（轉載）傳動演義（四）——坦克是怎樣轉向的？

原載於超大，但是超大（自）掛（割）了，所以沒法給出來源連結了。。。作者我也沒記下。。。侵刪。

很多人都看過豹2坦克的機動演示，其中的中心轉向對大家來說印象十分深刻。很多人認為只有非常先進的坦克才能做出這個動作，那麼如此華麗的中心轉向究竟是怎麼實現的？能夠實現中心轉向又說明了什麼？這篇文章將給出相應的答案。

既然題目是轉向，那麼首先明確一個概念，按照TB的習慣：制動一側履帶的轉向方式，稱為原地轉向，也叫制動轉向；一側履帶正轉、一側履帶反轉的轉向方式，稱為原位轉向，也叫中心轉向。原“地”與原“位”，為什麼這麼叫，我也不知道。應該是命名的人起的名字，就像書一定叫“書”，不叫“本”一樣，大家記住就好了。

坦克是怎樣轉向的？

與一般的輪式車輛不同，履帶車輛是透過“主動”改變兩側履帶速度的方法實現轉向的，這個主動控制履帶速度的機構稱為轉向機構。那麼，什麼叫主動改變呢？要先從輪式車輛的轉向開始說。一般的輪式車輛，在轉向時要轉動方向盤給前輪一個角度，前輪由於角度改變造成運動軌跡的變化，後輪的運動軌跡也跟著發生變化。顯而易見的事情是，轉向時內側和外側車輪滾過的路程是不同的，如果硬要它們按照同一個速度運動，只能是加劇輪胎的磨損。所以，聰明的工程師發明了差速器這個神器，它可以在根據內外側車輪不同的運動軌跡改變車輪的速度。可見，輪式車輛轉向時內側和外側車輪的速度差隨著轉向過程出現的。而履帶車輛則不同，由於它不能改變履帶的角度，所以要主動讓內外側履帶出現一個速度差，這個速度差是靠傳動系統主動產生的。坦克傳動系統中產生速度差的機構，稱為轉向機構。按照轉向機構與變速機構的連線關係，可將坦克傳動分為單流傳動系統和雙流傳動系統兩類。

單流傳動系統的特點是轉向機構與變速機構串聯，即發動機輸出的功率是在透過變速機構之後才流入轉向機構的；而雙流傳動系統則是轉向機構與變速機構並聯，發動機輸出的功率先經過分流機構分為轉向功率流和直駛功率流，分別經過轉向機構與變速機構後透過匯流機構重新匯成一路再傳遞到主動輪上。

單流傳動系統

最初的坦克使用的就是單流傳動系統，其結構簡單、使用和維修相對容易，前面提到的差速器轉向和離合器轉向都是典型的單流傳動形式，它們的代表作分別是美國M113裝甲車和蘇聯T-34中型坦克。在第一次世界大戰後期，英國的威爾遜發展了一種二級行星轉向機構，可以使坦克在直駛和原地轉向（指一側履帶完全制動，與一側履帶正轉一側履帶反轉的原位轉向不同）之間增加一箇中間規定轉向半徑。當用這個規定轉向半徑時，內側制動用的小制動器完全不產生滑動摩擦，並且可以在低速側回收功率補充到高速側去，這使得滑摩轉向的使用頻率減小，提高機構的可靠性和功率利用的合理性。最典型的單流傳動系統要數T-54中型坦克使用的五擋手動傳動裝置。

由於T-54的傳動系統結構合理，非常符合使用要求，所以之後的T-55和T-62坦克幾乎照搬了其傳動裝置，只不過把側傳動由一級固定軸傳動改成了二級行星傳動。中國的59式、62式、乃至88式更是直接採用了這種轉向機構。在這裡還需要說明一點：如果當年的蘇聯武裝力量還在，那麼這種傳動形式到現在仍然是非常合理的，因為它和蘇聯軍事的整體戰略相一致：武器系統不需要太長的壽命，能夠在戰時使用即可。平時的維修保養困難根本不算是個問題，真打起來是不會有機會保養的，打壞了就造新的。不過，以現在的觀點來看，大規模戰爭在短時期內不會爆發，因此不僅是華約各國，就連俄羅斯軍方也開始考慮在新研製的坦克上使用液力綜合傳動。所以說，當年蘇聯坦克的發展思路是沒有問題的，它正是嚴格遵循了蘇聯的戰略思維。

但是，單流傳動，你已經過時了！（注意口型）

雙流傳動系統

從出現時間來看，雙功率流傳動系統的出現比單流傳動晚得多，最早的雙流傳動系統是1936年由Schneider公司研製成功的SOMUA轉向機，此時很多二戰中的著名坦克都已經定型了。而且因為技術不成熟，應用範圍很有限。直到二十世紀40年代，英國和德國才逐漸發展出了現代形式的雙功率流傳動系統。這種結構比較簡單合理，在輸入端利用定軸齒輪將功率流分為直駛和轉向兩路，兩路功率分別經過變速機構和轉向機構，之後在輸出端由匯流行星排將兩路功率匯成一路。它在用不同的擋位工作時，會產生不同的轉向效果。每一個擋位都有一個規定轉向半徑，同時低擋實現的轉向半徑小，而高擋時實現的轉向半徑大，這正好符合車輛行駛的要求。另外，如果在空擋時轉向，而且地面阻力比較小（這個前提條件非常重要），就會得到一側履帶向前運動，另一側履帶向後運動的中心轉向（也叫原位轉向，和原地轉向差一個字）。

雙流傳動可分為差速式和獨立式兩類，根據匯流行星排太陽輪在直駛時的轉速方向與匯流排齒圈轉速方向的關係，又可細分為正獨立式、零獨立式、正差速式、零差速式和負差速式共五種雙流傳動系。這五種雙流傳動系統雖說都能勉強實現中心轉向，但是隻有一部分零差速系統才能完成類似豹2坦克那樣穩定的中心轉向，其中的原因請見下文。

零差速式雙流傳動區別於其它四種雙流傳動系統的本質特點在於，它的轉向機構與變速機構可以完全獨立運轉：中心轉向只用轉向機構；直線行駛只用變速機構。當然，一般的轉向還是要二者同時工作的。要知道，變速機構提供坦克質心的平動，轉向機構提供坦克的轉動。如果要坦克只作轉動而不作平動，必須滿足這個條件：鎖死變速機構，轉向機構獨立運轉。這一點，是其它雙流傳動系統不可能做到的，而且也不是所有零差速式雙流傳動系統都能做到的。只有像豹2這樣使用能夠鎖定變速機構的零差速式雙流傳動的坦克才能完成穩定的中心轉向。其它的，頂多只能在水泥地上爽一爽而已，換在野外，一樣要和單流傳動一樣老老實實地制動一側履帶轉向。

至於像豹2這樣的坦克，它們的中心轉向神功也不是在所有路面上都可用，爛泥地、搓板路、馬路牙子等等都會影響它的發揮。所以路況比較複雜時，駕駛員還是會選擇比較踏實的制動轉向，畢竟這樣轉向時只需要關注一側履帶，不用同時擔心兩側履帶會碰到什麼不和諧的東西。這麼說吧，中心轉向只不過是應用效能良好的零差速式雙流傳動系統的一個副產品，讓駕駛員在駕駛時有更多的選擇。中心轉向本身並不是什麼高科技，沒有什麼值得吹噓的，真正給力的是整個零差速式雙流傳動系統的效能，靈活、抗衝擊、轉向效能優良、功率密度高、可靠性好等等……這裡打個比方，不知道合適不合適：我的Thinkpad非常堅固耐用，關鍵時刻用來防身，但是防身這個能力對膝上型電腦來說卻不能算是重要指標。

再說說坦克上面的方向盤是怎麼回事吧：T系列坦克使用操縱桿而不是方向盤的主要原因在於他們傳動系統的佈置形式。這種獨立式單流傳動系統的轉向機構佈置在車體兩側，在轉向時需要操縱一側的元件，另一側不需要動作。由於距離較遠，所以採用兩個操縱桿分別控制兩側的操縱件。同樣是單流傳動，西方早期的差速式轉向的操縱件佈置在中央差速器兩側，距離較近，便於使用一套操縱桿或方向盤對兩個操縱件進行控制。

目前，由於液壓控制技術的發展，新型坦克偏向於採用液壓操縱。從理論上講，所有傳動形式都可以透過液壓系統實現方向盤控制，二級行星轉向機和雙側變速箱也可以。多年前就已經有使用方向盤成功應用於二級行星轉向機的報道。而至於雙流，尤其是使用液壓轉向的雙流系統，更是便於使用方向盤。

中國坦克也能中心轉向

我國自五十年代起就開始了坦克傳動系統的研究工作，雖說59式、62式、甚至到88式都採用了當年T-54的傳動形式，但是我國科技工作者對傳動系統的改進工作一直沒有中斷。

1954-1957年，我國主要是學習前蘇聯的傳動設計理論，包括牽引計算、變速箱排擋劃分、部件結構設計、強度計算等，後來又學習了液力傳動、雙流傳動理論等，還逐漸掌握了美國、日本、德國等國的坦克技術資料，並形成了自己的設計觀念。

由於特定的歷史條件，直到八十年代末，我國才正式開始設計自己的雙流傳動裝置。這時，國際上第三代主戰坦克已經大規模服役，雙流傳動技術已經完全成熟，優秀的產品層出不窮。除了雙流傳動理論，我國對研製雙流傳動裝置的基礎幾乎是零。在這種形式下，我國從研究國外成熟的傳動裝置入手，消化吸收，建立自己的雙流傳動設計方法。首先引進的是德國ZF公司的LSG3000和法國SOMA公司的ESM-500綜合傳動裝置，這兩種傳動系統分別成功應用在K1主戰坦克和勒克萊爾主戰坦克上。除了直接引進，我國科研人員還出過訪問了德國RENK公司，收集了RENK公司為豹2生產的HSWL-354綜合傳動裝置的技術資料。在分析了國外先進傳動技術的基礎上，結合我國國情，確定了我國坦克傳動裝置的功率序列：600馬力以上級和600馬力以下級。北方車輛研究所和北京工業學院分別負責對這兩個系列的研究工作。在“八五”期間，以上兩所研究機構先後完成了多個關鍵技術的攻關，包括液力變矩器、轉向液壓元件、液壓控制系統、自動換擋技術等。

首先完成的是北京工業學院負責的600馬力以下級綜合傳動裝置，後來被命名為CH400，主要用於步兵戰車等小噸位車輛。CH400採用液力傳動，具有六個前進擋和一個倒擋，手動換擋。這是我國研製成功的第一種雙流傳動裝置，能夠實現液壓無級轉向，在空擋時可以實現中心轉向。之後，北方車輛研究所研製的大功率綜合傳動裝置CH1000研製成功，該傳動裝置可用於主戰坦克，額定功率1103千瓦，能夠實現自動換擋和液壓無級轉向。CH1000研製的成功，標誌著我國主戰坦克從此將有優秀的雙流傳動裝置。CH1000裝備於我國99式主戰坦克的改進型，相信過不了多久，大家就會看到我國主戰坦克的中心轉向。CH400研製成功後，北京工業學院在基本型的基礎上，將CH400系列化。到目前為止，CH400系列已經裝備了多種型號履帶車輛，包括步兵戰車、兩棲突擊車、自行火炮、導彈發射車等。CH400系列還派生出了小型化產品CH300，目前已經在履帶輸送車、指揮車等輕型車輛上成功應用，將來會推向國際市場，為各國的老裝備提供升級服務。差點忘了，所有CH系列傳動裝置都能完成中心轉向。

總結

中心轉向不是什麼神功，也並不是先進與否的標誌。實際上，除了個別專門設計了閉鎖機構的車輛外，大部分裝用差速式雙流系統的坦克實現的中心轉向都是相對轉向半徑（坦克轉向半徑和履帶中心距的比值）為0～0。5的半徑不定的轉向，特殊情況下也可能大於0。5，但是對作戰和使用並沒有太大影響，仍然有實用價值。有趣的是，俄羅斯研製了一種五擋雙側變速箱，如果該傳動系統一側掛1擋、一側掛倒1擋，那麼它的運動狀態將是相對轉向半徑固定，且質心的轉向半徑僅僅為0。2米的中心轉向，這個轉向半徑比很多雙流傳動的都要小很多。所以說，中心轉向不是雙流傳動的專利，單流系統也可以實現，甚至能實現得更好。雙流系統真正的優勢在於它

各擋的規定轉向半徑是可以隨著擋位升高而增大，並且是易於控制的

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