裝甲車輛發動機智能化控制冷卻系統發展趨勢探討

劉可琴 劉福生 蘇亞鵬

摘要：習近平總書記在十九大報告中強調，我國的國防和軍隊建設正站在新的歷史起點上，要全面推進軍事理論現代化、軍隊組織形態現代化、軍事人員現代化和武器裝備現代化。發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，現代化、智能化已經成了當前技術的發展方向。本文將對目前國內外裝甲車輛發動機智能化控制冷卻系統的發展現狀進行概述，并在此基礎上分析最新的研究成果，對未來的發展趨勢進行探討，以期對我國的武器裝備制造業和軍隊國防建設有所助益。

關鍵詞：裝甲車輛；發動機；智能化；冷卻系統；發展趨勢

一、裝甲車輛發動機智能化冷卻系統簡介

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

二、國內外裝甲車輛發動機冷卻系統使用情況

（一）我國裝甲車輛發動機冷卻系統使用情況

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

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

其次，傳統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象。發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發動機的實際熱負荷情況進行調整，因此就可能會出現氣溫較低時過度冷卻造成起步故障，或是發動機高負荷低轉速時冷卻不夠，致使發動機過熱，相關部件的使用壽命和安全系數受到影響的情況。

（二）發達國家裝甲車輛發動機冷卻系統使用情況

發達國家由于科技水平高，研發能力強，基本已經完成了對裝甲車輛發動機冷卻系統的智能化控制改造。美國是最先提出智能化控制冷卻系統概念的國家，主要的技術構想就是通過對冷卻系統進行智能化控制，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。

目前世界范圍內在冷卻系統智能化控制領域做的比較好的是德國的MTU公司，其研發的冷卻系統具有高溫冷卻和低溫冷卻雙循環回路，并通過高低溫的控制方式對發動機出口處的溫度進行智能、精準的控制，例如水溫、進氣溫度等。這一冷卻系統的研發不僅縮小了冷卻系統的整體體積，而且還提高了冷卻系統的精準度，提高了發動機的穩定和壽命，也降低了冷卻系統的能耗，在世界范圍內處于技術領先水平。

三、我國裝甲車輛發動機冷卻系統研制進展

雖然我國在裝甲車輛發動機冷卻系統研制方面起步較晚，但通過科研人員的不懈努力與研究，目前在這一領域也已經取得了一些進展。目前科研人員已經對柴油機智能化冷卻系統進行了總體設計，利用控制高低溫回路中電控水泵的轉速，以及電控閥的開度對冷卻系統進行調節，并且進行了臺架試驗驗證，試驗結果表明，當發動機轉速、負荷均大幅提升時，冷卻水的溫度得到了合理控制，各項指標均滿足試驗要求，發動機性能得到了明顯改善。

四、我國裝甲車輛發動機冷卻系統發展趨勢

雖然目前我國在裝甲車輛發動機冷卻系統的智能化控制方面已經取得了初步成果，但與發達國家相比，未來仍存在很大的進步空間。

一是未來要對冷卻介質的溫度進行精準控制。發動機冷卻液的溫度只有在科學合理的范圍內，才能最大程度發揮發動機的性能，延長其壽命，但在實際工作中，冷卻介質的溫度要跟隨發動機情況進行調整，因此研發人員下一步應加強對冷卻介質溫度的控制。

二是要對進氣溫度進行精準控制。由于進氣溫度的高低會直接對發動機的熱效率、油耗及功率造成影響。研究表明，進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，反而會出現油耗上升的情況。因此未來的冷卻系統智能化應通過對冷卻水的溫度進行控制，實現對進氣溫度的精準控制，從而使目標溫度隨發動機的實際工作情況發生變化，保持進氣溫度科學合理。

五、結語

武器裝備制造能力和水平的高低直接關系到我國的國防和軍隊現代化建設。作為軍事智能化發展的重要環節之一，我國的裝甲車輛發動機智能化控制冷卻系統研發在起步晚的劣勢之下仍然取得了一些成果和進展，但較發達國家仍有較大差距。未來要繼續加大這方面的研發力度，不斷改進工藝技術，力爭在未來趕超世界先進水平，為我國的武器裝備制造業和軍隊國防建設做出貢獻。

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