们推动 V2 坦克发动
机不断发展的正确向导。
概述
年轻的苏维埃社会主义共和国， 在战胜了国内反动势力的叛乱和国 外帝国主义武装干涉之后，又面临 德国军国主义在欧洲复活，在这种 形势下，苏联的党和政府决定为坦 克研制专用的发动机。1932 年，在 哈 尔 科 夫 机 车 车 辆 制 造 厂， 以 雅· 特拉舒琴为首的设计师们，以功率 大、体积小和重量轻的 M -100 航空 汽 油 发 动 机 为 原 准 机， 开 始 设 计、 试制坦克发动机。