明鎮(zhèn)洋 劉海峰

（天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津 300072）

引言

陸地軍用車輛在現(xiàn)代化軍事戰(zhàn)爭中格外重要，先進(jìn)的軍用車輛是國家軍事實(shí)力的象征，也是保護(hù)國家安全的重要力量。動(dòng)力裝置是軍用車輛的核心，各國對其研究從未間斷。陸地軍用車輛主要分為坦克、裝甲車、戰(zhàn)術(shù)車輛3 類。本文對3 類軍用車輛動(dòng)力裝置的研究現(xiàn)狀進(jìn)行簡述、提出一些改善軍用車輛內(nèi)燃機(jī)性能的技術(shù)方法、比較了各類動(dòng)力裝置之間的優(yōu)劣，最后對未來陸地軍用車輛動(dòng)力裝置的發(fā)展提出了展望。

1 陸地軍用車輛動(dòng)力裝置的研究現(xiàn)狀

1.1 坦克動(dòng)力裝置

坦克是陸?？找惑w化作戰(zhàn)體系的重要組成部分，是陸軍制勝的關(guān)鍵。各國為了提高自身軍事實(shí)力，保護(hù)本國領(lǐng)土安全，一直對坦克進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，加快推出新型的坦克裝備。坦克機(jī)動(dòng)性備受國際關(guān)注，世界各國從未放松對坦克動(dòng)力裝置的研究[1]。

1.1.1 國內(nèi)坦克動(dòng)力發(fā)展

我國坦克發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展歷經(jīng)了3 代，從表1 可知在發(fā)動(dòng)機(jī)排量不變的基礎(chǔ)上，坦克發(fā)動(dòng)機(jī)功率從第一代的382 kW 增加到第二代的537 kW 和第三代的883 kW。第二代發(fā)動(dòng)機(jī)是在第一代的基礎(chǔ)上采用渦輪增壓技術(shù)，性能得到提高；目前第三代坦克使用的最新發(fā)動(dòng)機(jī)為WR703/150HB 系列柴油機(jī)，功率可達(dá)1 103 kW。我國目前坦克的動(dòng)力裝置仍以高性能柴油機(jī)為主，在很多指標(biāo)上已接近國際先進(jìn)性水平。

表1 國內(nèi)坦克發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力發(fā)展[2-3]

1.1.2 國外坦克動(dòng)力發(fā)展

在第一次世界大戰(zhàn)時(shí)，主戰(zhàn)坦克使用功率為77 kW 的活塞汽化式汽車發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置。自1928 年英國開始研制專門的坦克軍用發(fā)動(dòng)機(jī)起，坦克動(dòng)力裝置的發(fā)展已經(jīng)走過92 個(gè)年頭。表2 列出了國際上部分坦克發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)。目前較先進(jìn)的國外坦克如美國M1 的功率可達(dá)1 119 kW；俄羅斯T95 的功率可達(dá)1 300 kW；日本10 式主戰(zhàn)坦克的柴油機(jī)采用陶瓷實(shí)現(xiàn)隔熱，進(jìn)而確保良好的熱效率，功率也可達(dá)到882 kW。通過關(guān)鍵技術(shù)提升，柴油機(jī)的功率、油耗等性能指標(biāo)得到了明顯改善；發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量更小，結(jié)構(gòu)更緊湊。目前，國外坦克動(dòng)力主要以柴油機(jī)為主，部分采用燃?xì)廨啓C(jī)作為動(dòng)力。

表2 國外主戰(zhàn)坦克發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)[4-8]

1.2 裝甲車輛

裝甲車輛在一個(gè)國家的國防中占有不可撼動(dòng)的地位，地面戰(zhàn)爭中裝甲車輛仍是機(jī)械化部隊(duì)的主要裝備。裝甲車輛動(dòng)力性能直接關(guān)系到車輛的作戰(zhàn)能力和生存能力，是其最基本、最重要的性能要求，因此各國對裝甲車輛動(dòng)力裝置的研究從未間斷。

初期的裝甲車輛以履帶式車輛為主，但隨著各軍事強(qiáng)國對陸軍開展改革，以及大量非對稱作戰(zhàn)代替了大規(guī)模武裝沖突，輪式裝甲車輛的地位越來越高，對其研究也越來越受到各國重視。

1.2.1 國內(nèi)裝甲車動(dòng)力發(fā)展

為了滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭需要，我國從1958 年開始對裝甲車進(jìn)行研制，表3 列舉了部分我國裝甲車動(dòng)力裝置的參數(shù)。目前，我國較先進(jìn)的09 式輪式裝甲車功率可達(dá)340 kW。

表3 我國裝甲車動(dòng)力裝置[9-10]

1.2.2 國外裝甲車動(dòng)力發(fā)展

上世紀(jì)80 年代起，裝甲車輛已成為發(fā)達(dá)國家輕型裝甲機(jī)械部隊(duì)的主要作戰(zhàn)裝備[9]，各國相繼研發(fā)各種陸用、兩棲裝甲車輛。俄羅斯相繼將6TД-2、B-92C2、B-84MC 等發(fā)動(dòng)機(jī)匹配在各種型號(hào)的裝甲車輛上，這些發(fā)動(dòng)機(jī)的性能同樣是朝著高功率、低油耗、輕量化的方向發(fā)展。德國MTU 公司也一直參與裝甲車用柴油機(jī)的研制工作，一直將高功率密度作為其主要研制目標(biāo)。國外部分裝甲車動(dòng)力裝置如表4所示。縱觀國外裝甲車動(dòng)力裝置的發(fā)展，仍以柴油機(jī)為主，部分裝置采用燃?xì)廨啓C(jī)。

表4 國外裝甲車動(dòng)力裝置參數(shù)[11]

1.3 戰(zhàn)術(shù)車輛

戰(zhàn)術(shù)車輛是地面軍隊(duì)的后勤保障中樞，承擔(dān)著戰(zhàn)術(shù)后方至前沿及戰(zhàn)術(shù)地域彈藥、油料和日用物品的定點(diǎn)保障和伴隨保障任務(wù)，在軍用車輛體系中具有重要作用。

我國的戰(zhàn)術(shù)車輛發(fā)展較晚，至今仍沿用上世紀(jì)80～90 年代的車型，無法滿足未來戰(zhàn)爭要求。反觀國外，上世紀(jì)70 年代，德國MAN 公司開發(fā)了第一代重型高機(jī)動(dòng)性的戰(zhàn)術(shù)車輛，而后相繼開發(fā)了SX、HX 系列車輛，其中MAN HX77 戰(zhàn)術(shù)車輛的功率可達(dá)321 kW。美國也相繼推出HEMTT、MTVR、LVSR 系列戰(zhàn)術(shù)車輛，最高功率可達(dá)450 kW 左右。表5 列舉了國外戰(zhàn)術(shù)車輛的動(dòng)力裝置參數(shù)。目前的戰(zhàn)術(shù)車輛動(dòng)力裝置仍以柴油機(jī)為主，有些國家也對混合動(dòng)力戰(zhàn)術(shù)車輛進(jìn)行了研究[12-13]。

表5 國外部分戰(zhàn)術(shù)車輛動(dòng)力裝置[12-13]

2 提高陸地軍用車輛柴油機(jī)性能

目前，柴油機(jī)仍為軍用車輛的主要?jiǎng)恿ρb置，隨著軍事要求的不斷提高，柴油機(jī)也會(huì)朝著更高功率、更高性能方向發(fā)展。為了進(jìn)一步提高柴油機(jī)的性能，相關(guān)技術(shù)方法如下所述。

2.1 提高柴油機(jī)的壓縮比

提高柴油機(jī)壓縮比是常用的提高缸內(nèi)壓力的方法，提高柴油機(jī)的缸內(nèi)壓力有助于提高平均有效壓力、升功率和熱效率，改善燃油經(jīng)濟(jì)性[14]。

為了克服過高的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷，美國大陸公司很早開始對坦克動(dòng)力裝置展開研究。如AVCRl360-2 可變壓縮比柴油機(jī)，為了追求更高的功率、克服過高的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷、達(dá)到盡可能高的強(qiáng)化程度以及改善啟動(dòng)性能和低速工作性能采用了可變壓縮比活塞，其壓縮比可變范圍為9∶1～16∶1[15]。

Funayama 等人[16]利用一臺(tái)單缸軍用柴油機(jī)，將壓縮比從17 提高到26，理論熱效率提高5%，指示熱效率和有效熱效率分別提高3.0%和1.5%。

然而，筆者發(fā)現(xiàn)法國的勒可萊爾坦克采用的UDV8X-1500 發(fā)動(dòng)機(jī)采用較低的壓縮比6～10，但是采用很高的增壓壓比可以達(dá)到較高功率。由此可見，提高進(jìn)氣壓力也可以提高柴油機(jī)功率。

2.2 提高進(jìn)氣壓力

提高進(jìn)氣壓力也是一種提高柴油機(jī)動(dòng)力性的有效手段，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)在相同的進(jìn)氣時(shí)間獲得更多的新鮮空氣，進(jìn)而提高噴油量，每個(gè)循環(huán)可獲得更多的有用功。

如上節(jié)所述的法國UDV8X-1500 超高增壓柴油機(jī)別具特色，其壓比高達(dá)4～9，其基本特征是渦輪增壓器與柴油機(jī)并聯(lián)連接，旁通補(bǔ)燃系統(tǒng)亦并聯(lián)其中。空氣從壓氣機(jī)出來后非全部進(jìn)入柴油機(jī)，其中一部分通過旁通和補(bǔ)燃燃?xì)膺M(jìn)入渦輪，使渦輪增壓器始終保持在高效率區(qū)工作，增壓壓力會(huì)遠(yuǎn)高于常規(guī)渦輪增壓器。同時(shí)，渦輪增壓器可獨(dú)立于柴油機(jī)工作，所以不僅能解決常規(guī)渦輪增壓柴油機(jī)增壓壓力超過0.35 MPa 時(shí)低壓縮比起動(dòng)問題，而且也能改善其轉(zhuǎn)矩性能和加速性能。作為柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)特殊組合的超高增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：大幅度提高功率，在不增加常規(guī)渦輪增壓柴油機(jī)熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷條件下，功率可提高2～5 倍，因而具有較高的平均有效壓力、良好的轉(zhuǎn)矩特性和加速性[17]。

黃開勝等人[18]在一臺(tái)3.8 L 渦輪增壓中冷4 缸柴油機(jī)上通過試驗(yàn)和仿真研究了進(jìn)氣壓力對柴油機(jī)燃燒和性能的影響。試驗(yàn)及仿真結(jié)果表明：在排氣壓力保持不變的條件下，最高燃燒壓力與進(jìn)氣壓力具有明顯的線性關(guān)系，進(jìn)氣壓力每增加100 kPa，最高燃燒壓力增加約4.8～7.0 MPa，從而提高柴油機(jī)功率。隨著進(jìn)氣壓力增加，柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒滯燃期縮短，燃燒開始點(diǎn)提前。

由此可見，采用較高的進(jìn)氣壓力可以使柴油機(jī)達(dá)到更高的功率，可以更好地滿足高負(fù)荷下軍用車輛的工作要求。

為了實(shí)現(xiàn)較高的進(jìn)氣壓力，需要高性能、可調(diào)節(jié)增壓系統(tǒng)如：壓氣機(jī)和渦輪均可調(diào)的增壓器、順序增壓、單級(jí)壓力4～5 的高壓比渦輪增壓器、單渦輪雙壓氣機(jī)等。

2.3 軍用發(fā)動(dòng)機(jī)噴油系統(tǒng)

軍用柴油機(jī)朝著更高的功率發(fā)展，電控噴油系統(tǒng)的需求也隨之增加，影響噴油系統(tǒng)的關(guān)鍵因素是：大流量、高響應(yīng)。噴油目標(biāo)要求是：精確計(jì)算噴油量、較高且適宜的噴油壓力，以改善燃燒，降低油耗。目前，較先進(jìn)的噴油系統(tǒng)如MAN Diesel＆Turbo 新一代CR2.2 高壓共軌系統(tǒng)[19]、MTU 公司2000 CR 型柴油機(jī)新一代高壓共軌系統(tǒng)[20]，噴油壓力最高可達(dá)220 MPa。

張紅光等人[21]采用Servo jet 型噴油系統(tǒng)中的SSI-1系統(tǒng)作為軍用大功率柴油機(jī)電控高壓噴油系統(tǒng)的開發(fā)方案，電控高壓噴油系統(tǒng)的噴油量和噴油壓力，通過控制共軌燃油壓力和電磁閥通電時(shí)間來實(shí)現(xiàn)柔性控制。該設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)共軌燃油壓力達(dá)到8 MPa 時(shí)，最大噴油壓力可達(dá)到113.5 MPa，單缸每循環(huán)噴油量可達(dá)350 mL；當(dāng)共軌燃油壓力達(dá)到10 MPa以后，根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果可知，最大噴油壓力將會(huì)達(dá)到146 MPa，單缸每循環(huán)噴油量將超過450 mL。在進(jìn)氣增壓中冷狀態(tài)下，使用該設(shè)計(jì)方案，大幅度提高了1150 G 單缸柴油機(jī)的功率至92 kW 以上。

王軍等人[22]通過仿真研究了某臺(tái)軍用柴油機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)共軌管的不同長度和不同內(nèi)徑對噴油壓力的影響。柴油機(jī)的技術(shù)參數(shù)如下：四沖程、水冷、6 缸渦輪增壓，最大轉(zhuǎn)矩1.773 kN·m，額定轉(zhuǎn)速2 100 r/min，額定功率300 kW，額定燃油消耗率216 g/（kW·h）。結(jié)果顯示：長度對噴油壓力建立時(shí)間和壓力波動(dòng)存在折衷關(guān)系；共軌管中的壓力波動(dòng)幅值，隨著共軌管內(nèi)徑增加而減小，壓力建立時(shí)間隨內(nèi)徑增加而增加。

王軍等人[23]結(jié)合一臺(tái)軍用柴油機(jī)的噴油要求，進(jìn)行了大流量壓電式噴油器的設(shè)計(jì)，研究者計(jì)算了2種壓電堆及液力放大機(jī)構(gòu)的輸出參數(shù)。確定了噴油器最小噴射時(shí)間為0.6 ms。對噴油器噴油效果的驗(yàn)證表明：圧電堆、液力放大機(jī)構(gòu)和雙排噴孔的設(shè)計(jì)方案可以很好地滿足軍用柴油機(jī)大流量噴油的要求。

2.4 燃料的優(yōu)化與代用燃料

燃料的性質(zhì)直接影響著缸內(nèi)的燃燒，不同的燃料具有不同的燃燒速度，會(huì)直接影響缸內(nèi)爆發(fā)壓力，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

自上世紀(jì)50 年代開始，美國開始研制可以同時(shí)在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、地面軍用車輛使用的燃料。目前美國軍用車輛使用的燃料類型是：JP-8、JP-8+100[24]。JP-8是一種由脂肪族和芳香烴組成的煤油基燃料，最早用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)，JP-8+100 是在JP-8 的基礎(chǔ)上補(bǔ)充添加劑以增強(qiáng)其熱穩(wěn)定性[25]。

Schihl 等人[26]在一臺(tái)軍用的單缸柴油機(jī)上，探究JP-8、煤制油、石蠟煤油及其摻混油對柴油機(jī)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：單一的煤制油和石蠟煤油無法穩(wěn)定燃燒，JP-8 的摻混有效地改善了這一狀況，JP-8燃油有效地改善了燃燒質(zhì)量，促使了柴油機(jī)達(dá)到更高的功率。

Labeckas 等人[27]探究JP-8 燃料、柴油及其混合燃料對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，分別在發(fā)動(dòng)機(jī)輕載（15%）、中載（50%）、滿載（100%）3 種條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：隨著JP-8 含量的增多，缸內(nèi)壓力增加、有效熱效率提高了1.0%～3.6%。

Fernandes 等人[28]研究了JP-8 和DF-2 號(hào)柴油對重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排放的影響，如圖1 所示。由圖可知，在1 200 r/min 和20%的負(fù)載情況下，由于JP-8 燃油的加入缸內(nèi)壓力由450 kPa 升至480 kPa。如圖2 所示，在1 200 r/min 和50%的負(fù)載情況下，JP-8 的使用使柴油機(jī)發(fā)熱率由175 J/°CA 升至200 J/°CA。

圖1 JP-8 對發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壓力的影響

圖2 JP-8 對發(fā)動(dòng)機(jī)放熱率的影響

通過上述研究可以看出，JP-8 燃料相比柴油可以提高柴油機(jī)的性能，開發(fā)新型的燃料對于進(jìn)一步提高軍用車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有著積極的意義。

綜上所述，隨著各類新型技術(shù)的不斷進(jìn)步，軍用車輛柴油機(jī)將會(huì)朝著更高的功率、更高的效率、更低的燃油消耗率方向發(fā)展。

3 軍用車輛其他動(dòng)力裝置技術(shù)特點(diǎn)

3.1 燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

燃?xì)廨啓C(jī)是一種可以連續(xù)燃燒的高速旋轉(zhuǎn)式渦輪機(jī)械，20 世紀(jì)40 年代被廣泛應(yīng)用在航空領(lǐng)域，研究人員逐漸開始進(jìn)行將燃?xì)廨啓C(jī)作為陸地軍用車輛動(dòng)力裝置的研究工作：如美國的M1 系列和俄羅斯T95 型坦克。燃?xì)廨啓C(jī)與柴油機(jī)相比各有優(yōu)劣。

3.1.1 燃?xì)廨啓C(jī)的優(yōu)勢

1）燃?xì)廨啓C(jī)具有高功率密度

在保持功率不變的條件下，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量，縮小其體積，唯一的途徑是提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，降低發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)速更快，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩更低；就質(zhì)量而言，一臺(tái)柴油機(jī)約占坦克總質(zhì)量的4%，燃?xì)廨啓C(jī)約占2%。由于這些特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)軍用車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的高功率密度，燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)可作為較佳的技術(shù)途徑。

2）燃?xì)廨啓C(jī)具有更好的轉(zhuǎn)矩特性

燃?xì)廨啓C(jī)的功率輸出由動(dòng)力渦輪提供，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速或部分負(fù)荷工況下，可從燃?xì)獍l(fā)生器獲取充分能量來提高其轉(zhuǎn)矩[29]。比較了GT601 燃?xì)廨啓C(jī)和柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性[29]，可見燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)于一般柴油機(jī)，部分轉(zhuǎn)速條件下優(yōu)于高轉(zhuǎn)矩柴油機(jī)，如圖3 所示。

圖3 燃?xì)廨啓C(jī)與柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性比較[29]

3）燃?xì)廨啓C(jī)具有更好的牽引特性

畢小平等人[30]以俄羅斯GTD1250 式燃汽輪機(jī)（共4 個(gè)擋位）和一臺(tái)軍用柴油機(jī)（共7 個(gè)擋位）作為研究對象，對兩者的牽引特性進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)果如圖4所示，柴油機(jī)的7 擋曲線有失速現(xiàn)象，丟失功率較為嚴(yán)重，而燃?xì)廨啓C(jī)的4 擋曲線是較為理想的牽引特性曲線。

圖4 燃?xì)廨啓C(jī)與柴油機(jī)牽引力特性對比[30]

4）燃?xì)廨啓C(jī)具有更好的啟動(dòng)特性

燃?xì)廨啓C(jī)的啟動(dòng)特性優(yōu)于柴油機(jī)，特別是在低溫環(huán)境下，燃?xì)廨啓C(jī)可在-35 ℃條件下啟動(dòng)無需任何輔助加溫系統(tǒng)，而柴油機(jī)在-16 ℃下冷啟動(dòng)需要進(jìn)行預(yù)熱且啟動(dòng)時(shí)間更長[31]。如表6 所示，某臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)的啟動(dòng)性能優(yōu)于柴油機(jī)[30]。特別是在高原環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)熱效率降低[32]、動(dòng)力性能減弱[33]、排放劣化[34-35]，冷啟動(dòng)困難[36]等問題。燃?xì)廨啓C(jī)則可以克服以上的問題。

表6 坦克燃?xì)廨啓C(jī)與柴油機(jī)怠速時(shí)間的對比[30]s

3.1.2 燃?xì)廨啓C(jī)的劣勢

1）燃油經(jīng)濟(jì)性問題

畢小平等人[30]將AGT-1500 燃?xì)廨啓C(jī)與一臺(tái)功率相當(dāng)?shù)能娪貌裼蜋C(jī)的燃油消耗量進(jìn)行了對比，中級(jí)公路、越野、怠速3 種工況下發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗量如表7 所示。由表7 可知燃汽輪機(jī)在怠速工況的燃油消耗量比柴油機(jī)要高l 倍；在中級(jí)公路工況，燃汽輪機(jī)與柴油機(jī)的燃油消耗量相差不大；在越野工況，燃汽輪機(jī)的燃油消耗量低于柴油機(jī)，燃汽輪機(jī)與柴油機(jī)作戰(zhàn)使用總?cè)蝿?wù)的燃油消耗量相近，總體計(jì)算燃?xì)廨啓C(jī)的燃油消耗量要高于柴油機(jī)。

表7 燃?xì)廨啓C(jī)與柴油機(jī)燃油消耗量對比[37-39]

2）燃?xì)廨啓C(jī)空氣濾清難度大

燃?xì)廨啓C(jī)的空氣消耗量大，比柴油機(jī)的耗氣量多2 倍以上，大大加重了空氣濾清的難度，容易產(chǎn)生葉片結(jié)垢[40]、腐蝕[41]、磨損[42]等問題，這是對燃?xì)廨啓C(jī)災(zāi)難性的損傷。即使已經(jīng)有研究者提出了具有高效自清潔能力的燃?xì)廨啓C(jī)，但其濾清器和回?zé)崞鼾嫶蟮捏w積，使燃?xì)廨啓C(jī)基本失去了原本應(yīng)有的體積小、單位體積功率大的優(yōu)勢。

3）燃?xì)廨啓C(jī)制造成本高

燃?xì)廨啓C(jī)的制造需要昂貴的耐高溫合金，且需要先進(jìn)的柔性加工設(shè)備，高檔的數(shù)控機(jī)床，用以滿足復(fù)雜的工藝要求，這些都大大增加了制造成本。

3.2 混合動(dòng)力裝置技術(shù)特點(diǎn)

目前，混合動(dòng)力主要包含2 種動(dòng)力系統(tǒng)：油、電混合動(dòng)力系統(tǒng)和液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)[43]。目前，混合動(dòng)力技術(shù)相對成熟，以美國為代表的各國軍方也在著力探究混合技術(shù)在軍用車輛上的應(yīng)用。

3.2.1 混合動(dòng)力優(yōu)勢

1）增強(qiáng)軍用車輛的動(dòng)力性能

混合動(dòng)力系統(tǒng)采用2 套動(dòng)力系統(tǒng)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)提供的功率不足時(shí)電池或液壓儲(chǔ)能裝置可以進(jìn)行功率的補(bǔ)給，這就使得軍用車輛獲得更高的動(dòng)力性。由于該技術(shù)方案采用了2 套動(dòng)力裝置，當(dāng)其中一套動(dòng)力裝置損壞，另一套仍然可保證軍用車輛具有正常作戰(zhàn)能力，提高了作戰(zhàn)能力和戰(zhàn)士的存活率[44]。

2）提升燃油經(jīng)濟(jì)性

混合動(dòng)力系統(tǒng)與內(nèi)燃機(jī)相比具有更好的燃油經(jīng)濟(jì)性[45]。在頻繁起停的工況下，液壓混合動(dòng)力車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性更好[46-48]，因此，混合動(dòng)力技術(shù)是改善車輛燃油經(jīng)濟(jì)性的較佳選擇。

3.2.2 混合動(dòng)力劣勢

1）電池組系統(tǒng)性能欠佳

油電混合動(dòng)力系統(tǒng)需要很完善的電池系統(tǒng)，但目前的車用電池，存在成本高、壽命短等問題，為解決這些技術(shù)難題仍需投入大量的科研力量。

2）車輛成本高，質(zhì)量大

混合動(dòng)力車輛在原有基礎(chǔ)上增加了大量裝置，大大增加了生產(chǎn)、維護(hù)成本。同時(shí)，混合動(dòng)力裝置質(zhì)量大，導(dǎo)致整機(jī)質(zhì)量增大，這在一定程度上會(huì)影響軍用車輛的動(dòng)力性能。

4 結(jié)論與展望

本文簡述了目前軍用車輛的動(dòng)力情況，提出幾種增強(qiáng)軍用柴油機(jī)性能的技術(shù)手段，并對比柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、混合動(dòng)力3 種裝置的優(yōu)劣性，對提高軍用車輛性能，提高國家國防實(shí)力有著積極的意義。同時(shí)筆者根據(jù)目前的研究狀況對未來軍用車輛動(dòng)力裝置的發(fā)展提出展望。

1）目前軍用車輛的主要?jiǎng)恿ρb置仍以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為主。隨著進(jìn)氣增壓技術(shù)、噴油技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)燃料的開發(fā)，軍用車輛柴油機(jī)將朝著更高功率、更高動(dòng)力性能的方向發(fā)展。

2）燃?xì)廨啓C(jī)相比于柴油機(jī)具有更高的功率密度，更好的轉(zhuǎn)矩特性、牽引特性、啟動(dòng)特性等優(yōu)勢，但其耗油量大、空氣濾清難度大、成本高仍是亟需解決的問題。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展以及后勤保障措施的不斷完善，其在軍用車輛動(dòng)力裝置領(lǐng)域的應(yīng)用前景有望進(jìn)一步提升。

3）混合動(dòng)力相比于柴油機(jī)具有更好的動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性，有效提高車輛作戰(zhàn)能力等優(yōu)勢；但是其電池成本高、壽命短，復(fù)雜的裝置會(huì)增加軍用車輛質(zhì)量也是不可忽略的劣勢。此外值得一提的是，采用液壓儲(chǔ)能與電池儲(chǔ)能相結(jié)合的復(fù)合式混合動(dòng)力系統(tǒng)，是未來混合動(dòng)力應(yīng)用在軍用車輛上新的發(fā)展方向[45]。復(fù)合式動(dòng)力裝置結(jié)合了2 種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，更具發(fā)展前景。

4）未來軍用車輛的動(dòng)力裝置不會(huì)只以單一的動(dòng)力裝置形式存在，結(jié)合不同裝置的特點(diǎn)，優(yōu)劣互補(bǔ)的組合動(dòng)力形式會(huì)是重要的發(fā)展方向，而且未來的動(dòng)力也將更加智能，以滿足整個(gè)系統(tǒng)信息化的需求。