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20元炮游戏-一路艰辛的国产发动机之路-抚松新闻

2020-01-11 17:13:11

20元炮游戏-一路艰辛的国产发动机之路

20元炮游戏,节选自 澎湃的中国心——忆张保中总师研制坦克发动机的艰辛岁月

原作者 口述:张均享 文字整理:刘晓峰

二代坦克发动机的研制

装甲兵领导和科研机关正式形成了“以69式坦克为基础,通过改进发展一种新型车辆,装备部队使用”的思路。1979年10月底,使用单位的有关负责同志去山西柴油机厂和车辆发动机研究所调研,听取了厂、所领导和张保中等设计人员对从1973年开始研制的537千瓦涡轮增压柴油发动机研制情况的报告,并查看了新型发动机台架试验的情况。根据这次调研的结果,贺晋年副司令向我们几个装甲兵系统的发动机负责人提了三个问题。

贺副司令问我的第一个问题是:“新型发动机使用涡轮增压器的方案是否可靠?”在当时的技术背景下,我国对于坦克涡轮发动机还存在比较大的争议。我们给贺副司令解释了关于坦克用涡轮增压器是利用发动机排出的废气提供动力,通过空气加压,从而提高发动机燃烧效能的办法来提高发动机马力,通俗地讲,这属于不用白不用。而且当时国外坦克技术先进的国家都采用了带有涡轮增压器的坦克发动机,效果也很好。

贺副司令听了我们的解释,对于坦克加装涡轮增压器的想法予以了认同,于是他又提出了专业性极强的第二个问题:“你们要搞这款发动机,缸盖的强度够不够?解决缸盖强度的问题需要多长时间?”我们向贺副司令回答道:“根据我们现有的技术条件,只要经过改进设计,台架试验中缸盖裂纹的问题能够在规定时间内解决。”

最后,贺副司令给我们提出的第三个问题是:“如果选用这款发动机的话,还需要做哪些工作?距离设计定型还有多长时间?”我对贺副司令讲:“根据我们的技术力量,大约需要一至两年的时间。”然后我们又向贺副司令汇报了详细情况。最终形成了三点共识:

1、涡轮增压器已经广泛地应用于坦克装甲车辆和民用重型车辆的发动机,其对于提高发动机功率来说是一项可靠、成熟的技术。

2、山西柴油机厂、发动机研究所研制的537千瓦增压发动机样机性能指标良好,经过装车试验证明,可以适应坦克的使用要求。发动机零部件也具有良好的工艺继承性和通用性,一旦定型可以很快投入生产。

3、解决气缸盖强度的设计问题预计需要经过两轮光弹、电测应力试验,并考虑到缸盖等零部件试验所需的时间,发动机整机定型时间预计为一年到两年左右。

在此之后,装甲兵领导在包头的工厂听取了“69改”坦克方案的报告,作出决定,要求工厂方面在“69改”坦克上除了装配当时较为先进的灭火抑爆装置和口径较大的火炮,以及当时世界上比较先进的弹道计算机外,还专门提出了要给“69改”坦克加装当时国内最先进的火控系统和537千瓦发动机。经上级批准后,1981年将“69改”坦克的研制工作正式列入国家计划。由于当时“69改”坦克对于原型车69式坦克的很多分系统做了“脱胎换骨”的调整,只有外形还能看出69式坦克的影子,内部设备基本是全新的。所以决定将“69改”划为二代坦克,此前由于经费不足而被迫停止的国产537千瓦发动机的研制也正式恢复上马,并正式确定为二代坦克发动机。

在各项研制工作按部就班地进行一年之后,两台537千瓦发动机样机按考核规范进行了一次测试。在这次测试中,发动机并没有出现爆轴等现象,安全地通过了国家规定的试验。但是在发动机分解过程中发现,其中一台样机的主轴承瓦出现了严重的烧蚀现象,故障零件的表面全部被烧黑了。

1982年春,在工厂的会议室里,工厂方面和使用部门就发动机出现的烧蚀现象进行了讨论。工厂方面认为此时的发动机已经可以通过考核试验,然而使用部门却坚持不同意见,整个会议室里只有我和装甲兵机关的崔参谋是穿军装的,其余几十人都是工业部门的。大家在会上分析了故障特点,为什么主轴瓦会出现这种情况?主要原因是在新发动机上仍然选用原来老发动机的曲轴,这就造成了零件结构刚度不足,在短时间、低负荷的时候还能勉强应付,等行驶的时间一长、载荷大的时候,曲轴就会发生变形,碰到轴瓦。崔参谋问我怎么办,我对崔参谋说:“故障必须彻底解决,虽然发动机通过了规定的考核测试,但从实战角度考虑,将来万一在使用中出现了问题,是非常致命的。”随后,崔参谋在代表装甲兵发言时说:“今天使用部门到场的就我们两个,但是我们的人再少,意见也占百分之五十一;你们人再多,意见也只占百分之四十九。对于这次测试中出现的问题,工厂一定要想办法解决才行。”这时候就听见会议室里有人大喊了一声:“好!”整个会议室都在找这个喊“好”的人是谁。此刻,工厂总工程师王雄飞站了起来,他环顾了一下四周,大声问道:“总调度来了没有?”这时便有人回应,“来了!来了!”王雄飞又问:“缸盖现在到哪一步工序了?”总调度回答:“距离完成加工还有一个月左右。”于是,王雄飞当场下了命令:“再做两台537千瓦发动机的样机,一定要做好!供进行下一次考核试验用。”

在后来的改进设计中,王雄飞总工带领工厂的同志们首先把曲轴通过热处理来提高刚度;然后创造性地把轴承瓦的“双直线”结构改为了“双曲线”结构,通俗地讲,就等于是主轴承瓦给曲轴“让位”,在过去的“双直线”结构中,曲轴一旦变形,就会与主轴瓦发生剧烈摩擦,而当轴瓦改成“双曲线”结构以后,曲轴即使有一定量的变形,也不会蹭到轴瓦。后来又经过多次试验,彻底解决了轴瓦烧蚀的问题。

1983年7月,537千瓦发动机通过了使用部门的鉴定审查。经过近30年艰苦曲折的探索,我国自行研制的坦克涡轮增压柴油机终于正式定型。这标志着我国具备了研制二代坦克发动机的能力。在537千瓦涡轮增压柴油机研制的过程中,张保中、郗健等研制者们坚持采用涡轮增压技术方案;实现涡轮增压发动机与空气滤清器、排气与引射抽尘系统的合理布局;完成发动机紧凑设计并成功横置于坦克动力舱;协调工厂与研究所在短期内完成了缸盖的结构强度设计并通过各项考核测试等方面都付出了辛勤的劳动,做出了创造性的贡献。在欢喜和激动之余,我们也不能忘记为此献出了自己生命或积劳成疾过早离开我们的人,他们是:中尉研究实习员孙二云、发动机主管设计师王新颖、某车辆研究所所长王启槐。现在,537千瓦涡轮增压坦克柴油机已经被更先进的坦克发动机所取代,但这款发动机为我们积累了相当多的成功经验,对于我们国家坦克发动机的研制事业具有里程碑的意义。

三代坦克副总师杜惠昌向笔者提供了张保中晚年与他通的信件,在信中,张保中曾提到过这样一件事:“由于1967年搞的涡轮增压发动机装坦克不太成功,空气滤放在顶装甲上,前上装甲板又放了个机油散热器,引出了‘前有鸡窝、后有茅楼’的评价。直到1974年大佘台跑车时,请装甲兵来看,他们以为还是老样子,不来。后来部里以召开现场会议的名义,请他们。这次我因病未去,后来听回来的人告诉我,装甲兵对此次装车的评价是,‘还像个坦克’,后来就顺利些了”。

关于张保中在信中提到的“鸡窝”,其实是537千瓦涡轮增压发动机的外置空气滤装置。1974年537千瓦涡轮增压发动机第一次装车试验,因为采用了空气滤外置设计方案,外观不太好看,就背上了一个“鸡窝”的称号。其实,“鸡窝”是537千瓦涡轮增压发动机装车的一个创举。新的空气滤外置有三个最明显的优点:1、保证发动机的增压器和空气滤各有自己的空间位置;2、发动机马力大了,外置空气滤可以获得比较低的进气温度,以达到高的充气系数;3、把原来的废气抽尘可以改为电抽尘。对于“鸡窝”的问题,工业部门的意见是首先解决性能和总体布置,然后再解决外观的问题。所以,顶着“鸡窝”的新型发动机坚持装车试验,先后换了几台车,不断改进、完善,走南闯北,完成了性能测试和冬夏季、沙漠、高原以及潜渡等各项行驶考核试验。

1976年初,单位组织到南苑机场参观越南赠送给中国的美国m48坦克。我们发现m48坦克也有两个“鸡窝”,左右叶子板上一边一个。杜惠昌当时看到这两个“鸡窝”后的第一个反应是:我们的新型发动机不也是这样么!没有想到美国m48坦克采用涡轮增压发动机,空气滤也是外置的。虽然我们当初认为顶着“鸡窝”跑车只是临时的装车方案,可结果却与美国的装车结构殊途同归。看到这种顺理成章的结果,张保中马上在机场与杜惠昌和王继中交换了意见。大家认为,这个实际例子应该是可以说服使用部门的一个依据,并且应该及时把这个情况报告给车体和发动机研制单位的有关领导。

最后,经过论证研究和不断改进,定型的二代坦克发动机装备在80式坦克上,仍然采用了粗滤清器外置的方案,只是布置和结构做了进一步改进,对此再也没有人提出任何异议,“鸡窝”也成了坦克发动机研制历史的一段小插曲。

三代坦克发动机的由来

三代坦克发动机的研制工作与二代坦克的537千瓦涡轮增压发动机装车定型试验几乎是同时进行的,国家于1984年正式下达了研制三代主战坦克的任务,祝榆生此时也被任命为三代坦克的总设计师。三代坦克发动机并不是像有的专家在电视上“忽悠”的那样,说什么德国人帮我们研制的,作为这个项目的参与者,我可以负责任地讲,三代坦克发动机血统是纯正的国货,而且三代坦克发动机也并不是由哪一种老发动机改装而来,而是实实在在全新研制出来的,而且时间跨度也很长,这就要从上世纪70年代说起。

1978年4月,以山西柴油机厂为主、发动机研究所参加,提出以12150l柴油机为基础,并汲取537千瓦涡轮增压柴油机的研制经验,研制x150和涡轮增压中冷柴油机。与8v165发动机研制工作不同的是,这次研制工作的全部经费是由科研单位自筹而来的。工厂方面由景维明、向阳主持,研究所方面由张保中等人参与。位于大同的研究所进行了单缸试验,并对喷油泵、机体、曲柄连杆机构进行了重新设计,并加强了传动齿轮等改进设计。只用了短短一年的时间,就研制出了x150发动机的样机。并通过台架试验测得发动机功率为706千瓦,达到了论证会议上提出的要求。但是在后来的试验中,发动机又出现了缸盖裂纹、副连杆销耳断裂及轴瓦烧蚀等多项故障,这些问题在短期内显然是难以解决的。

张保中和他的同事们对8v165和x150两种发动机的结构、性能做了详尽的分析,并结合我国发动机制造工艺的实际情况,探讨了对于x150发动机采用后置传动的方案。1980年召开了关于这款发动机的专题会议。会上,张保中对后置传动方案做了全面介绍,与会的很多领导和同事们听后都大为认可。

在总结了以往工作的基础上,研究所方面以张保中为总设计师的科研团队正式提出研制一款缸径为150毫米、行程160毫米、功率为735千瓦、将来能够达到883千瓦的新型发动机。新型发动机采用机身连体、并列连杆、全平齿轮后置传动的涡轮增压中冷柴油机方案,方案命名为150hb。1981年,中国兵工学会发动机学会召开了关于我国坦克发动机发展的研讨会议。在这次会上,张保中代表工业部门做了《两年来发动机研制状况》的报告,由于8v165发动机在功率指标、结构及制造工艺等诸多问题上处于停滞状态,于是与会者们就把关注的目光投向了x150发动机和150hb方案上来,并进行了详细的讨论。当时会场上还就一些具体的技术问题发生过激烈的争论,比如大家都对两种发动机的机型结构强度抱有疑虑,甚至还有的与会专家提出了同美国ricardo发动机研究所合作改造和发展12150l坦克发动机的建议。

1982年初,研究所支持召开了150hb方案评审会议。经过深入的分析和讨论,又得出了很多新的修改建议。会议结束后,五机部在研究所设立了150hb发动机方案的预研课题组,从发动机的方案选择、零部件研究、整机研制,最后到试验和考核,都严格按照最新的科研程序进行。

三代坦克发动机总师

1984年,祝榆生总师综合考虑了x150发动机和150hb方案各自的特点,认为x150发动机研制工作已经开展,见效比较快,能够马上装车试验,对加快三代坦克研制进度有好处;150hb方案虽然还处在方案阶段,但发动机结构合理、性能优异,而且能够为我国将来的发动机研制打下很好的基础。于是提出以x150发动机为三代坦克的首选动力,150hb发动机作为第二方案,两种方案同时开展,万一其中一个方案出了问题,还能有一个备选方案,做到“两条腿走路”,快速高效、有备无患,最终确保三代坦克项目顺利完成。

随后,由张保中主抓的150hb方案在单缸试验的性能参数、主要部件以及整体布局取得的成果尤为突出。随着150hb发动机研制工作的不断进行,x150在测试中也出现了一些问题,此时在研制部门也出现了是不是集中力量优先发展比较有潜力的方案的建议。了解到这一情况后,三代坦克总师多次听取研究所、工厂相关研制人员以及使用部门的意见,从两种机型的结构、制造工艺、可靠性和发展潜力等问题进行了全面讨论,并且组织了兵器行业内、外专家的评审。最终的讨论和评审结果是,大家一致认为150hb发动机更优于x150发动机的方案,并建议选择150hb发动机作为三代坦克首选动力进行研制。

随后,负责150hb发动机的张保中也就被任命为三代坦克发动机分系统的总设计师。作为总师,张保中提出150hb发动机的整体设计理念,使结构设计更加紧凑,并提出了“一缸一段”、“内腔增设中隔板”以及配气顶板的实验研究。其中配气顶板的设计甚至领先于德国。此外,还成功研制了高压比涡轮增压器、高泵端压力的大柱塞喷油泵、可承载高负荷的活塞组和新式轴承瓦等关键部件,解决了连身机体、整体气缸盖铸件的浇筑工艺,攻克了机体、缸盖和主轴承的刚度、强度难关。经过数十台样机的研制和上万小时的发动机台架和装车试验,1998年终于完成了定型的鉴定审查。150hb发动机作为三代坦克的动力系统,是我们国家具有全部自主知识产权的大功率坦克涡轮增压中冷柴油机。

如果从1978年开始对三代坦克发动机的探索性研究算起,经过概念研究、部件预研、部件性能样机、初样机研制,到正样机研制以及发动机定型,一共经历了20年。而作为总设计师的张保中,也把自己人生中最辉煌的20年献给了三代坦克发动机的研制工作。后来选用150hb发动机的三代主战坦克经过长期使用,证明其各项性能均处于世界一流水平,张保中在他人生的最后两年说过这样一句话:“我这辈子,能搞出个世界级的一流,也就算不白干了。”

直到张宝中去世前,他每个月的退休工资只有三千多元。从1959年他经历了近三年艰苦的生活,随后又遭受了“四清运动”和“文革”的政治磨难,张保中矢志不渝,始终保持着为坦克发动机事业无私奉献的赤诚之心。所以,在每次承担大型科研任务的时候,他对工作的澎湃热情总是能使他忘记所有的不愉快,全身心地投入到他所沉迷的事业当中。在上世纪80年代,我国与外国交往不断频繁。张保中曾多次同西方国家知名的坦克发动机制造商、研究机构接触,希望能通过转让或合作研发的方式获得坦克发动机的相关技术,但面对的却是各种条约、法律限制或是苛刻到无法接受的条件。这些经历再后来也更坚定了张保中在我国一定要独立自主地发展坦克发动机的决心。

张保中在工作中,善于从新的机型和结构提取有用的技术为我所用,他在很多时候用于坚持自己的观点,并承受着来自多方面的压力和负担。日常生活中,他和夫人一起把家里布置得清爽、整洁。张保中爱好音乐、美术和摄影,并且在研制三代坦克发动机的时候对我们说:“美国康明斯公司在设计发动机时,除了有总设计师,还要有一个美工师。”或许正是这些爱好,使他一生的得意之作——150hb发动机在设计布局、结构紧凑、外形美观等方面受到了使用者的一致好评。

2000年,张保中退休后,他仍然关注着我国坦克发动机的发展和国外相关技术的最新动态。经过几年的不懈努力,提出了我国新型坦克二冲程发动机的总体布局、结构方案和论证报告。回顾张保中的一生,可以用“老骥伏枥,志在千里;烈士暮年,壮心不已”的诗句来形容。

2014年12月4日,我得知张保中去世的消息,心情非常沉痛。他这一辈子经历了多少磨难、承受了多大的压力,也只有他的家人和我们这些比较亲近的朋友才能理解。张保中一生的物质生活是清贫的,但他却给后人留下了无价的财富

作者:匿名
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