淺析德國ZF公司裝甲車輛傳動裝置

軍情 09-07

淺析德國ZF公司裝甲車輛傳動裝置

在上一篇文章中，我們了解了德國「豹」1坦克底盤的設計，底盤有三大部件，動力、傳動、行走。其中的傳動部分通常被人們忽略。其實道理很簡單，坦克的三大性能指標中，最引人注目的是坦克的最大速度，和發動機最大馬力。在與軍迷朋友們聊天的時候，大家都很關心各種坦克的發動機及其功率，很少有人問我關於傳動方面的問題。坦克能跑得快，是靠傳動裝置將發動機發出的動力傳遞到行動部分上，有些裝甲車輛研製還不成熟的國家，發動機買進口的，功率好不容易達到了，但就是因為傳動裝置常常出現問題，造成故障，而且傳動箱結構複雜，修理起來也很麻煩，其故障原因又往往和強度有關，改進設計的難度相當大。

淺析德國ZF公司裝甲車輛傳動裝置

在世界車輛傳動系統領域當中，以德國和日本的產品性能堪稱優良。其中，德國公司的傳動裝置主要配用於裝載大功率發動機的重型車輛使用，而日本的傳動裝置一般用於對功率要求較小的民用車輛上。我國一些自主品牌的高檔轎車也正在嘗試自主研發傳動裝置，但以紅旗H7轎車為例，在低速急踩油門的情況下，普遍存在變速箱較桿現象。我曾經問過北京兩家紅旗4S店的工程維修人員關於該車變速箱的問題，得到了兩種截然不同的答案，一說紅旗H7的變速箱是一汽自主研發的；另一說變速箱是日本進口的，而且不僅僅是紅旗，絕大多數國產車採用的都是日本變速箱。至於這兩種說法那種是真實的，還需要進一步考證。

言歸正傳，在裝甲車輛使用的傳動裝置中，歷史悠久的德國ZF公司的傳動裝置一直處於行業內的領先地位。我們以前提到的「豹」1坦克所使用的就是ZF公司生產的4HP250傳動裝置。經過6500多輛「豹」1坦克的使用證明，4HP250傳動裝置結構可靠、成本合理。從使用數量推算，4HP250傳動裝置已經成為西方坦克所廣泛採用的傳動裝置之一。

牆外開花的LSG3000傳動裝置

然而從80年代以後，ZF公司和它的4HP250傳動裝置看似銷聲匿跡，其實是在閉關修鍊。1987年，ZF公司開始研製LSG3000傳動裝置。改型傳動裝置主要針對的用戶是40～50噸的重型車輛，說白了就是坦克。LSG3000傳動裝置被成功研製出來以後，原本打算安裝在「豹」2坦克上，但是在競標時，FN公司的LSG3000卻敗給了RENK公司的HSWL354，然而就在落選之後，LSG3000並沒有被打入冷宮，巴西恩赫薩公司的「奧索里奧」坦克、義大利奧托·梅萊拉和菲亞特公司設計的C-1坦克、法國的AMX40坦克、西班牙的AMX30坦克以及韓國K1型坦克，都紛紛採用了這款傳動裝置。

淺析德國ZF公司裝甲車輛傳動裝置

LSG3000傳動裝置能夠被不同工業基礎國家的許多型號坦克廣泛採用，自然有它的道理。首先，LSG3000傳動裝置是在4HP250傳動裝置基礎上改進設計而來的新一代產品，在繼承總體設計思路的同時，有安裝了幾種新的部件，所以不僅可靠性沒有下降，性能反而得到提高。

與 4HP250傳動，裝置一樣，LSG3000有一個單級二相變矩器（帶閉鎖離合器）和一個可提供四個前進檔的帶有多盤式制動器的行星變速裝置。然而，為了趕上坦克傳動裝置的最新發展趨勢，LSG3000還裝有電子控制系統，該系統可根據道路和負荷條件的不同而控制自動換檔。LSG3000有一個液力減速器（這點與4HP250 不同).液力減速器可與機械制動器一起使用，並能吸收車輛制動時所需的全部能量和低速時的部分能量。因此，由於有瑚器的作用，所以就減少了機械制動器的做功量，這就大大地減輕了機械制動器的磨損和需要的維修量。減速器本身一點也不會磨損，制動產生的熱由傳動裝置的冷卻器散出。

與所有現代坦克傳動裝置一樣，LSG3000有一雙差速轉向系統。然而，與目前的發展趨勢相比，其轉向驅動裝置不是靜液式的，而是機械式的（與4HP250相同)，轉向部分有三個（而不是兩個）速比。這樣就可以得到4×3個最小轉向半徑，由於變速裝置（四個前進檔）換高檔時，雙差速轉向系統使轉向半徑增加。車輛前駛時，由LSG3000提供的12個轉向半徑足以滿足所有可能的情況需要。雖然其轉向系統不是無級控制的，但它消耗的功率比靜液轉向驅動裝置的少。同時車輛直線行駛時閉鎖轉向驅動裝置的輸出機構。於是，象靜液轉向驅動裝置一樣，在兩履帶間沒有不希望有的差速作用，而且車輛也不會由於彎路或其他因素出現偏駛現象。

淺析德國ZF公司裝甲車輛傳動裝置

LSG3000除了其運動學特性之外，最引人注目的地方是，它是按積木化原則設計的。LSG3000由11個工作組件構成，每個工作組件單獨裝配，最後將這些組件組裝在一個結構簡單的傳動裝置殼體內。於是，為了適用於特種坦克的需要，能夠比較容易地改進LSG3000.而且它獨立的、可替換的輸入組件使傳動裝置的輸入和輸出之間的高度差達±90毫米之多，這很有助於它在不同坦克上的．安裝。從生產的角度看，積木化設計也帶來了許多重要的優點。以結構簡單的傳動裝置殼體為例來專門證明這些優點，這種傳動裝置的殼體僅僅是作為二個箱體，結構並不複雜，而且不象其他傳動裝置殼體那樣需要精加工。因此，它的重量和生產成本至多是豹2傳動裝置殼體的一半，ZF公司作為子承包商也參與了豹2傳動裝置殼體的製造。LSG3000的質量大約是1500千克，可與傳動能力相同的其他傳動裝置相比，就單位傳遞功率的質量來說，LSG3000比4HP25Q先進得多。

意義非凡的LSG2000傳動裝置

就在LSG3000剛剛獲得成功，並為適應更多裝備而改進的同時，ZF公司推出了LSG2000、LSG1500、LSG1000三種型號的傳動裝置。其基本規律為按照編號數值的遞減，所適配的裝甲車輛噸位逐漸降低。其中，LSG2000和LSG1500這兩個型號的傳動裝置採用完全相同的設計，甚至80%的零部件能夠通用，區別僅僅是傳動能力和轉向系統不同。由於LSG3000在積木化設計原則的道路上取得了巨大成功，LSG2000和LSG1500給予延續了這個技術傳統，設計人員還為其配備了一個帶閉鎖離合器的變矩器和可提供四個前進檔、兩個倒檔的自動控制行星變速箱，如果需要的話，採用候選變速箱則可提供八個前進檔。這兩款傳動裝置的減速器都採用液力裝置。在當時可謂十分先進。

LSG2000和LSG1500這兩個型號的傳動裝置其轉向系統工作原理都是雙差速轉向系統，但轉向驅動方式則互不相同，LSG1500採用的是靜液式轉向驅動裝置，ZF公司的這種設計的目的主要是針對發動機功率不大於370千瓦、車體重量不大於22噸的裝甲車輛量身打造的傳動裝置。然而，這種當時來講屬於世界先進的靜液傳動方案，在ZF公司的工程設計人員眼中仍然不夠理想。所以LSG2000的驅動裝置為兩級設計，第一級是靜液級，第二級是機械級。靜液驅動裝置通過一個變數旋轉斜盤泵和一個類似的軸向活塞馬達（定排量）被用於大半徑轉向。當小半徑急轉向時，用機械驅動裝置轉向，這主要是因為靜液系統執行時需要傳遞大量的功率，而兩級設計的驅動裝置則可以成功避免急轉向時使用靜液驅動裝置。這就為小半徑轉向時提供了無級控制，十分方便駕駛，尤其是在公路上以各種速度行駛時，效果令人滿意。LSG2000的兩級、靜液和機械轉向驅動裝置是這種類型第一次出現的轉向驅動裝置，最先裝備它的車輛是維克斯造船和工程公司與巴西的Verolme Estaleiros Reuidos 公司合作研製的AS90155毫米自行火炮。由於LSG2000的適用對象主要是功率不大於550千瓦、總重量不大於35噸的裝甲車輛，其適用範圍相當廣泛。

淺析德國ZF公司裝甲車輛傳動裝置

LSG2000傳動裝置誕生的主要意義在於，第一次成功地把靜液驅動裝置的無級控制的優點和機械驅動裝置的高效率結合在一起，克服了它們本身各自存在的缺點。但如果將這一系列的傳動裝置繼續嘗試安裝在更輕型的裝甲車上的時候，兩級驅動設計就變得沒那麼重要了。這主要是發動機功率減小、車體重量降低，純靜夜驅動裝置完全能夠滿足需要，這就能夠合理解釋在LSG2000傳動裝置的兩級驅動設計取得成功之後，更為小型的LSG1500和LSG1000傳動裝置並沒有把兩級驅動設計堅持下去，而又轉回了純靜液驅動。

LSG1000是ZF公司研製的最小型傳動裝置，其針對的車輛也最為輕量化，僅能適用於發動機凈輸出功率不大於235千瓦、車輛總重量不超過16噸的輕型裝甲車輛。因此，有多種型號的裝甲人員輸送車和類似的輕型履帶式車輛選用了LSG1000。

用途廣泛的LGH10000轉向裝置

前文中悉數了ZF公司幾款具有代表性的傳動裝置，最明顯的印象是其適用規格隨編號依次遞減，其實不盡然。ZF公司除了這幾款適用於大功率發動機的傳動裝置外，還研製了適用於輕型裝甲車輛，甚至於卡車的LGH10000轉向裝置。當然，卡車上採用的傳動裝置不會安裝轉向系統，安裝轉向裝置的傳動系統是拖拉機（坦克）才幹的活兒。

LGH10000轉向裝置最大的優點在於，其為了滿足民用需要而價格便宜、結構簡單，但缺點卻是使動力系佔據的空間比採用專門設計的傳動裝置使動力系佔據的空間大。採用這路產品最典型的例子就是美國的M113裝甲車。雖說便宜沒好貨，但是LGH10000轉向裝置與那些最現代化坦克傳動裝置上的轉向系統相比，由於裝有帶靜液轉向驅動裝置的雙差速轉向系統，因此，安裝卡車傳動裝置的履帶式裝甲車輛就其轉向來說已不存在任何問題。這一觀點不僅在M113上得以證明，而且在德國勞斯-瑪菲公司和迪爾公司研製的「美洲豹」裝甲車上也得到了驗證，其使用的就是LGH10000轉向裝置。

不可或缺的坦克側傳動

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