俗話說貓有貓道,狗有狗道,牛馬蛇神皆有道。各國研制1103KW功率坦克柴油機時,所面對的情形不同,其選擇的技術途徑也不盡相同。
德國人在MB873之后在MT883系列上采用中等排量、中等平均有效壓力、高轉速的思路;美國的AVCR1360和XAV28-1450采用的是中等排量、高平均有效壓力和中等轉速的思路。日本的10ZG32和烏克蘭的6TD-3采用的是小排量、中等平均有效壓力、中等轉速的思路,幸虧因為這倆國家選擇了二沖程發動機,如果是四沖程的話其功率也就是1103KW的一半出頭。
對于法國人來說,由于一直沒有專門搞過大排量的坦克柴油機,且減小發動機排量成了三代坦克問世之后動力發展的潮流,所以法國在三代坦克動力的選擇上只有中等/小排量的發動機一條路可以走,這就是在普瓦約520基礎上擴大缸徑和行程的UDV X系列。
UDV X系列缸徑/行程145/130mm,單缸排量2.06L,其最大轉速2500r/min。如果按照往常一貫的思路,想要在這個系列上實現1103KW的功率是很難的。假如如果要在UDV X系列的12缸機上搞的話,其排量24.72L、轉速2500r/min,那平均有效壓力得達到2.14MPa。
以上世紀80年代的技術條件,實現2.14MPa的指標是一件不太容易的事情。當時渦輪增壓技術了得的美國人在AVCR1360上利用復合增壓技術也就實現了2.32MPa的平均有效壓力,但該型發動機因為生產難度太大而被放棄,在其之后的XAV28-1450又將平均有效壓力指標降到了1.81MPa的水平。即便是發動機技術了得的德國的MT883Ka501,平均有效壓力也只有1.754MPa。
寫到這里有人會問,為什么法國人不適當的提高UDV X系列的轉速,來適當的降低對平均有效壓力指標的要求呢?對此本炮霸以為,普瓦約520的前身是一個重視經濟性的民機,在從民機改軍機的過程中,已經將轉速從2300r/min提高到了2500r/min。盡管其活塞運動速度只有10.83米/秒,甚至低于V-54的12米/秒的水平,但因為民機結構的限制,已經很難再將活塞運動速度提高了。因此通過加轉速來平衡過高的平均有效壓力使行不通的。
本菜在之前的文章里提到,增大渦輪增壓裝置的壓比和提高噴油壓力是營造高平均有效壓力的兩種手段,但在實際的操作中這兩個手段不能簡單的堆砌。與工業用的那些基本工作在額定功率的柴油機不同,車用柴油機的功率變換非常的頻繁。由于渦輪增壓裝置和發動機是串聯在一起的,靠發動機廢氣來驅動渦輪增壓裝置。當發動機功率或者轉速發生變化時,渦輪增壓裝置進氣和發動機排氣不匹配的情形。在此情形下,發動機功率輸出惡性循環。此時駕駛員會因為發動機功率的不足,而持續的加大油門,從而導致熱負荷急劇升高,進而損壞發動機。這種不匹配的情形隨著渦輪增壓裝置壓比的增壓而愈發明顯,因此這就要求渦輪增壓裝置有廣泛的高效區間,而具有廣泛高效區間的壓比4以上的變截面渦輪增壓裝置在上世紀80年代還是一個非常難啃的骨頭。最終法國人在常規的增壓這條路上,只發展出了UDV12X1100型發動機,其最大功率810KW,平均有效壓力1.57MPa。其使用的渦輪增壓裝置的壓比在3以上,在當時這個水平已經非常的不弱了。然后法國人將其作為AMX-40坦克的動力系統。
1103KW級發動機是必須要搞出來的,而靠常規渦輪增壓裝置的路又不好走。對此法國人開辟了一條全新的道路,這就是獨特的超高增壓裝置。常規的渦輪增壓裝置與發動機串聯,進氣不匹配的問題始終存在。超高增壓裝置是與發動機并聯,增壓裝置的壓氣機始終處于高效狀態。增壓裝置壓縮后的氣流一部分進入發動機,一部分進行一個補燃裝置。兩者燃燒后的廢氣一起來驅動增壓裝置的動力渦輪。當發動機功率/轉速變化時,只需要通過一個旁路的閥門來調節進入發動機的空氣數量既可以實現匹配。通過超高增壓裝置,法國人在UDV X系列上可以實現3.22MPa的平均有效壓力,這樣一來,只需要8缸16.72L的排量,就可以實現1103KW的功率了,這就是UDV8X1500發動機。
與常規渦輪增壓發動機相比,超高增壓發動機具有啟動快,加速性好的特點,但耗油率稍高、發動機結構以及控制機構復雜程度也是空前的。之前有人認為超高壓發動機的熱負荷較高,但事實上,UDV8X1500的超高增壓裝置輸出的過?諝馐强梢詫Πl動機起到冷卻作用的。