法国UDV8X1500超高增压柴油机
法国 UDV8X1500超高增压柴油机 UDV8X1500 Hyperbar Diesel Engine 絮热机械制造公司 Societe Surgerienne de Constructions Mecaniques (SSCM),FR 絮热机械制造公司 Societe Surgerienne de Constructions Mecaniques (SSCM),FR 完成研制 勒克莱尔主战坦克
概述 该柴油机现已作为法国新一代主战坦克勒克莱尔(Leclerc)的动力，按计划于1987年完成30台发动机台架性能试验、耐久性试验和装车试验。已有15台装在勒克莱尔坦克上进行装车试验，预计1992年开始装备部队。 V8X1500超高增压柴油机在520V8S3基础上扩大了缸径、行程，并采用了新的涡轮增压器，在保持原外形尺寸不变的条件下，平均有效压力增加为3.22MPa，比重量降低为1.54kg/千瓦，单位体积功率增压689千瓦/m3。 超高增压柴油机是一种高增压比、低压缩比、采用旁通补燃系统的非常规的涡轮增压柴油机，其压比可高至4～9，而压缩比可低为6～10。超高增压柴油机的基本特征是涡轮增压器与柴油机并联连接，旁通补燃系统亦并联其中。从压气机出来的空气并不全部进入柴油机，其中一部分通过旁通和补燃形成燃气进入涡轮，这样就使涡轮增压器不受柴油机工况影响而保持在高效率区工作，增压压力可大大高于常规涡轮增压器。由于涡轮增压器可独立于柴油机工作，所以不仅能解决常规涡轮增压柴油机增压压力超过0.35MPa时低压缩比起动问题，而且也能改善其扭矩性能和加速性问题。作为柴油机和燃气轮特殊组合的超高增压发动机的优点是：大幅度提高功率，在不增加常规涡轮增压柴油机热负荷和机械负荷条件下，功率可提高2～5倍，因而有高的平均有效压力；良好的扭矩特性和加速性，520V8S3的扭矩储备系数为1.19,V8X1500的加速时间(从惰转到全功率)为5s；降低排气污染，减少CO排放，降低烟度。其缺点是：惰转时燃油消耗率高；结构复杂，不便于维修；寿命周期成本高。 结构特点 该柴油机于1981年6月开始单缸试验，现已完成研制，其结构特点除超高增压系统外，柴油机部分与520系列发动机基本相同。 1.总体布置 气缸排夹角为V型90°。涡轮增压器布置在发动机自由端上方。补燃室、旁通阀以及凸轮轴、喷油泵等皆置于V型夹角内。旁通箱紧固在涡轮增压器上。 520系列发动机缸心距较大，L=200mm。UD18系列和X系列的缸心距与缸径之比L/D分别为1.48和1.41。 采用短行程。520V8S3的S/D为122/135=0.904，V8X1500的S/D为130/142=0.915。短行程有利于发动机提高转速和降低高度。 2.箱体等固定件 采用铸铁曲轴箱体。气缸盖非整体式，采用一缸一盖，每1气缸有1进气门、1排气门的双气门结构。缸套系湿式缸套。 3.曲柄连杆机构 锻钢曲轴主轴颈较粗，双采用了短行程结构，所以主轴颈和连杆轴颈有较大重叠度，曲轴刚度较大。 铝合金活塞上的4个活塞环全部在活塞销之上。活塞顶部的直接喷射式燃烧室形状宽而浅，这种结构有利于热应力均匀分布。活塞底部由循环机油(由1个单独的油泵供油)通过喷嘴进喷油冷却。 采用并列连杆。锻钢制造的连直重量较轻。 4.超高增压系统 V8X1500超高增压柴油机应用的涡轮增压器型号为TM307B型。该增压器由一级离心式压气机和二级轴流式涡轮组成。具有独立的润滑系统，有1个燃油泵(向补燃室供应燃油)和1个24V 9千瓦的起动电机。TM307B的空气流量为3.27kg/s，增压压力为0.795MPa，转速为41500r/min，还可以独立于主发动机进行工作以提供辅助率或作为寒冷气候条件下的辅助起动装置。 型号演变和系列化 SSCM公司在普瓦约520系列民用发动机基础上采用非增压、涡轮增压、涡轮增压中冷、超高增压等各种增压方式，并适当扩大缸径和行程，已经发展形成UD18系列(以前称520系列，缸径135mm，行程122mm，单缸排量1.746L)和X系列(缸径142mm，行程130mm，单缸排量2.06L)。这两种系列均有2300r/min和2500r/min两种标定转速。一般来讲，民用机型采用2300/min低转速，军用机型采用2500r/min高转速。UD18系列包括4缸、6缸(有直列式和斜卧式两种)、V型8缸和V型12缸(夹角均为90°)共6种机型，它们是UD18L4T5、UD18H4T5(军用)、UD18L6T5、UDV12X1100(军用)、UD20V12T7、UDV8X1500(军用)发动机。 对于X系列，公司正在计划发展6缸和8缸的常规涡轮增压机型。12缸涡轮增压机型已用于AMX-40主战坦克。还可能将超高增压系统用于4缸和6缸机。这样就可以一个系列发动机满足全部装甲支援车辆和战斗车辆的功率要求。 在进行系列化发展时，考虑了零部件的通用化和系列化。可通用的零部件有活塞、连杆、缸盖、气门等。此外，直列4缸与V型8缸机、直列6缸与V型12缸机的涡轮增压器也是通用的。 UDV8X1500超高增压柴油机是从520V8S3超高增压柴油机演变而来的，由于在前后阶段用了不同的涡轮增压器，因而也形成了功率不同的两种机型。下面列表说明这3种机型由于结构上的差别导致的不同性能参数。 520B5S3(第一阶段)、520V8S3(第二阶段)和UDV8×1500超高增压柴油机不同的主要性能参数 型号??????520V8S3第一阶段??520V8S3第二阶段??UDV8X1500 缸径/行程????135mm/122mm????135mm/122mm???142mm/130mm 总排量??????13.96L??????13.96L???????16.47L 压缩比??????9.2????????7.8????????7.8 增压器型号????TCS16???????TM307A??????TM307B 压比???????5?????????8?????????7 标定功率?????588千瓦???????882千瓦???????1103千瓦 标定转速?????2500r/min?????2500r/min????2500r/min 最大扭矩?????3724N?m??????????????4580N?m 最大扭矩转速???1700r/min??????????????2000r/min 平均有效压力???2.03MPa??????3.02MPa?????3.22MPa 活塞平均速度???10.27m/s?????10.27m/s?????10.8m/s 升功率??????42.1千瓦/L?????63.3千瓦/L?????66.9千瓦/l 加速时间(惰转至全功率)?10s?????5s????????5s 燃油消耗率(标定)?＜238g/千瓦?h???235.3g/千瓦?h???231g/千瓦?h ?????(最低)?224.4g/千瓦?h???228.5g/千瓦?h???225g/千瓦?h 外形尺寸 ?长???????1518mm???????????????1375mm ?宽???????1285mm???????????????1462mm ?高???????1070mm???????????????905mm 单位体积功率???282千瓦/m3??????422千瓦/m3????689千瓦/m3 重量???????1350千克???????????????1700千克 比重量??????2.3kg/千瓦??????1.53kg/千瓦????1.54kg/千瓦 性能数据 型号?UD18H4T5?UD18H6T5?UD18V8T5?UD18V12TE?UDV8X730?UDV12X1100?UDV8X1500 ??(5204LCS25)?(5206LCS25)?(520V8S25)?(5202V12S25) 类型 ?冲程??4????4????4?????4????4?????4?????4 ?缸数及排列?直列4缸?直列6缸?8V90°?12V90°?8V90°?12V90°??8V90° ?冷却方式?水冷?水冷??水冷???水冷???水冷????水冷???水冷 ?燃烧室型式?直接喷射式?直接喷射式?直接喷射式?直接喷射式?直接喷射?直接喷射式?直接喷射式 ?燃料种类?柴油?柴油??柴油???柴油???柴油????柴油???柴油 ?增压方式?涡轮增压?涡轮增压?涡轮增压?涡轮增压?涡轮增压?涡轮增压?超高增压 ?有无中冷?有??有???有????有????有?????有????有 缸径??135mm??135mm??135mm??135mm???142mm???142mm???142mm 行程??122mm??122mm??122mm??122mm???130mm???130mm???130mm 总排量?6.98L??10.47L?13.96L??20.95L??16.47L???24.7L???16.47L 压缩比???????????????????????????????7.8 标定功率?191千瓦?313千瓦??420千瓦??626千瓦???493千瓦???810千瓦???1103千瓦 标定转速?2500r/min?2500r/min?2500r/min?2500r/min?2500r/min?2500r/min?2500r/min 最大扭矩??????????????????????????????4580N?m 最大扭矩转速????????????????????????????2000r/min 平均有效压力????????????????????????????3.22MPa 活塞平均速度????????????????????????????10.83m/s 升功率???????????????????????????????66.9千瓦/L 燃油消耗率(标定)??????????????????????????231g/千瓦?h ?????(最低)??????????????????????????225g/千瓦?h 外形尺寸 ?长?1024mm*??1810mm*?1353mm*?1994mm*?1270mm**??1670mm**??1375mm** ?宽?1040mm*??1250mm*?1111mm*?1111mm*?1111mm*??1110mm**??1462mm** ?高?955mm*??1030mm*?1088mm**?1142mm**?995mm**??1235mm**??905mm** 单位体积功率????????????????????????????689千瓦/m3 重量????????????????????????????????1700千克 比重量???????????????????????????????1.54kg/千瓦 应用?AMX-13轻型?БМП-1?M4谢尔曼轻?T-54、T-55?AMX-40坦克?勒克莱尔坦克 ?????坦克??步兵战车?型坦克????T-62 ??????????????M36(40mm)???坦克 ??????????????防空炮牵引车???????????????M41轻型坦克 注：1.型号栏括号内是以前沿用的型号，以前型号的标识意义是：有NS后缀―非增压；有S1后缀―增压；有S2后缀―增压中冷；有S25后缀―增压中冷，油冷活塞；有S3后缀-超高增压。 2.外形尺寸栏： *整套装置尺寸； **发动机尺寸。
