劉可琴 劉福生 蘇亞鵬

摘要：習(xí)近平總書記在十九大報告中強調(diào)，我國的國防和軍隊建設(shè)正站在新的歷史起點上，要全面推進(jìn)軍事理論現(xiàn)代化、軍隊組織形態(tài)現(xiàn)代化、軍事人員現(xiàn)代化和武器裝備現(xiàn)代化。發(fā)動機是裝甲車輛的心臟，在新的時代背景下，隨著我們對武器裝備的要求越來越高，現(xiàn)代化、智能化已經(jīng)成了當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展方向。本文將對目前國內(nèi)外裝甲車輛發(fā)動機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，對未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行探討，以期對我國的武器裝備制造業(yè)和軍隊國防建設(shè)有所助益。

關(guān)鍵詞：裝甲車輛；發(fā)動機；智能化；冷卻系統(tǒng)；發(fā)展趨勢

一、裝甲車輛發(fā)動機智能化冷卻系統(tǒng)簡介

裝甲車輛在運行過程中，發(fā)動機會產(chǎn)生大量熱能，如果不能及時得到冷卻，會損害發(fā)動機的壽命和重量，冷卻過度的話又致使起步的加溫時間過長，無法達(dá)到發(fā)動機的使用要求。發(fā)動機智能化冷卻系統(tǒng)不僅可以精確控制發(fā)動機內(nèi)部的水泵、節(jié)溫器、風(fēng)扇等部件的溫度，使裝甲車輛發(fā)動機起步時的加溫時間被大大縮短，而且還可以提高發(fā)動機的使用壽命和安全系數(shù)，因此發(fā)動機智能化冷卻系統(tǒng)對裝甲車輛的發(fā)展意義重大。但目前我國絕大部分的裝甲車輛發(fā)動機冷卻系統(tǒng)仍然使用傳統(tǒng)機械傳動方式，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)計是目前擺在我們面前的一道難題。

二、國內(nèi)外裝甲車輛發(fā)動機冷卻系統(tǒng)使用情況

（一）我國裝甲車輛發(fā)動機冷卻系統(tǒng)使用情況

目前我國絕大部分的裝甲車輛發(fā)動機冷卻系統(tǒng)仍然使用傳統(tǒng)機械傳動方式，即使用曲軸驅(qū)動風(fēng)扇和水泵的方式，這種方式存在著諸多弊端。

首先，傳統(tǒng)機械傳動方式功率損耗大。由于機械驅(qū)動對于轉(zhuǎn)速的控制性較差，因此很多時候會出現(xiàn)水泵與風(fēng)扇消耗的功率遠(yuǎn)超過發(fā)動機冷卻所需，從而造成功率浪費的情況。雖然目前已經(jīng)出現(xiàn)了液壓驅(qū)動這種替代方式，但仍然無法將風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制在一定的范圍之內(nèi)，因此這個問題仍然沒有得到徹底解決。

其次，傳統(tǒng)機械傳動方式可控制性較差，因此存在冷卻不足或冷卻過度的現(xiàn)象。發(fā)動機既需要防止過熱，又需要防止因熱量不足而耗費大量起步時的加溫時間和能耗，但目前的機械傳動方式無法根據(jù)發(fā)動機的實際熱負(fù)荷情況進(jìn)行調(diào)整，因此就可能會出現(xiàn)氣溫較低時過度冷卻造成起步故障，或是發(fā)動機高負(fù)荷低轉(zhuǎn)速時冷卻不夠，致使發(fā)動機過熱，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)國家裝甲車輛發(fā)動機冷卻系統(tǒng)使用情況

發(fā)達(dá)國家由于科技水平高，研發(fā)能力強，基本已經(jīng)完成了對裝甲車輛發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的智能化控制改造。美國是最先提出智能化控制冷卻系統(tǒng)概念的國家，主要的技術(shù)構(gòu)想就是通過對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行智能化控制，使冷卻溫度維持恒定，降低起步時間，延長零部件使用壽命，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，并通過高低溫的控制方式對發(fā)動機出口處的溫度進(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)動機的穩(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、我國裝甲車輛發(fā)動機冷卻系統(tǒng)研制進(jìn)展

雖然我國在裝甲車輛發(fā)動機冷卻系統(tǒng)研制方面起步較晚，但通過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)對柴油機智能化冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計，利用控制高低溫回路中電控水泵的轉(zhuǎn)速，以及電控閥的開度對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且進(jìn)行了臺架試驗驗證，試驗結(jié)果表明，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負(fù)荷均大幅提升時，冷卻水的溫度得到了合理控制，各項指標(biāo)均滿足試驗要求，發(fā)動機性能得到了明顯改善。

四、我國裝甲車輛發(fā)動機冷卻系統(tǒng)發(fā)展趨勢

雖然目前我國在裝甲車輛發(fā)動機冷卻系統(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)國家相比，未來仍存在很大的進(jìn)步空間。

一是未來要對冷卻介質(zhì)的溫度進(jìn)行精準(zhǔn)控制。發(fā)動機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)動機的性能，延長其壽命，但在實際工作中，冷卻介質(zhì)的溫度要跟隨發(fā)動機情況進(jìn)行調(diào)整，因此研發(fā)人員下一步應(yīng)加強對冷卻介質(zhì)溫度的控制。

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

五、結(jié)語

武器裝備制造能力和水平的高低直接關(guān)系到我國的國防和軍隊現(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，我國的裝甲車輛發(fā)動機智能化控制冷卻系統(tǒng)研發(fā)在起步晚的劣勢之下仍然取得了一些成果和進(jìn)展，但較發(fā)達(dá)國家仍有較大差距。未來要繼續(xù)加大這方面的研發(fā)力度，不斷改進(jìn)工藝技術(shù)，力爭在未來趕超世界先進(jìn)水平，為我國的武器裝備制造業(yè)和軍隊國防建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]駱清國，尹洪濤，冉光政，李順達(dá)，寧興興.高功率密度柴油機熱部件散熱量 MAP 研究[J].裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報，2014，28（06）：28-32.

[2]曹洪浩，駱清國，龔正波，桂勇.基于智能化控制冷卻的柴油機全工況熱平衡臺架試驗[J].車輛與動力技術(shù)，2012（01）：18-22，25.

[3]王劍，駱清國，桂勇，張更云，韓樹.基于 DSPACE 的高功率密度柴油機智能化冷卻系統(tǒng)控制策略驗證[J].裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報，2010，24（06）：41-43，98.