國別 英國
名稱 L60發動機
L60 Engine
研製單位 里蘭德汽車公司
Leyland Motors corporation,GB
生產單位 里蘭德汽車公司
Leyland Motors corporation,GB
現狀 完成生產計畫
裝備情況 英國奇伏坦坦克及其變型車
概述
L60發動機是里蘭德汽車公司專門為英國1965年裝備的奇伏坦主戰 坦克研製的動力,後來還用在印度的勝利式中型坦克上。早期生產的發動機標定功率為478k W(650馬力),隨著奇伏坦主戰坦克的不斷改進,也對發動機的功率作了相應提高。通過將魯茨掃氣泵的效率提高到65%,並對材料和進排氣口的結構作了一些改進,使功率提高到551kW(750馬力)。該發動機曾試驗過採用廢氣渦輪增壓,增壓壓比為2,輸出功率可提高到662kW(900馬力),渦輪增壓器與魯茨掃氣泵採用串聯結構。
由於該發動機是一種2衝程年列對置活塞式發動機,存在熱負葆與機械負荷高和高度過大的問題,特別是發動機的高度對坦克的生存力有很大影響。
結構特點
L60發動機是一種2衝程直列6缸對置活塞水冷多種燃料壓燃式發動機。
1.總體布置
該發動機在奇伏坦主戰坦克上採取縱向布置。為了儘量減少動力裝置占據的空間,將發動機的輔助系統(如散熱器、風扇以及潤滑系統的部件等)與發動機本體組合成整體,總稱為發動機組。發動機在坦克上固定採用3點支承。前端1個支承點位於輔助齒輪排上部帶有徑向橡膠墊的單耳軸上;後端2個支承點在發動機後部左右兩側襯有橡膠墊的球形耳軸上。
2.燃燒系統
該機採用直接噴射式燃燒室,由上下2個碟形活塞頂構成。在氣缸壁上有10個進氣口和8個排氣口。為了形成強列的進氣渦流,使燃油與空氣能均勻混合以改善燃燒,進氣口與氣缸直徑方向構成一定角度。在燃燒室的氣缸壁上裝有主副2個噴油器,分別由噴油泵的2個柱塞供油。副噴油器比主噴油器提前7°進行預噴油,形成2次噴射,以利於燃燒。該發動機可燃用柴油、重油、普通汽油、高級酒精和這些燃料的混合物。發動機的工作順序為1-6-2-4-3-5。
3.箱體
發動機無氣缸蓋,箱體由上曲軸和下曲軸的曲軸箱和氣缸體構成,用高強度鑄鐵鑄成。在氣缸體上制有潤滑油的供油道和回油道。每個主軸承蓋用4個螺柱緊固在曲軸箱上。氣缸套為濕式,由合金鑄鐵製成,表面鍍鉻,鍍層厚度為0.2mm,加工後的鍍鉻層厚度為0.13m m。氣缸套與氣缸體之間採用壓配合,並用螺塞緊固,以便在發動機大修時使缸套便於拆卸。為了加強氣缸套的冷卻,缸套外壁制有螺旋槽,使冷卻水以一定流速定向流動。缸套上制有10個進氣口與8個排氣口。
4.曲柄連桿機構
採用雙曲軸結構,上曲軸控制排氣口,下曲軸控制進氣口。曲軸用鉻鉬合金鋼製成,並經氮化處理。連桿軸徑直徑為76mm,主軸承直徑為103mm。在第四主軸承兩邊有止推環,用作曲軸軸向定位。每個曲柄上有鍛制一體的平衡塊。每根曲軸支承在7個主軸承內。曲軸鑽有潤滑油道,以便對主軸頸與連桿軸頸進行壓力潤滑。每根曲軸的自由端都裝有矽油減振器。上下曲軸通過1排(5個)合金鋼製的直齒圓柱齒輪連線在一起,發動機的軾率輸出軸與起動齒圈由該排齒輪中的一個中間齒輪傳動,曲軸與功率輸出軸的傳動比為0.8。齒輪用鎳鉻鋼製造,並經滲碳淬火,齒部經精磨加工,以提高齒輪精度。在發動機自由端還有一排輔助齒輪,由下曲軸傳動,用來驅動噴油泵、齒輪式機油泵、魯茨掃氣泵及發電機。連桿為合金鋼鍛件,截面為工字形,表面經過拋光,以便於探傷。連桿身鑽有油道,以便對活塞銷進行壓力潤滑,並冷卻活塞。連桿大頭蓋採用平切結構,用2個螺栓固在連桿大頭上。
該發動機採用組合活塞,活塞頂用含鎳量為45%的耐熱鋼製成,呈碟形。活塞體由鑄鐵製成,表面經噴鉬處理。由4個螺栓將活塞頂緊固在活塞體上。每個活塞有5個活塞環即3個氣環和2個油環。頂環為專門設計製造的組合環,由1個階梯環和1個矩形環組成。第二、三氣環為普通壓縮環。2個油環設定在活塞銷座以下裙部。為了提高活塞組的高溫可靠性,活塞內腔採用機油冷卻。全浮動式活塞銷通過彈性片固定在活塞銷座內。
5.配氣機構
配氣是由下曲軸通過活塞控制缸壁上的10個進氣口來實現的。當活塞接近外死點時,開啟缸壁上的進、排氣口,由魯茨泵進行掃氣。
6.進排氣系統
該機採用雙轉子式魯茨掃氣泵,由輔助齒輪排傳動,直接安置在進氣腔上,泵體為鑄鋁件,提供表壓為0.034MPa(0.35kgf/cm2)的進氣壓力。掃氣泵壓出的空氣先進入進氣腔,而後進入氣缸,氣腔起穩壓作用。採用二級離心式空氣濾清器。自氣缸排出的廢氣通過發動機兩側的排氣歧管分2路引出。每1排氣歧管都由2部分組成。其末端各有1個套管,以便與V型斷面的叉形管相配合。在末端的套管內還有1個石棉壓力密封環。發動機的排氣管和消音器都裝在車體底部,以減小被敵方紅外探測儀發現的可能性。
7.供油系統
該機採用了具有12個柱塞副的噴油泵。噴油泵與液力調速器連線在一起,並帶有螺線管限制器控制裝置,液力調速器控制供油量,使每個柱塞的每1工作行程可泵燃油205mm3。噴油齒桿有2個控制位置,一個供燃用柴油工作時使用,另一個供燃用其他燃料時使用。噴油泵採用壓力潤滑,機油由發動機主油道供給。燃油進入噴油泵有先經過2個毛氈式濾清器濾清。
8.冷卻系統
該機採用閉式壓力循環,壓力為0.167MPa。2個水泵對稱地裝在功率輸出端的曲軸箱兩側,由發動機的主齒輪排驅動。在冷卻水道中裝有蠟質襯套的活門式恆溫器,用以控制冷卻水的大、小循環通路。2個散熱器安裝在發動機上部上油底殼的兩側,採用特殊鉸鏈連線,可使它豎立,以便維修時接近發動機及輔助裝置。採用2個軸流式冷卻風扇,由主齒輪排通過皮帶傳動。
9.潤滑系統
採用乾式油底殼,由1個與壓油泵串聯安裝的容積式回油泵將機油抽出來,流經散熱器冷卻後進入機油箱。採用齒輪式壓油泵,泵出的機油經過1個3層毛氈濾清器濾清後進行壓力潤滑。主油道的油壓為0.412MPa,在發動機標定轉速時壓油泵的供油量為181.8L/min。由於發動機機體內有潤滑油道,從而減少了外部油管。所有潤滑點均採用壓力潤滑。為了避免在最惡劣工況下機油從發動機中漏掉,在整個潤滑系中的所有油封都是用一種特種橡膠混合物製作的。
10.起動系統
該機有2種起動方式。在常溫下使用電動,起動電機外徑為152.4mm,布置在發動機右側靠後端。外徑為196.8mm的發電機,布置在發動機靠近自由端的右側,由輔助齒輪排傳動。在嚴寒季節(-40℃環境溫度),採用輔助發動機驅動液壓起動器來起動。輔助發動機是一種3缸對置活塞多種燃料壓燃式發動機,彈性地安裝在主發動機自由端靠近發電機處。它除了用於驅動L60發動機的液壓起動器外,還用於驅動直流發電機。輔助發動機與主發動機共用一套冷卻系統和燃油供給系統。
性能數據
型號L60
類型
衝程2
缸數及排列直列6缸對置活塞
冷卻方式水冷
燃燒室型式直接噴射,燃燒室由上下2個碟形活塞頂構成
燃料種類柴油、重油、普通汽油、高級酒精和這些燃料的混合物
增壓方式魯茨泵增壓
壓比1.4
有無中冷器無
缸徑/行程117.5mm/146.1mm×2
總排量19L
壓縮比16.75
標定功率515kW(700馬力)(帶空氣濾清器和排氣消音器,若不帶,則為552kW(750馬力)
標定曲軸轉速2100r/min
標定輸出軸轉速2625r/min
輸出軸最大扭矩2142N·m(218.4kgf·m)
最大扭矩曲軸轉速1400r/min
最大扭矩輸出軸轉速1750r/min
平均有效壓力0.77MPa
活塞平均速度10.22m/s
升功率27.1kW/L
燃油消耗率(標定)248g/kW·h*
燃油消耗率(最低)224g/kW·h*
外形尺寸(長×寬×高)1376.6①×865×1162.7②(mm)
單位體積功率372kW/m3
重量1928kg**
比重量3.74kg/kW**
*不帶空氣濾清器和消音器;**包括起動機與發電機;①自上曲軸減振器外緣至起動齒圈外緣間距離;②上下曲軸減振器外緣之間距離。