第一章　概論

第一節　簡介

一、基本概念與范疇

坦克作為戰斗車輛，既不同于火車行駛在軌道上，也不同于汽車行駛在公路上。它在十分復雜的路面行駛時，遇到溝壑土丘、殘垣斷壁、水渠田壟等都要跨越而過。因此，坦克遇到的阻力變化很大，必須在坦克的發動機之后，配上一套增力變速機構，以擴大發動機輸出牽引力的變化范圍和轉速的變化范圍。

坦克傳動裝置安置在發動機與履帶推進裝置之間，可以說是坦克的“動脈”，它將坦克“心臟”——發動機的動力按傳動路線傳給主動輪，使坦克前進、倒駛、轉向、制動和停車；在發動機轉矩、轉速不變時，增大主動輪的轉矩和轉速的變化范圍，以改變坦克運動時的牽引力。

傳動裝置由傳動箱、主離合器或液力變矩器、變速箱、轉向機構、制動器及側減速器等部件組成。傳動箱用來將發動機的動力傳給主離合器或液力變矩器，并增大轉速；用電啟動發動機時，通過傳動箱可增大起動轉矩，使發動機容易啟動。主離合器位于發動機與變速箱之間，通過主、被動摩擦片的摩擦力來傳遞動力，分離時便于啟動發動機和換擋，接合時傳遞發動機轉矩，并借助結合摩滑使坦克平穩啟動加速。液力變矩器是主要以液體動能傳遞能量的液力式傳動部件，可使坦克傳動裝置有良好的自動適應性。變速箱用以在較大范圍內改變坦克主動輪上的轉矩和轉速，實現坦克倒退行駛和切斷動力。轉向機構是控制坦克行駛方向的部件。制動器是利用摩擦來吸收坦克動能的部件，通過控制摩擦力矩使坦克減速或停車。側減速器是直接與主動輪相連的末端減速機構，用以增大主動輪上的轉矩和降低其轉速，以增大推動坦克前進的牽引力。

二、主要類型

在坦克裝甲車輛傳動系統的發展過程中采用過各種方案和結構，從實現功率傳遞的傳動方式來分，有機械傳動、液力傳動、液力機械傳動、液壓傳動、液壓機械傳動、電力傳動和機電復合傳動七種主要類型。從齒輪機構類型來分，有定軸齒輪傳動和行星齒輪傳動兩類。從功率傳遞流來分，有單功率流和雙（多）功率流傳動兩類。從實現轉向的機構來分，有機械轉向、液壓轉向、液壓機械復合轉向和液壓液力復合轉向四種主要類型。如圖1-1所示。

（一）機械傳動與動液傳動

從能量傳遞的形式來看，目前坦克所用的傳動裝置有機械傳動裝置和動液傳動裝置（或稱液力傳動裝置）。除此以外，還有液壓傳動裝置（或稱靜液傳動裝置）和電力傳動裝置。

各基本類型的傳動路線圖見圖1-2。機械傳動主要由變速機構B和轉向機構Z等組成，全部由機械元件（例如軸、齒輪、摩擦離合器等）來傳遞功率，動液傳動中，比機械傳動多串聯了一個動液元件Y（例如動液變矩器），在這個環節中靠液流的動能來傳遞能量。機械傳動與動液傳動對比，在滿足傳動裝置的要求方面有以下各點不同。

（1）坦克速度變化范圍：動液傳動能夠連續變化，能降低車速到零而仍保持足夠的牽引力；機械傳動一般是有級的，速度變化不連續，如不切斷動力車速不能降低到零。

（2）坦克牽引力變化范圍：動液傳動擴大了發動機的力矩變化范圍，同時也擴大了適應性，機械傳動雖然能擴大力矩變化范圍，但沒有擴大適應性。

（3）發動機功率利用的程度：動液元件的特性使發動機可以在選定的一個有利的轉速范圍內工作，可能較充分地利用發動機動率，機械傳動的功率利用程度隨擋數多少而定，一般不如動液傳動。

（4）阻力突然加大時，動液元件滑轉，發動機不致熄火，機械傳動中沒有動液元件，可能導致發動機熄火。

（5）效率：機械元件的效率較高，例如一對圓柱齒輪的變速機構效率約為0.97～0.98；動液元件的效率較低，通常最高效率只有0.9左右，低速時還要低得多。機械傳動裝置的總效率可達0.85左右；動液傳動裝置的總效率視傳動方案而定，但最高值也要比機械傳動裝置低些。

（6）結構復雜性和尺寸重量：動液傳動因效率低而需要功率較大的發動機；同時，產生熱量多，因而工作油需要冷卻，所以比機械傳動多出油散熱器、冷卻風扇等組件；動液元件本身（包括其液壓補償系）也比機械傳動結構復雜。采用動液傳動使坦克的尺寸重量增加，影響坦克一些其他性能。

（7）制造：動液傳動制造要求比機械傳動高；價格也較高，對大批量生產帶來不利影響。

（8）壽命：動液傳動工作平穩，傳動裝置的壽命較高。

由此可見，在傳動性能方面，動液傳動優于機械傳動，但效率低、結構復雜是其主要缺點。在功率后備足夠大（有大功率的發動機）時，可以采用動液傳動，否則應從效率高、結構簡單、便于制造出發，選用機械傳動。

近代坦克常采用閉鎖式動液傳動，動液元件閉鎖時就轉化為機械傳動。低速時利用動液傳動良好的起步性、適應性、平穩性；高速時利用機械傳動的高效率。這樣，可按機械傳動選擇發動機功率，同時也不再需要很大的冷卻系統。但此時仍要像機械傳動那樣多擋數的變速機構。

（二）單流傳動與雙流傳動

1.單流傳動與裝置

單流傳動是指變速機構與轉向機構采用串聯方式，將發動機的功率經多個具有獨立使用功能的機件，傳遞到行動裝置上的傳動方式。目前坦克上常用兩種典型的單流傳動布置。

一種是根據發動機在車輛中的橫向布置形式，由彈性聯軸器、齒輪傳動箱、主離合器、定軸變速箱、行星轉向機、側減速器、行走機構、操縱機構等部件組成，帶中央變速箱的傳動裝置布置圖如圖1-3所示。這種單流傳動的特點是：各個功能部件結構簡單、制造容易、成本低，缺點是裝置占用車內空間大、安裝調整時間長、裝置在轉向時功率利用較差。

另一種是俄羅斯主戰坦克采用的，具有變速、轉向、制動功能的雙側變速箱單流傳動布置。帶雙側變速箱的傳動裝置布置圖如圖1-4所示。這種傳動裝置的特點是：布置后的動力傳動艙比西方國家采用的液力機械雙流傳動裝置幾乎短50%，整車重量因此也可以減少約5%～10%。但它也存在著兩個明顯的缺點：一是可維修性能差，為了拆下變速箱，必須要拆斷液壓管路、操縱拉桿與發動機的連接件以及履帶和主動輪等；另一個是坦克轉向性能不好，尤其是在高速轉向時。原因是變速箱的傳動比是按直駛工況選擇的，而不是按轉向工況選擇的。

2.雙流傳動裝置

雙（多）流傳動是指傳動機構中的變速機構與轉向機構采用并聯方式，使發動機的功率先沿變速和轉向機構兩路傳輸，后在匯流行星排上匯合，再傳遞到側減速器上的傳動方式。它是1930～1940年期間，由英國和德國發展起來的傳動技術。

雙流傳動通常由集液力變矩器、變速機構、轉向機構、制動裝置于一體的綜合傳動裝置和側減速器、行走機構、操縱機構、潤滑系統等組成。液力機械傳動裝置布置圖如圖1-5所示。

雙流傳動裝置主要特點：

①傳動裝置集成度高、體積小，這樣便于采用整體吊裝方式進行拆裝，拆裝時間短（最快僅需用半小時左右）。

②車輛各擋均有規定轉向半徑而且高擋的轉向半徑大，這有利于提高車輛的機動性。

③車輛掛倒擋時可進行反轉向，掛空擋時也可進行原位（又稱中心）轉向。

④裝置結構復雜、加工困難、裝配精度及成本高。

雙流傳動裝置的類型，除了在前面介紹的可按轉向機構類型劃分之外，還有下面一種分類方法。

坦克轉向時，在發動機轉速不變的前提下，根據兩側履帶速度的變化進行分類。

（1）獨立式雙流傳動裝置。它是轉向時一側履帶速度不變，另一側履帶減速的傳動裝置。

在獨立式雙流傳動裝置中，根據匯流行星排太陽齒輪與齒圈的轉動方向，又劃分出兩種傳動裝置：

①正獨立式。行星排中太陽齒輪與齒圈轉動方向相同。如前蘇聯AT-Д火炮牽引車采用的傳動裝置。

②零獨立式。行星排中太陽齒輪不轉動。如德國“豹”型坦克采用的傳動裝置。

（2）差速式雙流傳動裝置。它是轉向時一側履帶速度增大，另一側履帶降低的傳動裝置。

在差速式雙流傳動裝置中，同樣根據匯流行星排太陽齒輪與齒圈的轉動方向，又可以劃分出三種傳動裝置：

①正差速式。行星排中太陽齒輪與齒圈轉動方向相同。如美國CD-850傳動裝置（用于美國M48、M60坦克上）。

②負差速式。行星排中太陽齒輪與齒圈轉動方向相反。如美國TN-12傳動裝置。

③零差速式。行星排中太陽齒輪不轉動。如美國CD-500傳動裝置。

單流傳動與雙流傳動相比較，在滿足對傳動裝置的要求方面有以下幾點不同。

（1）雙流傳動各擋的規定轉向半徑不同。低擋半徑小，高擋半徑大。單流傳動的規定轉向半徑值不變，不能滿足各種速度下對轉向半徑的要求。

（2）雙流傳動由于用規定半徑轉向的機會較多，使轉向時消耗的功率較小。

（3）雙流傳動能夠進行中心轉向，提高了轉向靈活性。

（4）雙流傳動能采用液壓轉向機，實現規定轉向半徑的連續變化。

（5）雙流傳動結構較復雜。

目前，雙流傳動主要在美、德、英、法、日等西方工業化國家生產的主戰坦克及裝甲車輛上使用。雙流傳動裝置與單流傳動裝置相比的突出優點是：它可以使車輛具有優良的轉向性能。另外，由于它可以采用動力艙整體吊裝方式進行拆裝，因此能大大縮短在戰場上車輛動力傳動裝置戰傷時的維修時間，提高車輛的戰斗使用效能。

三、基本特點

（1）機械傳動的優點是結構簡單，成本低，效率高。缺點是切斷動力換擋時存在動力損失；換擋頻繁，剛性大，沖擊大，噪聲大，降低了傳動裝置的使用壽命。

（2）液力傳動以液體動能來傳遞或交換能量，其優點是能無級變速和變矩能，動力性好；具有自動適應性，提高了操縱的方便性和車輛在困難路面上的通過性；充分發揮發動機性能，有利于減少排氣污染；減震、吸震、減緩沖擊，提高動力傳動裝置的使用壽命和乘員的乘坐舒適性。缺點是效率低，結構復雜，成本高。

（3）液壓傳動以液體的壓能來傳遞或交換能量，純液壓傳動裝置采用液壓泵、馬達，效率低，質量大，成本高。液壓機械傳動的優點是連續、平穩地無級變速，非常接近理想特性，液壓部件的體積和質量大大減小，便于布置；可利用增加液流循環阻力方法進行動力制動；發動機工況可以調節在最佳工況工作；變速、制動操縱方便。缺點是效率低、其峰值總效率僅70%～75%；不適應坦克的高轉速、高負荷、轉速變換頻繁、震動大等惡劣工況，其壽命和可靠性尚待進一步提高。

（4）電傳動利用電能傳遞或交換能量。電傳動的優點是可按行駛功率的要求以最經濟的轉速運行，得到恒功率輸出特性、可無級變速，啟動和變速平穩；能將電動機轉換為發電機實現制動，提高行駛安全性，并易于實現制動能量的回收；動力裝置與車輪間無剛性連接，便于總體布置和維修；可實現靜音行駛，清潔無污染。缺點是成本高，自重大并消耗大量有色金屬。這種傳動裝置在軍用車輛上的應用，目前還處于研制階段。

（5）定軸齒輪傳動由于結構簡單，制造成熟，成本低而被廣泛應用。行星齒輪傳動結構緊湊、壽命長、噪聲小，工藝要求高，成本高。

（6）單流傳動是指直駛和轉向功率流從發動機至主動輪功率經一條路線傳遞，雙流傳動是指直駛和轉向功率分兩路傳遞到匯流排匯流后再傳至主動輪。

（7）機械轉向采用轉向離合器、二級行星轉向機或雙差速器，雙側變速箱。結構簡單，造價低，但規定轉向半徑小。

（8）液壓轉向的轉向功率流由液壓泵、馬達來傳遞，具有無級轉向功能。液壓液力復合轉向的轉向功率由液壓泵馬達和液力耦合器相互協調來傳遞，也具有無級轉向功能。液壓機械復合轉向的轉向功率由液壓泵、馬達和機械傳動機構來完成，同樣具有無級轉向功能，而且傳動效率接近于機械傳動，比較適合于大功率傳遞。