德国TBD234V12柴油机
德国 TBD234V12柴油机 TBD234V12 Diesel Engine 道依茨-MWM公司 Deutz-MWM Diesel und Gastechnik,DE 道依茨-MWM公司 Deutz-MWM Diesel und Gastechnik,DE 生产 蒂唐Z50.816H(6×6)等坦克运输车、巴西EE-T1 奥索里约(Osorio)坦克样车
概述 该柴油机原由德国MWM(Motorenwerke Mannheim)发动机公司研制生产。1986年该公司被KHD公司兼并，从而更名为道依茨-MWM公司，位于曼海姆。 该公司在原来MWM发动机公司234民用发动机系列基础上，正在进一步发展满足军用要求的功率提高型发动机，TBD234V12柴油机是该系列柴油机之一。该机已由巴西恩格萨特种工程公司(Eengesa Engenheiros Especialados AG)选用作EE-T1奥索里约坦克的动力。在试验过程中，发动机性能良好，使坦克单位功率达17.5千瓦/t(23.8马力/t)，从0到30千米/小时速度的加速时间为6s 功率提高至735千瓦的TBD234V12是一种4冲程水冷涡轮增压中冷直接喷射式柴油机。装在样车上，在高温地区试验表明工作正常，并已通过了北约(NATO)耐久试验。 结构特点 该柴油机结构较紧凑、维护较简易、燃油经济性较高(发动机热效率为41%)、耐久性较好。所有这些特点，主要是通过合理设计，采用下列结构而取得的。 1.总体布置 发动机两个气缸排呈V型60°夹角排列。从发动机平衡方面讲，12缸机采用60°缸间夹角最有利，因为各缸发火间隔均匀，从而使发动机振动最小。从外形尺寸方面讲，60°缸间夹角使发动机宽度较窄，而且在气缸排的V型夹角内布置了凸轮轴和喷油泵，从而使结构更为紧凑。 2.燃烧系统 该发动机采用直接喷射式有空气涡流的燃烧系统，因而发动机具有较高的燃油经济性，在标定功率600千瓦(816马力)时燃油消耗率为210g/千瓦?h，此值属于国际高速柴油机油耗的下限。每缸有2气门，通过进气口、进气管道和凸轮轮廓的设计，使进气具有很大的涡流速度，还尽量减少进排气流动损失；又估用了与这种进排气系统相适应的高压燃油喷射系统。通过燃烧系统的优化设计，不仅得到了较好的燃油经济性和低噪声的柔和燃烧过程，而且还保证了在标定功率和最大扭矩之间的工况范围，波许(Bosch)烟度值小于1；扭矩储备系数为1.20。在重型民用车辆应用中，发动机最高爆发压力为15MPa(153kgf/cm2)；在减少全负荷使用时间的特殊车辆(军用车辆等)应用中，最高爆发压力为15.9MPa(163kgf/cm2)。 3.气缸盖及气缸垫 采用一缸一盖的分离式缸盖，尽管没有外部加强和支承，缸盖有足够的刚性。每1缸盖通过4个螺栓和上曲轴箱相联接，螺栓预紧力通过不锈钢缸盖垫片和缸套凸缘全部传递到上曲轴箱。 气缸垫是过去MWM发动机公司的专利。为了更好地密封高温高压燃气，气缸垫必须得到充分预紧，因此在该发动机中缸盖螺栓的拧紧力矩比以前发动机的大了1倍。通过足够的螺栓数量，采用高预紧力以及相应的结构措施使有关零部件的应力和应变减至最小。 4.箱体 采用干式曲轴箱。缸盖螺栓在曲轴箱内有较长的螺纹长度，从而使缸套凸缘的整个圆周得到均匀压紧，因此不需要附加垫圈来密封冷却水腔的顶部，而缸套凸缘是装在相应的曲轴箱凹座孔内，于是曲轴箱就形成一个平顶的表面。 缸套上部周围的水腔很窄，其大小是设计优化的结果，既达到冷却水流动效率高的要求，又不发生气穴现象。缸套凸缘支承表面稍稍凸起，可使螺栓拧紧力造成的弯曲负荷减至最小。 由曲轴箱到气缸盖的冷却水通道采用钻孔加工，可减少对曲轴箱体的削弱。由于上曲轴箱的精确设计，提高了缸套防变形能力，从而可减小活塞与缸套间的间隙，得到降低机油消耗率，提高防气穴能力和减少磨损的有利结果。 5.缸套 在缸套凸缘倒角处可能出现相当大的应力集中，特别是由于交替负荷和交变温度导致的拉伸应力可能在该区域造成袭纹。为此采用了具有滚压凹槽半径的缸套结构，使支承缸套凸缘的上曲轴箱进一步减少负荷。 在缸套转角处滚压了有圆角的凹槽，通过滚压加工，一是增加缸套表面硬度，而且由于有预压缩应力，提高了材料的许用拉伸应力；二是使缸套凸缘相对于安装平面稍有倾斜。当倾斜的凸缘压到上曲轴箱水平表面时，附加压缩应力加到倒角上，从而减少了拉伸应力的进一步增加。在缸盖螺栓全部拧紧的情况下，缸套凸缘外缘上的压力要比内径上的低。 6.活塞 采用铝活塞。该发动机通过活塞销孔形状的设计，使活塞销座在最高爆发压力下应力最小，从而减少活塞销座产生裂纹的可能性。在活塞销孔内径上开有侧向凹隙以减小应力。 活塞采用喷油冷却，机油的喷射效率较高。冷却机油流量为5L/千瓦?h。 7.涡轮增压系统 进气管和排气管的结构保证了脉冲增压压力所需要的最佳截面。采用双流道涡轮壳体的涡轮增压器具有较高的总效率，这也是导致该发动机有较高燃油经济性的一个重要因素。发动机共有2个涡轮增压器，每6缸1个。 8.冷却系统 EE-T1奥索里约坦克的冷却系统设计得到英国埃阿斯克罗?豪顿(Airscrew Howden)公司的帮助。冷却系统的体积较小，重量较轻，采用两个混流式风扇。水散热器和机油冷却器分别装在发动机两侧。 9.起动系统 一般情况下冷起动不需要特殊附件。在-30℃环境温度下冷起动只需普通的火焰点火塞和5.4千瓦起动电机就可以了。 型号演变和系列化 MWM发动机公司所生产的大部分车辆发动机是直列型结构，1965年开始研制的D232系列发动机才采用V型结构，单缸排量为1.5L，主要用作船用发动机和固定装置动力，不适于车用。 TBD234V12柴油机所属的234系列发动机是专门为满足汽车要求而研制的，但也可用于泵、压缩机等固定装置和机车车辆。该系列发动机有V6、V8、V12等3种非增压发动机和V6、V8、V12和V16等4种涡轮增压中冷发动机，在比D232系列发动机尺寸和重量增加不多的情况下，发动机的功率范围提高到100～900千瓦，从而提高了单位体积功率，降低了比重量。从下表可看到234系列发动机在各种应用中的输出功率。 为了使234系列发动机适合在装甲车辆上安装和使用，可以对发动机进行如下改进：改用干式油底壳；安装新的涡轮增压系统；采用由齿轮传动(代替V形皮带传动)的辅助动力装置；重新设计发动机支承结构以适应较高加速度导致的冲击力。 234系列发动机输出功率 型号?????????D234V6?D234V8?D234V12?TBD234V6?TBD234V8?TBD234V12?TBD234V16 气缸数?????????6????8????12????6????8????12????16 总排量L????????10.8??14.4???21.6???10.8??14.4???21.6???28.8 应用类型??转速r/min????输出功率千瓦 无限制连续工 作，如泵、压缩 机、钻探设备等?1500?104???140????208???191???255???383????510 ????????1800?123???164????246???227???303???455????606 ????????2100?137???183????274???250???333???500????666 间歇工作，在6h内供 应功率1h，交替工作， 如起重机、挖土机等?1500?115?154????230???210???281???421????562 ????????1800?135???180????271???250???333???500????666 ????????2100?150???201????301???275???367???550????734 ????????2300?157???210????315???286???382???573????764 铁路机车????1800?135???180????271???240???320???480????640 ????????2100?150???201????301???264???352???528????704 ????????2300?157???210????315???275???367???550????754 汽车，如运输车、全 地形车、吊车、扫雷 车、消防车等??2100?154???206????309???290???387???580????774 ????????2300?166???221????332???300???400???600????800 特种车辆，如 坦克??????2300?????????????????????????735 性能数据 型号??????TBD234(TBD834) 类型 ?冲程?????4 ?缸数及排列??12V60° ?冷却方式???水冷 ?燃烧室型式??直接喷射式 ?燃料种类???柴油 ?增压方式???涡轮增压 ?有无中冷???有 缸径/行程????128mm/140mm 总排量?????21.6L 压缩比?????15 标定功率????735千瓦 标定转速????2300r/min 最大扭矩????＞3500N?m 最大扭矩转速??1500r/min 平均有效压力??1.77MPa 活塞平均速度??10.7m/s 升功率?????34.5千瓦/L 燃油消耗率(标定)?210g/千瓦?h 燃油消耗率(最低)?200g/千瓦?h 外形尺寸 ?长??????1770mm ?宽??????910mm ?高??????995mm 单位体积功率??459千瓦/m3 重量??????1567kg 比重量?????2.13kg/千瓦
