裝甲車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)智能化控制冷卻系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)探討

劉可琴 劉福生 蘇亞鵬

摘要：習(xí)近平總書(shū)記在十九大報(bào)告中強(qiáng)調(diào)，我國(guó)的國(guó)防和軍隊(duì)建設(shè)正站在新的歷史起點(diǎn)上，要全面推進(jìn)軍事理論現(xiàn)代化、軍隊(duì)組織形態(tài)現(xiàn)代化、軍事人員現(xiàn)代化和武器裝備現(xiàn)代化。發(fā)動(dòng)機(jī)是裝甲車(chē)輛的心臟，在新的時(shí)代背景下，隨著我們對(duì)武器裝備的要求越來(lái)越高，現(xiàn)代化、智能化已經(jīng)成了當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展方向。本文將對(duì)目前國(guó)內(nèi)外裝甲車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)智能化控制冷卻系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行概述，并在此基礎(chǔ)上分析最新的研究成果，對(duì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討，以期對(duì)我國(guó)的武器裝備制造業(yè)和軍隊(duì)國(guó)防建設(shè)有所助益。

關(guān)鍵詞：裝甲車(chē)輛；發(fā)動(dòng)機(jī)；智能化；冷卻系統(tǒng)；發(fā)展趨勢(shì)

一、裝甲車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)智能化冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)介

裝甲車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生大量熱能，如果不能及時(shí)得到冷卻，會(huì)損害發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命和重量，冷卻過(guò)度的話又致使起步的加溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，無(wú)法達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)的使用要求。發(fā)動(dòng)機(jī)智能化冷卻系統(tǒng)不僅可以精確控制發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的水泵、節(jié)溫器、風(fēng)扇等部件的溫度，使裝甲車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)起步時(shí)的加溫時(shí)間被大大縮短，而且還可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命和安全系數(shù)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)智能化冷卻系統(tǒng)對(duì)裝甲車(chē)輛的發(fā)展意義重大。但目前我國(guó)絕大部分的裝甲車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)仍然使用傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)方式，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到精確控制的程度，因此智能化冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是目前擺在我們面前的一道難題。

二、國(guó)內(nèi)外裝甲車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)使用情況

（一）我國(guó)裝甲車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)使用情況

目前我國(guó)絕大部分的裝甲車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)仍然使用傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)方式，即使用曲軸驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和水泵的方式，這種方式存在著諸多弊端。

首先，傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)方式功率損耗大。由于機(jī)械驅(qū)動(dòng)對(duì)于轉(zhuǎn)速的控制性較差，因此很多時(shí)候會(huì)出現(xiàn)水泵與風(fēng)扇消耗的功率遠(yuǎn)超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻所需，從而造成功率浪費(fèi)的情況。雖然目前已經(jīng)出現(xiàn)了液壓驅(qū)動(dòng)這種替代方式，但仍然無(wú)法將風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制在一定的范圍之內(nèi)，因此這個(gè)問(wèn)題仍然沒(méi)有得到徹底解決。

其次，傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)方式可控制性較差，因此存在冷卻不足或冷卻過(guò)度的現(xiàn)象。發(fā)動(dòng)機(jī)既需要防止過(guò)熱，又需要防止因熱量不足而耗費(fèi)大量起步時(shí)的加溫時(shí)間和能耗，但目前的機(jī)械傳動(dòng)方式無(wú)法根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際熱負(fù)荷情況進(jìn)行調(diào)整，因此就可能會(huì)出現(xiàn)氣溫較低時(shí)過(guò)度冷卻造成起步故障，或是發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)荷低轉(zhuǎn)速時(shí)冷卻不夠，致使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，相關(guān)部件的使用壽命和安全系數(shù)受到影響的情況。

（二）發(fā)達(dá)國(guó)家裝甲車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)使用情況

發(fā)達(dá)國(guó)家由于科技水平高，研發(fā)能力強(qiáng)，基本已經(jīng)完成了對(duì)裝甲車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的智能化控制改造。美國(guó)是最先提出智能化控制冷卻系統(tǒng)概念的國(guó)家，主要的技術(shù)構(gòu)想就是通過(guò)對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行智能化控制，使冷卻溫度維持恒定，降低起步時(shí)間，延長(zhǎng)零部件使用壽命，從而降低燃油的消耗。

目前世界范圍內(nèi)在冷卻系統(tǒng)智能化控制領(lǐng)域做的比較好的是德國(guó)的MTU公司，其研發(fā)的冷卻系統(tǒng)具有高溫冷卻和低溫冷卻雙循環(huán)回路，并通過(guò)高低溫的控制方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)出口處的溫度進(jìn)行智能、精準(zhǔn)的控制，例如水溫、進(jìn)氣溫度等。這一冷卻系統(tǒng)的研發(fā)不僅縮小了冷卻系統(tǒng)的整體體積，而且還提高了冷卻系統(tǒng)的精準(zhǔn)度，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定和壽命，也降低了冷卻系統(tǒng)的能耗，在世界范圍內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先水平。

三、我國(guó)裝甲車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)研制進(jìn)展

雖然我國(guó)在裝甲車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)研制方面起步較晚，但通過(guò)科研人員的不懈努力與研究，目前在這一領(lǐng)域也已經(jīng)取得了一些進(jìn)展。目前科研人員已經(jīng)對(duì)柴油機(jī)智能化冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，利用控制高低溫回路中電控水泵的轉(zhuǎn)速，以及電控閥的開(kāi)度對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷均大幅提升時(shí)，冷卻水的溫度得到了合理控制，各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足試驗(yàn)要求，發(fā)動(dòng)機(jī)性能得到了明顯改善。

四、我國(guó)裝甲車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

雖然目前我國(guó)在裝甲車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的智能化控制方面已經(jīng)取得了初步成果，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，未來(lái)仍存在很大的進(jìn)步空間。

一是未來(lái)要對(duì)冷卻介質(zhì)的溫度進(jìn)行精準(zhǔn)控制。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度只有在科學(xué)合理的范圍內(nèi)，才能最大程度發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，延長(zhǎng)其壽命，但在實(shí)際工作中，冷卻介質(zhì)的溫度要跟隨發(fā)動(dòng)機(jī)情況進(jìn)行調(diào)整，因此研發(fā)人員下一步應(yīng)加強(qiáng)對(duì)冷卻介質(zhì)溫度的控制。

二是要對(duì)進(jìn)氣溫度進(jìn)行精準(zhǔn)控制。由于進(jìn)氣溫度的高低會(huì)直接對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率、油耗及功率造成影響。研究表明，進(jìn)氣溫度降低時(shí)油耗也會(huì)隨之下降，但如果溫度過(guò)低將不利于燃油的霧化，使燃燒熱效率下降，反而會(huì)出現(xiàn)油耗上升的情況。因此未來(lái)的冷卻系統(tǒng)智能化應(yīng)通過(guò)對(duì)冷卻水的溫度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)氣溫度的精準(zhǔn)控制，從而使目標(biāo)溫度隨發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作情況發(fā)生變化，保持進(jìn)氣溫度科學(xué)合理。

五、結(jié)語(yǔ)

武器裝備制造能力和水平的高低直接關(guān)系到我國(guó)的國(guó)防和軍隊(duì)現(xiàn)代化建設(shè)。作為軍事智能化發(fā)展的重要環(huán)節(jié)之一，我國(guó)的裝甲車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)智能化控制冷卻系統(tǒng)研發(fā)在起步晚的劣勢(shì)之下仍然取得了一些成果和進(jìn)展，但較發(fā)達(dá)國(guó)家仍有較大差距。未來(lái)要繼續(xù)加大這方面的研發(fā)力度，不斷改進(jìn)工藝技術(shù)，力爭(zhēng)在未來(lái)趕超世界先進(jìn)水平，為我國(guó)的武器裝備制造業(yè)和軍隊(duì)國(guó)防建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

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