伍賽特

(上海汽車集團股份有限公司，上海 200438)

0 引言

近年來，為適應國防戰(zhàn)略和軍事轉型需要，對裝甲車輛動力系統(tǒng)提出了較高的技術要求，重點發(fā)展能滿足輕量化、高機動、快速部署武器平臺需求的高緊湊推進系統(tǒng)。因而促使了裝甲車輛動力傳動技術的迅猛發(fā)展，對軍事理論和裝甲車輛的未來發(fā)展產(chǎn)生了深遠影響[1]。

1 裝甲車輛動力傳動技術概述

1.1 總體概況

動力傳動技術是研究發(fā)動機、傳動裝置及輔助系統(tǒng)一體化設計和一體化控制，以減小無效空間、縮小體積、降低能量損失等為目的的相關技術，是實現(xiàn)裝甲車輛輕量化、快速化和高能化的核心技術之一。

1.2 動力技術

動力技術是指將石油等燃料的化學能轉變?yōu)闄C械能的相關技術。從燃料能量密度、熱功轉換效率和使用安全性等方面綜合考慮，裝甲車輛動力系統(tǒng)基本使用輕質柴油作為燃料。通常要求動力具有功率強勁、結構緊湊、使用可靠等特點，高強化柴油機具有“高緊湊性、高可靠性、高經(jīng)濟性和低散熱量”的“三高一低”特點[2]。未來裝甲車輛動力將以體積和重量大幅度減小為特征，向著高功率、高效率、智能化、多種能量輸出型式方向發(fā)展。

1.3 傳動技術

傳動技術是指將動力產(chǎn)生的能量傳遞給驅動輪，改變車輛行駛速度、行駛方向和牽引力的相關技術。傳動裝置將液力元件、液壓元件、變速機構、轉向機構等部件功能集成，是實現(xiàn)陸基平臺快速機動的核心部件，目前有機械傳動、液力機械傳動、電傳動、液壓傳動等主要形式?，F(xiàn)代裝甲車輛傳動是集機、電、液于一體，涵蓋傳動總體變速、電液操縱、綜合控制等技術的復雜產(chǎn)品[3-4]。

1.4 動力傳動輔助

動力傳動輔助技術是在有限空間內，確保動力傳動裝置在各種氣候和環(huán)境條件下能夠高效工作的相關技術[5]。動力傳動輔助系統(tǒng)主要由動力傳動裝置安裝、冷卻系、潤滑系、空氣供給系、燃油供給系、排氣系、壓縮空氣系、加溫系等多個子系統(tǒng)組成。其主要關鍵技術是散熱技術、空氣過濾技術以及風機技術。

2 裝甲車輛動力傳動技術國內發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 總體概況

我國裝甲車輛動力傳動總體技術發(fā)展歷程與國外類似，也經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，第一階段是獨立部件分立安裝；第二階段是動力傳動裝置整體吊裝；第三階段是動力傳動裝置集成化設計。

2.1.1 一體化設計技術

以整車總體指標和布局為約束，以最大限度提高體積功率密度為目標，采用自上而下的頂層設計思想，在緊湊、高效和最大限度利用組合結構前提下，將動力、傳動和輔助系統(tǒng)等進行綜合集成和系統(tǒng)優(yōu)化，實現(xiàn)了系統(tǒng)集成、一體化潤滑、一體化熱量管理和整體吊裝，滿足了裝甲車輛對主動輪功率密度的要求、

以降低功率損耗為目標，建立功率流、熱流、能量流、信息流、機械能與電能響應特性、系統(tǒng)傳遞效率等數(shù)學模型，通過仿真分析，確定了系統(tǒng)匹配參數(shù)，實現(xiàn)了各系統(tǒng)優(yōu)化匹配，滿足了裝甲車輛對全域機動性的要求。

以改善乘員作戰(zhàn)環(huán)境、提升持續(xù)作戰(zhàn)能力為目標，在綜合分析動力傳動總成產(chǎn)生激勵因素的基礎上，建立了動力傳動總成系統(tǒng)模型，應用多自由振動解耦方法，實現(xiàn)了動力傳動總成減振降噪，滿足了裝甲車輛對NVH性能的要求。

2.1.2 一體化控制與能量管理技術

以推進系統(tǒng)總體約束為依據(jù)，通過對多任務、多對象、多能源的實時協(xié)同控制技術研究，確定各子系統(tǒng)能量需求和控制指標，建立了一體化控制系統(tǒng)總體構架，實現(xiàn)了動力傳動的一體精確控制。

以提升裝甲車輛動力性和經(jīng)濟性為目標，通過對各系統(tǒng)工作機制和功率匹配需求的研究，確定推進系統(tǒng)能量流表征模型，建立了基于任務優(yōu)先級的各子系統(tǒng)功率需求策略、基于穩(wěn)態(tài)和動態(tài)分層解耦控制的多能量源管理策略、基于電池充電狀態(tài)和效率特性的制動回饋控制策略，實現(xiàn)了在可用能量源輸出功率范圍內的電功率平衡。

以擴展性、可調試性、維護性和可靠性為目標，研究確定了軟/硬件系統(tǒng)架構，建立了系統(tǒng)控制數(shù)學模型，通過控制策略仿真調試以及系統(tǒng)評估，實現(xiàn)了對一體化控制和能量管理控制策略驗證和完善。

以健康管理為目標，通過故障模式、狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷拓撲結構等研究，建立了故障診斷控制策略，實現(xiàn)了整車狀態(tài)管理與故障預測通過上述技術的研究，我國裝甲車輛動力傳動總體技術水平有了大幅度的提升，并跨入自主研發(fā)階段，為我國裝甲車輛的發(fā)展提供了具有自主知識產(chǎn)權的技術支持[6]。

2.2 動力技術

我國裝甲車輛動力基礎是20世紀50年代引進的150柴油機，作為第一代坦克動力。走過了50多年獨立發(fā)展道路，成功開發(fā)了廢氣渦輪增壓技術，發(fā)展了第二代坦克動力。在此基礎上，進一步提高增壓程度，采用中冷技術，研制出了第三代坦克柴油機。

132系列柴油機(含V6和V8兩種機型)，在民用柴油機基礎上，通過對各系統(tǒng)全面改造，研發(fā)出了8V132柴油機，實現(xiàn)了性能的大幅度提升。110缸徑的系列柴油機，針對高功率密度柴油機研發(fā)亟待解決的性能和結構問題，重點開展了高緊湊柴油機總體設計、高壓供油、快速混合燃燒、高壓比增壓器、綜合電控和結構可靠性等關鍵技術攻關。

在新型動力研究領域，先后開展了液壓自由活塞發(fā)動機、活塞與渦輪組合發(fā)動機、雙對置車用動力單元、直線電機式自由活塞動力等先期探索和應用基礎研究，取得了原理上的突破。

2.2.1 總體設計技術

以總體指標和布置為約束，以最大限度提高體積功率密度為目標，采用頂層設計理念，通過關鍵參數(shù)對整機結構影響研究，優(yōu)化了高功率密度柴油機總體布局，建立了集成化設計方法，實現(xiàn)了柴油機高緊湊和輕量化設計；以提高柴油機總體性能為目標，通過對循環(huán)、增壓、供油、燃燒和傳熱等規(guī)律硏究，建立了高功率密度柴油機總能系統(tǒng)循環(huán)優(yōu)化模型和循環(huán)控制方法。

2.2.2 高壓共軌系統(tǒng)技術

以提高噴油壓力、增加噴油量為目標，依據(jù)高轉速、大供油量和緊湊布局要求，采用反射腔與下置式電磁閥相結合的技術方案，實現(xiàn)了噴射壓力、循環(huán)噴油量、噴射持續(xù)期性能指標的提升；研發(fā)了具有機油潤滑的徑向3柱塞高壓變量泵，滿足了高壓共軌系統(tǒng)對高壓變量泵供油壓力、供油量的性能要求。

2.2.3 高密度燃燒系統(tǒng)匹配技術

以低過量空氣系數(shù)，實現(xiàn)高密度快速燃燒為目標，通過開展油、氣、室多參數(shù)匹配研究，對燃燒室結構參數(shù)、噴油器噴孔結構參數(shù)、換氣過程關鍵影響參數(shù)等進行了多方案試驗硏究，發(fā)展了高密度燃燒理論，提出了燃燒系統(tǒng)優(yōu)化方案。

2.2.4 多模式兩級可調增壓技術

以高壓比、寬流量范圍柔性可調為目標，開展了兩級增壓系統(tǒng)與發(fā)動機匹配、不同方案調節(jié)閥流量特性及對系統(tǒng)效率影響硏究，探索了高增壓非定常流動下壓氣杋跨聲速流動杋制和渦輪強波渦流動杋制，發(fā)展了高増壓非定常流動理論，提岀了増壓器擴穩(wěn)増效控制方法。

2.2.5 綜合電子管理系統(tǒng)技術

以滿足高功率密度柴油機高轉速、高性能控制需求為目標，通過采用層模設計技術，開展了系統(tǒng)資源優(yōu)配和功能模塊優(yōu)化設計，構建了層次化、模塊化的軟件架構；針對高壓共軌燃油系統(tǒng)，開展了軌壓精細化控制研究，設計了軌壓雙閉環(huán)控制策略，優(yōu)化了油氣協(xié)同控制策略；完成了控制平臺開發(fā)，實現(xiàn)了電磁閥驅動電壓≥80 V、電流上升時間≤0.5 ms的技術指標，具備了部分工況下每循環(huán)≥3次的噴射控制能力。

2.2.6 高載荷結件及高速運動件技術

以提高柴油機高溫、高速、重載結構件和運動件可靠性為目標，建立了高功率密度柴油機燃燒室結構件與運動機構力/熱傳遞模型、高應力結構熱—機疲勞損傷模型，發(fā)展了非穩(wěn)態(tài)薄膜潤滑理論，提岀了高功率密度柴油機高溫高速重載摩擦副磨損控制方法、燃燒室結構件疲勞損傷抑制方法、組合結構匹配及協(xié)調控制方法。實現(xiàn)了高載荷結構件及高速運動件可靠性的提升。

2.3 傳動技術

2.3.1 液力機械綜合傳動技術

液力機械綜合傳動技術主要由高效機械傳動、液力傳動、液壓傳動等形式，集結構設計、潤滑與密封、信息采集、電子控制等多種技術于一體，實現(xiàn)了裝甲車輛的動力換擋無級轉向、自動操縱、風扇自動調速等功能。

建立了總體方案多參數(shù)匹配、高功率密度結構集成與優(yōu)化、復雜工況動態(tài)性能預測設計方法，開發(fā)了覆蓋車重14～55 t，4個系列的12種液力機械綜合傳動裝置產(chǎn)品。

2.3.2 電傳動技術

軍用電傳動車輛一般利用內燃機和動力電池組等儲能裝置混合提供能量，由多個電機或機電復合傳動裝置驅動車輛行駛，主要有雙側電機驅動、機電復合傳動、輪轂電機驅動等形式[7-8]。

通過裝甲車輛電傳動系統(tǒng)總體設計、性能優(yōu)化、功率耦合、高功率密度電機及控制、綜合控制等研究工作，完成了履帶車輛電傳動樣機的試制、臺架和道路試驗。突破了電傳動總體設計與性能匹配、大功率驅動電機及其控制、多功率流優(yōu)化、綜合控制等關鍵技術，研制了多種功率等級的電傳動樣機，基本滿足了輕、中、重型裝甲車輛電傳動裝備需求[9-10]。

2.3.3 變速技術

變速技術包括多自由度變速方案設計、高線速度摩擦元件設計和高PV值動密封設計等關鍵技術。已由二自由度線圖綜合法、三自由度構件綜合法發(fā)展到四自由度圖論綜合法，形成了具有多個自主知識產(chǎn)權的系列化變速方案。

同時建立了離合器摩擦元件三維摩擦熱彈耦合分析模型，提岀了離合器摩擦副熱損傷控制方法，實現(xiàn)了高比壓濕式離合器設計、制造與試驗；創(chuàng)建了高速高壓旋轉動密封設計方法，使高速旋轉動密封環(huán)的PV值提高了80%。開發(fā)了5個功率等級10余款定軸和行星變速機構產(chǎn)品，滿足了多型裝甲裝備的需要。

2.3.4 液力元件技術

液力元件包括液力變矩器、液力減速器和液力偶合器。針對大功率動力換擋、液壓液力復合無級轉向、高速高能制動和風扇無級調速的需求，建立了高轉速、高能容液力元件設計理論，形成了葉柵參數(shù)多目標優(yōu)化及特性預測方法，突破了空間葉片和流道及其模具三維參數(shù)化設計和集成制造技術，自主研制了覆蓋軍用履帶車輛功率范闈的不同循環(huán)圓液力變矩器系列化產(chǎn)品，滿足軍用履帶車輛的使用要求，綜合性能達到國際同類產(chǎn)品的領先水平。

2.3.5 電液操縱技術

電液操縱技術包括自動換擋技術、緩沖控制技術和電控系統(tǒng)實時狀態(tài)監(jiān)測與信息交互等關鍵技術。針對裝甲車輛在復雜地域環(huán)境下載荷變化大、車速變化頻繁等需求，提出了根據(jù)道路環(huán)境變化和被控對象狀態(tài)進行自適應調節(jié)的換擋控制策略。

突破了多參數(shù)多模式自動變速控制、充放油過程中的動力損失控制、離合器雙邊節(jié)流動力換擋緩沖控制、多參數(shù)風扇冷卻自適應控制、電控系統(tǒng)實時狀態(tài)監(jiān)測與信息交互等關鍵技術，解決了復雜路面車輛換擋沖擊和循環(huán)換擋技術難題，實現(xiàn)換擋操縱自動化。

2.3.6 車用電機技術

針對裝甲車輛電機功率密度高、低速扭矩大、調速范圍寬、尺寸約束和工作環(huán)境苛刻難題，開展了高性能多目標車用永磁電機(電、磁、熱)多維設計理論、電機高溫工作適應性強化設計技術、電機與控制器全工況高效設計等關鍵技術研究，完成了適應不同噸位等級裝甲車輛需求的高速永磁同步電機及其控制器研制。

2.3.7 傳動綜合控制技術

傳動綜合控制主要包括實時協(xié)調多功率流分配、轉速和轉矩協(xié)同控制等關鍵技術。針對車載電能武器和其他用電設備的供電需求，開展了綜合控制總體、綜合控制策略、能量優(yōu)化管理與信息網(wǎng)絡傳輸?shù)妊芯?，突破了多功率流精確協(xié)同調控和工況切換瞬態(tài)過程控制技術，開發(fā)了具有自動換擋功能的 AT/AMT綜合控制單元、電傳動綜合控制器。滿足了整車對動力性和燃油經(jīng)濟性等多方面要求。

2.3.8 履帶車輛轉向技術

高速履帶車輛通過主動調控兩側履帶的轉速，可實現(xiàn)再生功率的高效利用和復雜路面的靈活轉向。針對大功率高速轉向需求，通過轉向動態(tài)過程功率需求與轉向半徑匹配規(guī)律、直駛與轉向動力學匹配與功率耦合規(guī)律等研究，建立了履帶車輛大功率零差速雙流無級轉向設計方法，形成了履帶車輛液壓及液壓復合無級轉向理論，突破了高壓大功率泵馬達技術瓶頸，開發(fā)了履帶裝甲車輛轉向機構，滿足了履帶裝甲車輛對全地域轉向機動性能的要求。

2.4 動力傳動裝置輔助系統(tǒng)技術

我國裝甲車輛動力傳動裝置輔助系統(tǒng)經(jīng)歷了仿制、改進、自行研制的發(fā)展歷程。隨著技術水平不斷提高和基礎不斷積累，我們在高效散熱元件技術、空氣濾技術、溫控風扇技術等各方面均取得了長足進步，使組成結構緊湊、布置協(xié)調的高性能輔助系統(tǒng)成為可能。實現(xiàn)了系統(tǒng)從“適應給定空間布置”設計向“集成設計”的轉變。

2.4.1 高效散熱技術

國內高效散熱技術經(jīng)過多年的發(fā)展，在高效換熱元件、高效加溫器、自適應性熱管理系統(tǒng)和高原環(huán)境下的冷卻系統(tǒng)設計方法方面均取得了長足的進步。

(1) 高效換熱元件技術。

隨著機電復合傳動和電傳動等新技術的快速發(fā)展，大功率控制器散熱問題日益突出，針對電器設備開發(fā)的冷板與熱管復合冷卻裝置，在進水溫度為75 ℃時，熱流密度達到24 W/m2，有效降低了電器元件工作溫度，提高了電器設備的壽命和可靠性。近幾年開發(fā)出了一種新型油水交換器，由板翅式結構和板式結構復合而成，相對傳統(tǒng)油冷器，油水可實現(xiàn)純逆流換熱，換熱系數(shù)大幅提高，體積可減小20%左右。

(2) 高效加溫器技術。

高效加溫器已形成系列化產(chǎn)品，其中液體加溫器的熱效率≥70%，空氣加溫器的熱效率≥90%。

(3) 自適應性熱管理系統(tǒng)。

針對高功率密度發(fā)動機、機電復合傳動、主動懸掛和大功率控制器等散熱需求，開發(fā)岀了全工況、全地域、自適應的高效熱管理系統(tǒng)，控制精度為±2 ℃，大幅縮小了動力艙體積和系統(tǒng)功耗，實現(xiàn)了與車輛動力瞬態(tài)變化的動態(tài)響應。

(4) 高海拔地區(qū)冷卻系設計技術。

依托現(xiàn)有高原改項目，完成了高原環(huán)境下冷卻系關鍵部件(冷卻風機、換熱器)與系統(tǒng)性能變化規(guī)律研究，結合冷卻系控制技術研究，實現(xiàn)了0～4500 m全地域全工況下冷卻系性能合理匹配。

2.4.2 空氣過濾技術

(1) 傳統(tǒng)常壓空氣濾清器過濾技術。

傳統(tǒng)常壓空氣濾清器過濾技術，即發(fā)動機進氣前端氣體過濾的相關技術。通過建立多級過濾單元，形成復合過濾結構，從而最大限度防止5 μm以上顆粒物進入發(fā)動機造成發(fā)動機損壞。我國裝甲車輛傳統(tǒng)常壓空氣濾清器，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，縮小了與國外先進水平的差距，串聯(lián)式直通旋流管過濾效率達到97%～98.5%，研制了具有自主知識產(chǎn)權的新型濾材，并具有耐油、耐水的特點，已經(jīng)在裝甲車輛上得到普遍應用。

(2) 高壓空氣濾清器過濾技術

高壓空氣濾清器過濾是將空氣濾清器與發(fā)動機增壓器、中冷器集成的技術。高效一級濾清器布置在增壓器前端，二級濾清器布置在中冷器后端，借助中冷器后端氣體體積壓縮的特點，最大限度壓縮二級濾清器的體積。目前高壓空氣濾清器是傳統(tǒng)常壓空氣濾清器體積的1/5～1/3。目前已經(jīng)在全流量范圍高效一級濾清器技術和耐高溫高壓濾芯技術上取得了突破性進展。

(3) 自清洗空氣濾清器過濾技術。

自清洗空氣濾清器過濾技術是在傳統(tǒng)空氣濾清器內部加入反吹、振動和集塵裝置，能夠對二級濾濾芯進行定期自動清潔，從而實現(xiàn)空氣濾清器自動保養(yǎng)。采用自清洗空氣濾清器壽命是傳統(tǒng)常壓空氣濾清器的2～3倍。建立了反吹、振動、集塵相結合的自清潔系統(tǒng)。

2.4.3 風機技術

我國裝甲車輛混流風扇技術日趨成熟，已達國際先進水平。隨著裝甲車輛推進系統(tǒng)功率密度的日漸增大，以及受總體布局、系統(tǒng)散熱量、允許安裝的空間尺寸等因素影響，對于高壓頭的離心風扇技術需求逐漸增強，近幾年開展了高效高負荷冷卻風扇技術研究，達到了國際先進水平之列。

3 裝甲車輛動力傳動技術國內外發(fā)展對比分析

3.1 總體概況

各軍事強國在動力傳動裝置技術方面多趨向于采用集成設計，實現(xiàn)了整體吊裝技術。其中美國和德國在裝甲裝備動力傳動裝置技術方面具有特色，代表了技術發(fā)展方向。

我國兵器行業(yè)經(jīng)過幾十年的共同努力，已逐步由仿制、改造走向自主研制階段，無論在動力傳動總體技術，還是在關鍵部件技術方面都取得了長足的進步，但受研發(fā)模式、設計理念、創(chuàng)新能力和關鍵技術等方面的制約，在集成化程度、功率密度、傳遞效率、性能匹配、一體化控制等方面與國外先進水平相比還存在一定的差距。

3.2 動力技術

在世界軍事強國中，德國、美國和俄羅斯軍用動力最具代表性，同時也代表了整個世界軍用動力技術的發(fā)展趨勢。

德國MTU公司始終堅持柴油機和高功率密度技術路線，是當今世界最有力的動力技術推動者和領軍者。

美國在地面戰(zhàn)斗車輛動力選型中，保持了柴油機和燃氣輪機并行發(fā)展技術路線，其中，主戰(zhàn)坦克以燃氣輪機為主，其他地面戰(zhàn)斗車輛以柴油機為主[11-12]。2002年美軍未來作戰(zhàn)系統(tǒng)(FCS)計劃，選定了德國M890系列柴油機，開啟了運用高功率密度柴油機的新時代。

俄羅斯裝甲車輛以柴油機為主，主戰(zhàn)坦克采用柴油機與燃氣輪機并行的發(fā)展思路[13]。柴油機技術在B2航空柴油機的基礎上不斷改進和提高，依靠其材料與工藝技術的進步，不斷提高柴油機強化程度和功率發(fā)展過程中始終保持了原有結構的高緊湊和輕量化特色。燃氣輪機技術是依托其航空工業(yè)基礎，針對坦克使用特點而專門研制的，并對其功率、燃油經(jīng)濟性等進行了多次強化和完善。綜上所述，各軍事強國在動力技術方面多趨向于采用高功率密度柴油機技術。

高功率密度柴油機技術的岀現(xiàn)，改變了對柴油機強化極限的認識，驗證了大幅提高轉速和單位排量功率、快速強化燃燒可行途徑，實現(xiàn)了相同功率下體積和重量大幅減小目前我國與國外先進水平的差距主要體現(xiàn)在以下技術領域：

(1) 高緊湊總體與系統(tǒng)集成技術

受到材料、部件水平和系統(tǒng)集成技術差距的影響，動力裝置體積和重量偏大，輔助系統(tǒng)功耗較多。

(2) 高壓共軌供油技術

高壓共軌供油技術目前被國際上少數(shù)公司掌握，特別是高速大功率高壓共軌供油技術是德國MTU公司所特有。我國高壓共軌供油系統(tǒng)研究處于預研階段。

(3) 新型動力技術

我國新型動力技術的研究尚處于起步階段，近年來僅開展了零星的原理探索研究和部分簡單樣機的原理驗證。由于缺乏對機理、模型、規(guī)律和方法的開放拓展性研究，缺乏對探索方案性能的全面預測能力、對新型動力專業(yè)化實驗手段的研究等因素，我們在新型動力技術方面與國外先進水平存在較大差距[14]。

3.3 傳動技術

3.3.1 液力機械綜合傳動

各國液力機械傳動裝置發(fā)展情況不盡相同，最具有代表性的是美國、德國、英國和法國的傳動裝置美國從20世紀40年代起逐漸淘汰了機械傳動目前國內外技術差距主要體現(xiàn)在多自由度行星變速技術、大功率轉向泵馬達技術、電液操縱技術等方面。

國外在多自由度行星變速簡圖方案優(yōu)選和評估技術方面研究深入，同時在行星變速機構性能匹配、行星齒輪傳動分析綜合技術、行星齒輪傳動系統(tǒng)結構方案優(yōu)化技術、四自由度行星變速機構設計技術等方面相當成熟，突破了多項行星傳動關鍵瓶頸技術，形成了一套科學完善的設計方法、開發(fā)流程和評估體系，而我國目前在一些關鍵技術上尚未突破[15]。

國外在電液操縱系統(tǒng)設計上，基于預測設計方法，掌握了關鍵電液元件和控制系統(tǒng)的仿真設計和動態(tài)特性試驗驗證能力，基于高速開關閥或電液比例閥，采用模糊或者自適應等控制算法，壓力控制實現(xiàn)閉環(huán)自適應調節(jié)；國內綜合傳動換擋電液操縱目前以開關電磁閥先導控制液控緩沖閥，壓力控制采用開環(huán)控制方法，控制精度低。

總之，我國液力機械綜合傳動已基本滿足裝甲裝備的需求，性能水平與國外同類產(chǎn)品相當，但在可靠性、傳動效率、功率密度和多自由度行星變速技術等方面還存在一定的差距。

3.3.2 電傳動

電傳動是目前國外發(fā)展最快的一種技術。目前各國軍方已投入大量人力和物力開展電傳動技術研究，并成功研制多種型式的試驗樣車我國在裝甲車輛電傳動領域的研究與技術攻關已開展十幾年，積累了較好的技術基礎?？傊瑖鴥韧怆妭鲃赢a(chǎn)品發(fā)展處于同一水平，均處于樣機性能試驗和關鍵技術攻關階段。

3.3.3 輪式裝甲車輛變速器

早在20世紀60年代，歐洲的一些汽車公司就開始了AMT技術的研究工作，并在20世紀80年代開發(fā)出第一代AMT產(chǎn)品。從目前發(fā)展情況來看，AMT變速器在商用車得到專題報告的廣泛采用，尤其是歐洲和日本的重型多擋變速箱上，AMT都已是標準配置。我國從20世紀80年代初開始了AMT技術的研究工作，并取得了一系列成果。近年通過對外技術合作，在轎車上已經(jīng)有多款成熟的產(chǎn)品。

國外的AT變速器技術發(fā)展已經(jīng)非常成熟，其產(chǎn)品已實現(xiàn)系列化發(fā)展，模塊化設計，功率等級基本覆蓋所有軍用輪式車輛需求。國外主要現(xiàn)裝備的輪式裝甲車輛均采用AT自動變速器。借鑒國外成熟產(chǎn)品的經(jīng)驗，開展了適合我過加工工藝和配置體系的AT自動變速器的研制，目前正處于樣機關鍵技術攻關和性能驗證階段，尚未形成具備工程應用的成熟產(chǎn)品。

3.4 動力傳動輔助技術

國外裝甲車輛動力傳動輔助技術與動力系統(tǒng)一樣經(jīng)歷了“順其自然布置”，“適應性給定空間布置”和“先進集成設計”三個發(fā)展階段。

20世紀80年代以前，主要以發(fā)動機輸出功率最大和穩(wěn)定工作為研究目標；20世紀80年代以后，以美國先進整體式動力系統(tǒng)(AIPS)為標志，各國開始了以減小動力艙體積、提高體積功率密度為目標的整體式推進系統(tǒng)研究，輔助系統(tǒng)進入與動力、傳動集成化設計階段。至此，輔助系統(tǒng)不再僅以提高發(fā)動機功率為最終目標，而是以整個動力傳動裝置總成為研究對象來提高功率密度。

進入21世紀后，以美國和歐洲為主的多個國家大力發(fā)展混合動力和全電車輛，對輔助系統(tǒng)的功能和性能又有了新的要求，要求動力傳動輔助裝置與動力、傳動高度集成，大幅度縮小體積、提高效率。但其核心技術仍然以高效散熱技術、空氣過濾技術及風機技術為主，而且由于電子設備和電器設備大量應用，對動力傳動輔助裝置的性能要求進一步提高。目前與國外先進水平的差距主要體現(xiàn)在以下技術領域：

(1) 高效散熱技術

國外熱管理技術在推行系統(tǒng)集成、結構優(yōu)化、仿真和智能化控制的同時，積極開展新型換熱技術、全負荷測試、一體化控制等相關技術研究，解決了多熱源對象的不同溫度要求、多循環(huán)回路特征、高溫冷卻和全域智能控制等技術難題。目前我囯在關鍵部件研究、子系統(tǒng)設計和熱流仿真研究方面，已具備較好的基礎，但多數(shù)研究均是針對單一部件或子系統(tǒng)進行的，一體化設計與控制研究剛剛起步。

(2) 空氣過濾技術

美國AAAV兩棲突擊車采用了高壓過濾技術，在保持一級濾清器效率98.5%的條件下，實現(xiàn)了空氣過濾體積縮小，解決了水分分離和陸上塵土分離難題，而我國高壓過濾技術研究處于起步階段。

(3) 風機技術

混流風扇技術與國際先進水平相當，離心風扇技術達到國際先進水平之列，但就高速軸流風扇技術而言，尚與國外先進水平存在一定差距。

4 裝甲車輛動力傳動技術發(fā)展趨勢展望

4.1 動力技術發(fā)展趨勢展望

我國裝甲車輛動力技術發(fā)展趨勢：通過提高轉速、升功率、體積功率密度和降低比重量，實現(xiàn)柴油杋高功率密度；不斷探索高效、高緊湊、高可靠、低成本的新型動力技術；大力開展基礎理論研究，完善傳統(tǒng)設計理論。目前發(fā)展趨勢如下：

(1) 加強動力裝置集成化研究

從設計初始階段入手，開展動力、傳動和輔助系統(tǒng)的結構和性能匹配，實現(xiàn)最佳整體性能和最小系統(tǒng)尺寸，減少功率傳遞損失。

(2) 建立和完善科學合理的研發(fā)流程

加強設計流程、設計準則、設計方法、數(shù)據(jù)庫、知識庫、設計標準、數(shù)字化產(chǎn)品設計管理等方面的研究，建立和完善研發(fā)技術平臺、試驗驗證平臺和技術保障平臺，提高軍用動力裝置研發(fā)的科技創(chuàng)新能力，構建有自主創(chuàng)新能力、以“數(shù)字樣機”為表征的研發(fā)技術體系，實現(xiàn)由“經(jīng)驗設計”向“預測設計”的根本轉變。

(3) 建立緊密的先進配套體系

充分利用國內外專業(yè)化協(xié)作環(huán)境條件，建立緊密的合作體系，確保研制、生產(chǎn)、使用和后勤支援，有效降低研發(fā)成本和縮短研制周期。

4.2 傳動技術發(fā)展趨勢展望

我國傳動技術的發(fā)展趨勢是：液力機械傳動是我國裝甲車輛未來傳動技術主流，電傳動是裝甲車輛動力傳動技術的未來發(fā)展方向。傳動系統(tǒng)正朝著高效、高功率密度、高可靠性等方向發(fā)展。目前發(fā)展趨勢如下：

(1) 以機動平臺需求為牽引開發(fā)傳動裝置

無論液力機械綜合傳動，還是機電復合傳動，必須以滿足機動平臺系列化承載、多樣化能源、一體化防護，通用化信息的需求為首要發(fā)展目標。只有這樣才能滿足動力艙前置或后置、多能源的需求，提升高原、嚴寒地區(qū)等極端條件作戰(zhàn)能力。

(2) 高功率密度液力機械綜合傳動和機電混合傳動協(xié)調發(fā)展

為適應電磁炮、電熱化學炮等超高速動能武器，電磁裝甲等新型防護系統(tǒng)，高功卒激光和微波定向武器等用電的需求，采用機電復合傳動研究，能夠很好地滿足對電能的需求。但是，對于用電量不大、可靠性高、動力艙體積小、傳動效率高的裝甲車輛來說，液力機械綜合傳動裝置仍然是首選方案。

4.3 動力傳動輔助技術發(fā)展趨勢展望

我國裝甲車輛動力傳動輔助技術發(fā)展趨勢：高效節(jié)能、高集成化、高可靠性、適應性溫度和地域范圍寬。我國發(fā)展對策如下：

以集成優(yōu)化設計和部件強化為技術主線，重點開展高效散熱技術、空氣過濾技術、風機技術三大技術領域關鍵技術攻關，建立動力傳動輔助系統(tǒng)多學科協(xié)同設計平臺，完成多系統(tǒng)集成仿真平臺的建設，構建與動力傳動一體化的仿真條件，完善動力傳動輔助系統(tǒng)研發(fā)體系框架，形成面向完整系統(tǒng)、綜合學科的多類型數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)傳統(tǒng)設計方法向現(xiàn)代設計方法和體系的轉變。

建立部件試驗、分系統(tǒng)試驗、輔助系統(tǒng)整體性能匹配試驗的試驗體系，結合仿真平臺和協(xié)同設計平臺，掌握動力傳動輔助系統(tǒng)多學科優(yōu)化設計方法，全面提升裝甲車輛動力傳動輔助系統(tǒng)優(yōu)化設計等綜合能力。目前發(fā)展趨勢如下：

(1) 熱管理技術

深入開展熱管理系統(tǒng)一體化設計與控制技術研究，形成熱管理系統(tǒng)匹配設計準則，實現(xiàn)系統(tǒng)與熱源裝置的合理匹配，建立系統(tǒng)設計平臺，建立完整的系統(tǒng)臺架試驗評估方法。

(2) 空氣過濾技術

根據(jù)未來我國裝甲車輛發(fā)展需要，通過引進和自主研發(fā)，開展系統(tǒng)多目標過濾技術研究；通過過濾機理研究，建立高壓過濾技術規(guī)范；通過臺架和試車試驗研究，建立完善的試驗方法和評價體系，從而形成我國的高壓過濾技術路線，完成多目標、模塊化研究。

針對現(xiàn)役裝備空氣濾清器效率低、壽命短的難題，通過過濾材料硏究、全效一級濾清器、自清洗技術和系統(tǒng)匹配技術等硏究，建立空氣濾清器壽命拓展技術硏究準則，提高現(xiàn)役裝備空氣濾清器的性能和保養(yǎng)周期針對現(xiàn)行無法指導空氣濾清器研究的現(xiàn)狀，通過試驗粉塵研究，建立裝甲車輛標準試驗粉塵；通過典型車輛空氣濾清器的驗證試驗，建立空氣濾清器技術條件和評價體系，提高行業(yè)的設計水平。

(3) 風機技術

開展與離心風扇相匹配的基于環(huán)形散熱器的冷卻系統(tǒng)的研究；針對小型化、輕量化車輛，開展高速軸流風風扇技術的研究；隨著全電戰(zhàn)斗車輛概念的提出，開展大功率高速風扇電機技術研究。

5 結論

國內裝甲車輛動力傳動技術經(jīng)過多年研究，其技術水平也有了大幅度提升，目前已跨入自主研發(fā)階段，但由于受設計技術、加工制造技術、研發(fā)條件與能力等因素的制約，仍與國外先進水平存在一定差距。隨著相關技術及制度的不斷發(fā)展與完善，該差距將逐步縮小。