第一章　概论

第一节　简介

一、基本概念与范畴

坦克作为战斗车辆，既不同于火车行驶在轨道上，也不同于汽车行驶在公路上。它在十分复杂的路面行驶时，遇到沟壑土丘、残垣断壁、水渠田垄等都要跨越而过。因此，坦克遇到的阻力变化很大，必须在坦克的发动机之后，配上一套增力变速机构，以扩大发动机输出牵引力的变化范围和转速的变化范围。

坦克传动装置安置在发动机与履带推进装置之间，可以说是坦克的“动脉”，它将坦克“心脏”——发动机的动力按传动路线传给主动轮，使坦克前进、倒驶、转向、制动和停车；在发动机转矩、转速不变时，增大主动轮的转矩和转速的变化范围，以改变坦克运动时的牵引力。

传动装置由传动箱、主离合器或液力变矩器、变速箱、转向机构、制动器及侧减速器等部件组成。传动箱用来将发动机的动力传给主离合器或液力变矩器，并增大转速；用电启动发动机时，通过传动箱可增大起动转矩，使发动机容易启动。主离合器位于发动机与变速箱之间，通过主、被动摩擦片的摩擦力来传递动力，分离时便于启动发动机和换挡，接合时传递发动机转矩，并借助结合摩滑使坦克平稳启动加速。液力变矩器是主要以液体动能传递能量的液力式传动部件，可使坦克传动装置有良好的自动适应性。变速箱用以在较大范围内改变坦克主动轮上的转矩和转速，实现坦克倒退行驶和切断动力。转向机构是控制坦克行驶方向的部件。制动器是利用摩擦来吸收坦克动能的部件，通过控制摩擦力矩使坦克减速或停车。侧减速器是直接与主动轮相连的末端减速机构，用以增大主动轮上的转矩和降低其转速，以增大推动坦克前进的牵引力。

二、主要类型

在坦克装甲车辆传动系统的发展过程中采用过各种方案和结构，从实现功率传递的传动方式来分，有机械传动、液力传动、液力机械传动、液压传动、液压机械传动、电力传动和机电复合传动七种主要类型。从齿轮机构类型来分，有定轴齿轮传动和行星齿轮传动两类。从功率传递流来分，有单功率流和双（多）功率流传动两类。从实现转向的机构来分，有机械转向、液压转向、液压机械复合转向和液压液力复合转向四种主要类型。如图1-1所示。

（一）机械传动与动液传动

从能量传递的形式来看，目前坦克所用的传动装置有机械传动装置和动液传动装置（或称液力传动装置）。除此以外，还有液压传动装置（或称静液传动装置）和电力传动装置。

各基本类型的传动路线图见图1-2。机械传动主要由变速机构B和转向机构Z等组成，全部由机械元件（例如轴、齿轮、摩擦离合器等）来传递功率，动液传动中，比机械传动多串联了一个动液元件Y（例如动液变矩器），在这个环节中靠液流的动能来传递能量。机械传动与动液传动对比，在满足传动装置的要求方面有以下各点不同。

（1）坦克速度变化范围：动液传动能够连续变化，能降低车速到零而仍保持足够的牵引力；机械传动一般是有级的，速度变化不连续，如不切断动力车速不能降低到零。

（2）坦克牵引力变化范围：动液传动扩大了发动机的力矩变化范围，同时也扩大了适应性，机械传动虽然能扩大力矩变化范围，但没有扩大适应性。

（3）发动机功率利用的程度：动液元件的特性使发动机可以在选定的一个有利的转速范围内工作，可能较充分地利用发动机动率，机械传动的功率利用程度随挡数多少而定，一般不如动液传动。

（4）阻力突然加大时，动液元件滑转，发动机不致熄火，机械传动中没有动液元件，可能导致发动机熄火。

（5）效率：机械元件的效率较高，例如一对圆柱齿轮的变速机构效率约为0.97～0.98；动液元件的效率较低，通常最高效率只有0.9左右，低速时还要低得多。机械传动装置的总效率可达0.85左右；动液传动装置的总效率视传动方案而定，但最高值也要比机械传动装置低些。

（6）结构复杂性和尺寸重量：动液传动因效率低而需要功率较大的发动机；同时，产生热量多，因而工作油需要冷却，所以比机械传动多出油散热器、冷却风扇等组件；动液元件本身（包括其液压补偿系）也比机械传动结构复杂。采用动液传动使坦克的尺寸重量增加，影响坦克一些其他性能。

（7）制造：动液传动制造要求比机械传动高；价格也较高，对大批量生产带来不利影响。

（8）寿命：动液传动工作平稳，传动装置的寿命较高。

由此可见，在传动性能方面，动液传动优于机械传动，但效率低、结构复杂是其主要缺点。在功率后备足够大（有大功率的发动机）时，可以采用动液传动，否则应从效率高、结构简单、便于制造出发，选用机械传动。

近代坦克常采用闭锁式动液传动，动液元件闭锁时就转化为机械传动。低速时利用动液传动良好的起步性、适应性、平稳性；高速时利用机械传动的高效率。这样，可按机械传动选择发动机功率，同时也不再需要很大的冷却系统。但此时仍要像机械传动那样多挡数的变速机构。

（二）单流传动与双流传动

1.单流传动与装置

单流传动是指变速机构与转向机构采用串联方式，将发动机的功率经多个具有独立使用功能的机件，传递到行动装置上的传动方式。目前坦克上常用两种典型的单流传动布置。

一种是根据发动机在车辆中的横向布置形式，由弹性联轴器、齿轮传动箱、主离合器、定轴变速箱、行星转向机、侧减速器、行走机构、操纵机构等部件组成，带中央变速箱的传动装置布置图如图1-3所示。这种单流传动的特点是：各个功能部件结构简单、制造容易、成本低，缺点是装置占用车内空间大、安装调整时间长、装置在转向时功率利用较差。

另一种是俄罗斯主战坦克采用的，具有变速、转向、制动功能的双侧变速箱单流传动布置。带双侧变速箱的传动装置布置图如图1-4所示。这种传动装置的特点是：布置后的动力传动舱比西方国家采用的液力机械双流传动装置几乎短50%，整车重量因此也可以减少约5%～10%。但它也存在着两个明显的缺点：一是可维修性能差，为了拆下变速箱，必须要拆断液压管路、操纵拉杆与发动机的连接件以及履带和主动轮等；另一个是坦克转向性能不好，尤其是在高速转向时。原因是变速箱的传动比是按直驶工况选择的，而不是按转向工况选择的。

2.双流传动装置

双（多）流传动是指传动机构中的变速机构与转向机构采用并联方式，使发动机的功率先沿变速和转向机构两路传输，后在汇流行星排上汇合，再传递到侧减速器上的传动方式。它是1930～1940年期间，由英国和德国发展起来的传动技术。

双流传动通常由集液力变矩器、变速机构、转向机构、制动装置于一体的综合传动装置和侧减速器、行走机构、操纵机构、润滑系统等组成。液力机械传动装置布置图如图1-5所示。

双流传动装置主要特点：

①传动装置集成度高、体积小，这样便于采用整体吊装方式进行拆装，拆装时间短（最快仅需用半小时左右）。

②车辆各挡均有规定转向半径而且高挡的转向半径大，这有利于提高车辆的机动性。

③车辆挂倒挡时可进行反转向，挂空挡时也可进行原位（又称中心）转向。

④装置结构复杂、加工困难、装配精度及成本高。

双流传动装置的类型，除了在前面介绍的可按转向机构类型划分之外，还有下面一种分类方法。

坦克转向时，在发动机转速不变的前提下，根据两侧履带速度的变化进行分类。

（1）独立式双流传动装置。它是转向时一侧履带速度不变，另一侧履带减速的传动装置。

在独立式双流传动装置中，根据汇流行星排太阳齿轮与齿圈的转动方向，又划分出两种传动装置：

①正独立式。行星排中太阳齿轮与齿圈转动方向相同。如前苏联AT-Д火炮牵引车采用的传动装置。

②零独立式。行星排中太阳齿轮不转动。如德国“豹”型坦克采用的传动装置。

（2）差速式双流传动装置。它是转向时一侧履带速度增大，另一侧履带降低的传动装置。

在差速式双流传动装置中，同样根据汇流行星排太阳齿轮与齿圈的转动方向，又可以划分出三种传动装置：

①正差速式。行星排中太阳齿轮与齿圈转动方向相同。如美国CD-850传动装置（用于美国M48、M60坦克上）。

②负差速式。行星排中太阳齿轮与齿圈转动方向相反。如美国TN-12传动装置。

③零差速式。行星排中太阳齿轮不转动。如美国CD-500传动装置。

单流传动与双流传动相比较，在满足对传动装置的要求方面有以下几点不同。

（1）双流传动各挡的规定转向半径不同。低挡半径小，高挡半径大。单流传动的规定转向半径值不变，不能满足各种速度下对转向半径的要求。

（2）双流传动由于用规定半径转向的机会较多，使转向时消耗的功率较小。

（3）双流传动能够进行中心转向，提高了转向灵活性。

（4）双流传动能采用液压转向机，实现规定转向半径的连续变化。

（5）双流传动结构较复杂。

目前，双流传动主要在美、德、英、法、日等西方工业化国家生产的主战坦克及装甲车辆上使用。双流传动装置与单流传动装置相比的突出优点是：它可以使车辆具有优良的转向性能。另外，由于它可以采用动力舱整体吊装方式进行拆装，因此能大大缩短在战场上车辆动力传动装置战伤时的维修时间，提高车辆的战斗使用效能。

三、基本特点

（1）机械传动的优点是结构简单，成本低，效率高。缺点是切断动力换挡时存在动力损失；换挡频繁，刚性大，冲击大，噪声大，降低了传动装置的使用寿命。

（2）液力传动以液体动能来传递或交换能量，其优点是能无级变速和变矩能，动力性好；具有自动适应性，提高了操纵的方便性和车辆在困难路面上的通过性；充分发挥发动机性能，有利于减少排气污染；减震、吸震、减缓冲击，提高动力传动装置的使用寿命和乘员的乘坐舒适性。缺点是效率低，结构复杂，成本高。

（3）液压传动以液体的压能来传递或交换能量，纯液压传动装置采用液压泵、马达，效率低，质量大，成本高。液压机械传动的优点是连续、平稳地无级变速，非常接近理想特性，液压部件的体积和质量大大减小，便于布置；可利用增加液流循环阻力方法进行动力制动；发动机工况可以调节在最佳工况工作；变速、制动操纵方便。缺点是效率低、其峰值总效率仅70%～75%；不适应坦克的高转速、高负荷、转速变换频繁、震动大等恶劣工况，其寿命和可靠性尚待进一步提高。

（4）电传动利用电能传递或交换能量。电传动的优点是可按行驶功率的要求以最经济的转速运行，得到恒功率输出特性、可无级变速，启动和变速平稳；能将电动机转换为发电机实现制动，提高行驶安全性，并易于实现制动能量的回收；动力装置与车轮间无刚性连接，便于总体布置和维修；可实现静音行驶，清洁无污染。缺点是成本高，自重大并消耗大量有色金属。这种传动装置在军用车辆上的应用，目前还处于研制阶段。

（5）定轴齿轮传动由于结构简单，制造成熟，成本低而被广泛应用。行星齿轮传动结构紧凑、寿命长、噪声小，工艺要求高，成本高。

（6）单流传动是指直驶和转向功率流从发动机至主动轮功率经一条路线传递，双流传动是指直驶和转向功率分两路传递到汇流排汇流后再传至主动轮。

（7）机械转向采用转向离合器、二级行星转向机或双差速器，双侧变速箱。结构简单，造价低，但规定转向半径小。

（8）液压转向的转向功率流由液压泵、马达来传递，具有无级转向功能。液压液力复合转向的转向功率由液压泵马达和液力耦合器相互协调来传递，也具有无级转向功能。液压机械复合转向的转向功率由液压泵、马达和机械传动机构来完成，同样具有无级转向功能，而且传动效率接近于机械传动，比较适合于大功率传递。