國別 聯邦德國
名稱 MT880系列發動機
聯邦德國MT880系列發動機MT880 Series Engine
研製單位 MTU腓德烈斯哈芬公司
Motoren-und Turbinen-Union Friedrichshafen GmbH,DE
生產單位 MTU腓德烈斯哈芬公司
Motoren-un d Turbinen-Union Friedrichshafen GmbH,DE
現狀 完成研製
裝備情況 MT883為聯邦德國第三代主戰坦克候選發動機
概述
該系列是MTU公司繼MB837系列、MB870系列後，從1970年開始研製的最新一代戰車發動機系列。由於前兩種系列發動機均不能很好地滿足20t以下的裝甲人員輸送車和其他低重量等級戰車的功率要求，因此公司發展MT880系列的主要意圖是一種系 列發動機滿足聯邦德國從坦克和重型戰鬥車輛到輕型戰車的全部動力需要。整個系列包括4、5、6缸直列型和6、8、10、12缸V型共7種機型，功率範圍為360～1103kW，單缸功率已達92kW(125馬力)。與MB837和MB870系列相比，該系列具有更高的單位體積功率，更好地扭矩特性和燃油經濟性；雖然提高了轉速，但由於減小了行程，所以活塞平均速度還有所降低；儘管平均有效壓力有所提高，但還較保守，仍有提高的潛力。尤其是基本型12缸MT883受到了國際上關注。
MT883發動機於1976年開始研製，原型機於1979年首次問世。該機已列入聯邦國防部(BMVG)和聯邦國防技術與採購局(BWB)部件發展計畫。1985年秋MTU公司和美國通用汽車(GM)公司簽訂了許可證生產協定，計畫將該機用於M1坦克改進型(作替換動力)、RV90搶救車、一種動力裝置前置的主戰坦克、一種水陸兩用戰車。巴西、以色列等國也考慮採購。該柴油機的單機價格約20萬美元。
該機第一台樣機的轉速為3000r/min，功率為900kW(1224馬力)。單制裁機試驗表明，轉速可提高到3300r/min，單缸功率達100kW，平均有效壓力1.8MPa，預計12缸機在3300r/min時最大輸出功率可達1380kW(1877馬力)，比重量約為1kg/kW(0.7kg/馬力)，單位體積功率約為1366kW/m3。單缸機運轉時間現已達2000h，12缸機已運轉1000h。到1988年為止，總共生產了6台預燃室MT883發動機。以後又製造了一些直接噴射式燃燒室MT883發動機，首批3台已用於各種改進試驗。1989年在美國第三階段改進型M1坦克的HFM通用底盤(HFMCC)上完成了美國陸軍坦克機動車輛局(TACOM)進行的280h試驗。
為了進一步提高發動機的性能，MTU公司正在深入研究如隔熱以減少散熱量、提高冷卻系統性能、改善燃燒過程、電子控制等有關技術。
該系列發動機的設計原則可以歸納為：晝採用普通材料和常規秤工藝，將傳綿設計經驗和先進的設計方法相結合，最大限度地減小發動機外形尺寸，保持高的結構緊湊性以滿足軍用發動機高單位體積功率要求；不盲目追求設計參數高指標，如活塞平均速度還保持14m/s，小於MB873Ka-501發動機的15.2 m/s；通過提高平均有效壓力以提高發動機功率，但MT883的平均有效壓力較歐洲和美國的同功率級發動機的低很多，這對保證發動機工作可靠和具有提高功率潛力而言是有很重要意義的。
在上述設計原則指導下研製的MT883發動機以高單位體積功率在世界坦克發動機中稱著。發動機本體的安裝體積為1.04m3，由發動機、傳動裝置和冷卻系統組成的整個動力裝置的體積為4.53m3，如果再加上1000L燃油，動力裝置的總體積約為5.53m3，而M1坦克AGT-1500燃氣輪機動力裝置的總體積為8.4m3。該系列橫截面積比MB870系列的減小約30%。
結構特點
1.總體布置
MT883的總體布置相似於它的前驅，在氣缸排呈V型9 0°夾角排列的發動機輪廓尺寸內，合理布置附屬檔案，不過在附屬檔案的具體安排上，位置有所變 化。隔熱的排氣管位於V型夾角之內側，進氣管位於外側，因而發動機外側溫度較低，便於發動在車內任何位置上安裝。單體噴油泵裝在進氣側兩氣缸之間，由整體凸輪軸驅動，充分利用了空間也縮短了高壓油管長度。在V型夾角內還安裝了起動電機、濾清器。鋁製的油、水散熱器與裝在曲軸箱一側的機油箱都安裝在發動機輪廓尺寸內。
2.燃燒室
開始採用預燃室式，繼而進行了改用直噴式燃燒室的研究，標定功率下的燃油消耗率從用預燃室式的240g/kW·h減少到220g/kW·h，最低燃油消耗率從222g/kW·h降到206g/kW·h，在冷卻液中的散熱量減少了15～20%，從而可減小冷卻系統尺寸和減少風扇消耗的功率。
3.氣缸蓋
採用一缸一蓋。缸蓋材料由鋁合金改為灰鑄鐵。每缸有4個氣門(2個排氣門、2個進氣門)，有3根短推桿推動氣門，其中兩根驅動排氣門的單搖臂，另一根驅動進氣門的雙搖臂，這種結構使配氣機構的高度降低。
4.箱體
系鑄鋁件，由於設計了新型曲軸和連桿，曲軸箱尺寸較小。為了降低發動機高度，採用扁平的乾式油底殼。主軸承蓋由鍛鋼製造，用斜螺釘緊固。傳動箱是單獨的，裝在發動機飛輪端。
5.曲柄連桿機構
採用整體曲軸，曲軸較短，平衡重半徑很小，全部表面進行機械加工並經感應淬火。曲軸兩端都可輸出功率。
活塞頂部採用鍛鋁材料製造，通過電子束焊接與活塞下部形成整體。活塞內有環形冷卻油道，外有2個氣環，1個油環，沒有鑄鐵鑲圈，由噴嘴進行噴油冷卻。
連桿桿身斷面呈一字形而不是傳統的"I"字形，以減小發動機長度和重量，也是相應於發動機轉速提高而導致的結構措施。
6.渦輪增壓系統
為克服高增壓發動機在低負荷工況下因加速而反應滯後的缺點，MTU公司採用了下述技術措施：
(1)採用可變截面渦輪增壓器 渦輪的導向葉片是可調的。壓氣機葉輪采和後彎式葉片。ZR14型渦輪增壓器在MT883上試驗時得到良好的結果，在部分負荷下，可降低燃油消耗率8g/kW·h左右；在一種模擬汽車慣量的特種試驗台上試驗，發動機從惰轉加速到標定轉速的時間縮短了11%。
(2)採用陶瓷材料燃燒系統的有關零部件如氣門噴塗陶瓷層，氣缸蓋內排氣道已進行隔熱試驗，正在研製陶瓷葉輪，以減小渦輪轉子系統的慣量。
(3)可加裝輔助燃燒室系統(Brenn Kammer System,BKS)如要求發動機在低負荷工況下加速，輔助燃燒室可向渦輪提供附加燃氣能量，從而保證要求的壓氣機轉速以獲得足夠的增壓壓力。該燃燒室的空氣由壓氣機供給，燃油從單獨設定的燃油泵輸入。BKS系統僅在發動機需要加速時使用，在起動和標定工況下不工作。該系統於1976年第一次在裝MB873Ka-500發動機的豹2樣車上試驗，結果表明，發動機扭矩可增加80%，但燃油消耗率亦相應增加。
該系列發動機還採用了電子監控系統，能進行油泵定時噴油控制和隨空氣壓力與冷卻水溫度而變化的燃油量最佳控制。該系統是MTU公司發展的數字式動力管理系統的一部分，能改善發動機排放等工作性能，並為發動機有效起動、迅速承受負荷和提高加速性創造了條件 。
在該系列發動機中完全取消了MTU公司其他發動機上採用的橡膠管、軟管和傳動皮帶等撓性管而改用金屬管和齒輪傳動機構，並實現了油管、水管的內藏化。
結構演變和系列化
該系列從單缸機開始研製，先製成12缸多缸機MT883。8缸MT881發動機採用渦輪增壓，功率為735kW(1000馬力)，準備作為聯邦德國新型155mm自行榴彈炮動力。
MT883自研製以來重大的結構變化可歸納為：缸徑從140mm增加到144mm，行程從136mm增加到140mm，從而增加了發動機單缸排量；轉速從3000r/min增加到3200r/min，後又降為3000r/min；燃燒室從傳統的預燃室改為直接噴射式。
柴外還採用有斜度的連桿小頭；發電機功率從20kW提高到22.5kW；發電機的傳動裝置中安裝了液力聯軸器，使發動機起動時可不帶動發電機以減小慣性負荷。
該系列發動機的零部件通用性程度比MB870系列有了提高，同系列的發動機間90%的零部件可以通用。
性能數據
型號MT883新MT883
類型
衝程44
缸數及排列12V90°12V90°
冷卻方式水冷水冷
燃燒室型式預燃式直接噴射式
燃料種類柴油、航空煤油柴油、航空煤油
增壓方式渦輪增壓渦輪增壓
有無中冷有有
缸徑/行程140mm/136mm144mm/140mm
總排量25.1L27.4L
壓縮比1614.5
標定功率1103kW1103kW
標定轉速3200r/min3000r/min
最大扭矩3296N·m
最大扭矩轉速1900r/min( 估計)
平均有效壓力1.65MPa1.62MPa
活塞平均速度14.5m/s14.0m/s
升功率44kW/L40.3kW/L
燃油消耗率(標定)240g/kW·h220g/kW·h
燃油消耗率(最低)222g/kW·h206g/kW·h
外形尺寸
長1505mm1684mm**1676mm*
寬950mm950mm
高680mm650mm***
824mm*
單位體積功率1135kW/m31060 kW/m3
841kW/m3
重量(乾重)1650kg1650kg
比重量1.5kg/kW1.5kW
*包括局部突出；**包括渦輪增壓器尺寸；***不包括渦輪增壓器尺寸。
〔MT880 系列發動機(預燃室)主要技術參數〕直列發動機V型90°發動機
型號MT884MT885MT886MT880MT881MT882MT883
缸數直列4直列5直列66V8V10V12V
總排量8.4L10.5L12.6L12.L16.7L20.9L25.1L
缸徑/行程140mm/136mm
轉速3200r/min
功率367kW460kW551kW551kW735kW919kW1103kW
平均有效壓力1.65MPa
活塞平均速度14.5m/s
安裝體積0.53m30.63m30.7m30.67m30.8m30.88m30.98m3
發動機乾重800kg940kg1050kg1010kg1220kg1430kg1650kg
