军迷最喜欢的车往往都是一些硬派越野车,或者干脆像乌尼莫克或者MAN这种非常纯粹的工具用车。我国汽车工业发展了20多年,也诞生了很多非常不错的硬派越野车。除了像北京这种老骥伏枥的车型外,还有北汽的BJ40以及长城的哈弗H9这一类新越野车型。本期节目当然不是广告,而是借着新上市而且争议不小的一款硬派越野来讲一下一个好玩的内容,坦克转向。
在国内汽车市场最受追捧的民用越野车自然是陆地巡洋舰系列,也就是现在的兰德酷路泽。这个车系还衍生出了曾经中大型SUV的销量之王,丰田普拉多。而我们本期节目就要从这个车型开始说起,丰田的兰德酷路泽向上发展,衍生出了著名的豪华救援车,雷克萨斯LX,LX和兰德酷路泽这两辆车都装备了著名的坦克掉头系统,可以有效减少转向半径。
长城发展起来之后,以普拉多为原型研发了自己的中大型SUV哈弗H9。H9问世之后褒贬不一,由于先天使用的动力传动结构和四驱系统和兰德酷路泽有明显的差异,再加上宣传上的偏差,很大一部分人都表示这款车并不能算作是真正的硬派越野车。长城自然也没有放任不管,H9经过两次改款之后逐渐趋于完善,也的的确确成为目前国内市场上同价位最强的硬派越野车,没有之一。改款的H9不但换了采埃孚的8AT和更新的三把锁概念四驱系统,也增加了前文说道的坦克掉头。
长城也一发不可收拾,又开发了新的平台,诞生了全新的紧凑型越野车,坦克。从名字就可以看出来,长城是想让这辆车拥有媲美坦克一样的越野能力。而这辆车也搭载了分时四驱、低速蠕行系统以及坦克掉头系统。这里就有一个问题,大家可以看一下相关文章的评论,很多人貌似对长城的SUV以及硬派越野车的坦克掉头抱有非常大的偏见,动辄就用可靠性、有待验证这类话来批判H9以及坦克。偏见无所谓,但是这些言论不乏一些智商非常低下的话语,比如说什么越野车就得手动挡,自动挡不可靠,那北京就是正宗的手动挡越野车,也没见有人买啊,丰田路虎奔驰全是自动挡,BBC眼瞎么。还有说什么长城的坦克掉头属于欺诈性宣传,因为他所谓认为的坦克掉头都必须做到左右车轮一前一后转动才能叫做坦克掉头。最近刚好遇见长城摊上不少事,那么我们就借这个机会来了解一下坦克和履带式装甲车辆到底是如何转向的,长城以及丰田的这个坦克调头到底有没有欺诈的嫌疑。
丰田以及长城的坦克掉头是通过不断锁死后轮来减小转弯半径,而经过实测,也的确可以减少两米左右的转弯半径,在很多比较恶劣的越野路况确实可以做到一把方向直接完成掉头。坦克掉头这个名字并不是长城发明的,而是来自营销的丰田。90年代日本汽车有一句俗话,叫做技术的日产,销售的丰田。简单来说就是日产汽车在技术方面确实更加优秀,而丰田则在销售上更有心得。
那么汽车为什么要采用这种形式的坦克掉头呢?这得从汽车以及普通军车的驱动结构来讲起。民用越野车,比如兰德酷路泽、哈弗H9和军用轻型越野车以及卡车的布局非常类似。简单来说就是发动机在前,通过变速器以及分动箱传递给车轴,轮间以及轴间都有差速器,因此在正常路面行驶的时候,轮间和轴间是不锁止的,属于完全开放式,所以可以顺利的转弯和加速。而到了复杂路况的时候,可以锁止轮间和轴间的差速锁,使得各个车轮的扭矩分配完全一样。由于常规的轮式车辆是通过差速器将动力传递给车轮,因此两侧的车轮不可能反向旋转,所以很多键盘侠吹毛求疵的坦克掉头非得一侧轮子向前一侧的向后的说法明显是不现实的。如果普通汽车真的做到了,先准备一套房子的钱吧,不然屁香四溢也吃不到。
履带式车辆和常见的轮式车辆在驱动结构上是完全不同的。坦克两侧的6对或者7对负重轮是没有任何动力的,坦克的单侧履带可以看成是一个不规则的驱动轮,所以严格来说坦克只有两个轮子。两个轮子转向,自然不能像汽车那样转动前轮的角度来转向。实际上坦克的转医院常见的轮椅,两侧车轮的转速不同,轮椅就可以进行转向,而需要原地机动的时候,那么就可以通过一个车轮向后一个车轮向前的方式来控制方向。一群不甘寂寞的病人,在医院是可以灵活机动的上演坦克大战的。
坦克的转向机构简单来说就是改变两条履带的转速甚至转动方向,但是实现起来却是非常复杂的,比轮式车辆要复杂的多,民用车更是难以和它们相提并论,所以现在很多国家都打算将传统的履带车辆逐渐用轮式车辆取代,是有一定现实原因的。
苏联坦克惯用的转向机构被称作是双侧行星齿轮变速兼转向结构。先说一下,双侧行星齿轮也可以使用方向盘操作,使用方向盘与转向机构的先进与否没有任何关系,只是人机工程的高低而已。之所以很多人会简单的用方向盘来判断坦克的转向机构是否先进,主要是因为坦克的转向机构实在是太复杂了,大部分人连一般车辆的变速转向机构都无法搞清楚,自然很难搞懂坦克更为复杂的转向机构。坦克的传动系统和转向系统涉及了大量的齿轮和变速机构,还有液压马达液压泵和各种各样的离合器,复杂程度不比航空发动机低多少。因此,这一部分很难进行演示,所以详细的结构并不是本期节目的重点,我们只来看最终的结果。
二战的后期,苏联开始研制T54坦克,到了战后,T54和T55坦克相继诞生,我们就简称T55。这种坦克的性能是非常不错的,至今我们都认为T54和T55坦克是一款值得被历史铭记的优秀坦克。
T55坦克的转向机构比较简单,当然这是以现在的眼光来看。这种坦克的转向半径只有两种,一种是固定的转向半径,另外一个是制动转向半径。制动转向半径比较好理解,就是一侧的履带处于制动状态,另外一侧的履带转动。这种转向方式被称作是原地转向,也是坦克最常用的一种原地转向方式。所以以这个角度来看,不管是丰田还是长城公司,所谓的坦克掉头都是没有任何问题的。
高速行驶的T55如果需要转向的话,就只能使用固定的转向半径,这当然是极其不合理的,毕竟坦克在低速转向的时候问题不大,高速转向会使得坦克的操纵性能变得极差,甚至会翻车。
如果坦克的速度越来越快,那么就需要尽可能的在各个速度区间匹配不同的转向半径。这个道理其实和我们平时开车时候是一模一样的,在低速的时候方向盘打死都没问题,很多车还使用了后轮随动,低速转向后轮是反角度偏转的。而到了高速的时候,我们肯定不能猛打方向盘,只能进行轻微角度的调整,这是因为高速行驶的转弯半径很大,带有后轮转向的车辆前后车轮的偏转方向是相同的,来提升高速行驶的稳定性。如果T55坦克在50公里每小时的速度上突然来一把转向,那无异于在高速上猛打一把方向盘,玩好了是漂移,玩不好了上帝请你表演漂移。
按理来说,这种双侧行星齿轮转向机构只要增加几个转向半径就可以。但问题在于T55坦克的整体尺寸比较小,动力舱室的体积也不大,想提高性能就会大幅度增加重量和体积,因此只能使用新的思路。
T55这套转向机构很多坦克都在用,类似的结构有T62和我国的59,69,79等坦克。到了T72坦克,转向机构就变得很有意思。以T72A型和B型坦克为例,坦克总共有7个档位,算上倒档则有8个档位。
那么T72这种变速机构是怎么实现坦克转向的呢?发动机的功率被分成相同的两组,传递给两侧的减速机构,行星转向机构则拥有多个档位,实现不同速度的行驶。向右转向的时候,左侧履带挂二档,右侧履带挂一档,这时候左侧履带的转速更高,扭矩更小,右侧的转速低,扭矩大,所以坦克就会朝右转。坦克正式通过这种方式在各个档位区间拥有不同的转弯半径,听起来不错,实际上也有很明显的缺点。
由于各个档位的减速比不一样,因此半径也会随之变化。1档到4档的转向半径是越来越大的,第4挡的转向半径最大。第4档对应的行驶速度大约为21.47千米每小时,这意味着在前4档行驶的时候,T72坦克的转向和操控是比较舒服的。但是超过了这个速度之后,到了5档和6档甚至7档的时候,转向半径反而变小。这个就很恐怖的,如果着急的时候在高档位转向,那么结果无异于开着的车在高速上猛打方向。这也就是坦克比赛上那辆著名的T72高速翻车的原因,也就是所谓的转向失控。值得一提的是T64坦克的转向结构和T72相似程度比较高,所以T64也存在着相似的问题。转弯的时候学着赛车手那样先减速降档再出弯就好了,所以问题不算太明显,只是人机工程不咋样。
T72的这套双侧减速兼转向行星齿轮机构跟简单,只要注意高速转向半径变化的问题,这辆坦克是非常优秀的。而且苏联当时强调大规模生产,一旦真的进行大规模战争,T72的生产速度会让西方国家彻夜难寐。不过这几种坦克的转向机构还是不够完善,苏联肯定要进行下一步的升级。
T80是一款很有革命意义的坦克,设计非常精妙。早期的T80坦克安装的是燃气轮机,转速高功率大,因此T80坦克实际上只有4个前进档位,但是它也有4个倒挡,比T72多得多。T80这4个档位的转向半径是慢慢增大的,不存在高速行驶转向失控的问题,所以T80坦克驾驶感受是非常不错的。
参考T72坦克的变速器齿比设定,会发现它不但只有一个倒档,而且倒挡的减速比非常大,达到了14.。了解汽车变速机构的人都知道,减速比越大速度越慢,这就导致T72坦克在倒车的时候速度非常慢,只有4千米每小时左右,比人的走路速度还慢。不过对于苏联坦克来说,好像不需要倒车吧,欧洲应该没有人能拦得住苏联的坦克部队吧。
问题来了,T80在后来使用用了柴油机,乌克兰则衍生了T84和堡垒坦克,都用的是柴油机。以T84和堡垒为例,坦克拥有7个前进挡和4个倒挡,原理是通过变向机构和前进挡的四个档位结合,使得坦克额外拥有4个倒挡,最高倒车速度达到31千米每小时。苏联解体了,坦克倒车速度都变快了!
这里有意思的地方就来了,很多人都说过,苏联坦克不能中心转向,中国坦克也不能中心转向。这显然是错的,因为了解变速和转向机构的人都知道,中心转向根本就不是个多复杂的玩意。简单来说,坦克的中心转向实战意义并不大,游戏意义更大,也就是键盘意义更大。对于苏联这种基本不需要倒车,只需要正面冲击的坦克军团来说,单侧履带制动的原地转向已经足够,而且单侧履带制动转向有独有的优势。坦克对战可不是游戏那样,因此不能想当然的以游戏的角度来审视战争。
所谓的中心转向指的是坦克以两条履带的中心位置为圆心,一侧履带后转,一侧前转,完成0半径的原地转向。优点是转向的速度更快,而且半径更小。但实际上所谓的中心转向受很多因素影响,并不是完全沿着两条履带的中心旋转的,这也是由于坦克的转向机构特殊性而决定的。
由于T84坦克拥有换向装置,因此查阅T84变速器的减速比可以知道,前进的第三档和倒挡的第二档减速比很接近,因此,T84和堡垒应该是通过结合两个不同档位来实现中心转向,这种中心转向还有另一个优势,那就是无视地形限制,咱们待会再说!
无论是T80还是T72,这种传动和转向结构都更加适应大规模战争,和平时期的缺点就很明显了。按照很多资料的介绍,这种双侧行星变速器兼转向装置可以改为机械液压双流传动的方式,可以有效的改变这种转向机构转向半径和行驶速度匹配不够好,而且操纵性能比较差的缺点,甚至可以增加坦克的平均时速,机动能力更好。总的来说,苏联俄罗斯这一套转向机构优点在于结构简单,体积小,重量轻,潜力也很足,如果有足够的备份,即便液压系统失效,也可以用双侧变速箱控制坦克。
那么接下来就该说说著名的双流传动,这也是实现中心转向最方便的方式。很多人知道坦克的吊炸天的中心转向就是通过豹2坦克知道的,实际上不少老坦克都可以中心转向,加上前面说到的T84坦克,大家都该知道,中心转向并不是什么神话。
豹2坦克作为现代主战坦克的代表之作,各方面的实力都位居顶尖,而且很有代表性,也是我们节目组认为的现代坦克之王。豹2坦克所使用的是西方坦克比较常见的零差速式传动系统,设计比较类似的,还有美国偷师德国的M1系列坦克,以及和德国血统有浓厚关系的韩国的K1以及日本的90式坦克,法国的勒克莱尔也是类似的结构。
坦克的双流传动系统并不是很多人误以为的,把功率分为两流,一流给左边履带,一流给右边履带。如果按这个想法,那么双流的理解更类似于苏联坦克的双侧行星变速装置。坦克的双流转向装置指的是发动机的输出功率一部分传给转向机构,另一部分传递给变速机构。以前面说到的综合性能最好的零差速式双流传动为例,转向机构和变速机构可以做到完全独立运转。
这个时候最妙的地方就来了,当豹2坦克中心转向的时候,坦克只需要用到转向机构就可以,而当坦克直线行驶的时候,转向机构是不工作的。从性能上来讲,这种双流传动的综合效果是要好于苏俄坦克所使用的双侧行星变速装置。这种坦克的中心转向还得看地形,不是哪里都能用的。
前面说的T84和堡垒坦克两条履带独立工作,不管地面情况如何都可以做到中心转向。使用双流传动的坦克就只能在路况比较好的地面上实现中心转向,所以,大家可以看到西方坦克的中心转向视频基本都是在平整的地面或者干脆在水泥地上表演,而T84和堡垒常常在野地里撒欢。
到了野外,尤其是路面条件特别差的时候,即便是豹2坦克,也尽量用制动单侧履带的方式进行原地转向。如果地面的情况很复杂,会直接影响两条履带的扭矩分配,造成转速不一样,坦克甚至会转到沟里去,而这也是中心转向的缺点。对于驾驶员来说,单侧履带制动转向可以更方便控制坦克,中心转向只是双流传动的赠品,只是视觉效果太出色,各种展示现场经常表演而已。
所以说到这里丰田和长城所说的坦克转向或者坦克掉头是完全没有任何问题的,至于很多不太懂车的人强调他所认为的坦克掉头必须是一侧倒转一侧正转,且不说汽车实现这种转型方式要付出多么大的代价,如果地面附着力出现急剧变化,车辆甚至会失控或者翻车。
那么说到这里,西方坦克所使用的双流传动系统到底有什么实质性的优点呢?西方坦克都会使用液力变矩器,变速会更加柔和而且抗冲击能力更好。再加上变速装置和转向机构是分开的,随着车速升高,转向半径也开始变大,转向性能非常好而且易于操控,对于强调机动能力的坦克来说至关重要。不过所带来的缺点就是坦克的传动系统非常复杂而且昂贵,所以如果冷战没有结束继续发展的话,苏俄坦克还会沿着原来的方向继续发展,但是会通过增加其他机构的方式来提升转向特性以及行驶特性,两种方式各有优劣。
再次强调一下,因为坦克的动力传动以及转向装置是非常复杂而且枯燥无味的,喜欢这类的观众可以自行搜索一下相关的资料。
总的来说,苏俄坦克的优点在于结构简单,体积小,重量轻,特别适合大规模装备和制造,到了战时往往会采用只造不修的形式,西方这些昂贵的先进坦克是根本扛不住的。冷战结束之后,双流传动系统自然成为坦克发展的主要方向,我国的新坦克和装甲车也使用更好的双流传动,所谓的中心转向,我国的先进坦克和装甲车辆也是可以实现的,只是大规模地面战争已经随着苏联的消逝几乎不复存在了。
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