軍事科普:二戰(zhàn)期間坦克為什么多用汽油機(jī)?
發(fā)布時(shí)間:2021-09-16
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  現(xiàn)如今,世界上所有國家的坦克都是使用柴油機(jī),但是在二戰(zhàn)時(shí)期各國生產(chǎn)的坦克幾乎全部使用汽油機(jī),除了蘇聯(lián)從T-34坦克、日本從90坦克以后才開始使用柴油機(jī)。為什么會出現(xiàn)這樣的反差?

  圖注:蘇軍的T-34坦克

  當(dāng)然,時(shí)代是進(jìn)步的。過去坦克使用汽油機(jī),現(xiàn)在坦克使用柴油機(jī),必然是因?yàn)椴裼蜋C(jī)比汽油機(jī)更加適合在坦克上使用。最主要原因就是因?yàn)樘箍耸侵匦蜋C(jī)械,而柴油機(jī)憑借著自己熱效率高帶來的動(dòng)力強(qiáng)油耗低,是重型機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)的不二人選。

  至于柴油機(jī)為什么比汽油機(jī)熱效率高,這里可以簡單科普一下。柴油機(jī)和汽油機(jī)都是內(nèi)燃機(jī)的一種。內(nèi)燃機(jī)指通過使燃料在機(jī)器內(nèi)部燃燒,并將其放出的熱能直接轉(zhuǎn)換為動(dòng)力的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。只不過柴油機(jī)是柴油在機(jī)械內(nèi)部燃燒,而汽油機(jī)是汽油。由于汽油本身閃點(diǎn)低易揮發(fā),所以汽油機(jī)里汽油是和空氣先混合后壓縮到一定程度,再通過點(diǎn)火裝置進(jìn)行燃燒產(chǎn)生能量。而柴油本身閃點(diǎn)高、燃點(diǎn)低,所以柴油機(jī)里柴油是在空氣壓縮到一定程度后,噴入高溫的空氣中發(fā)生燃燒產(chǎn)生能量。燃料不同的特性,導(dǎo)致常見的沖程內(nèi)燃機(jī)采用了不同的工作原理,而其中最影響熱效率的就是空氣壓縮比。簡單點(diǎn)說,在燃燒前空氣壓縮的越狠,燃燒后做的功就越大。由于在密閉的空間空氣被壓縮,自身溫度會升高,所以這也就導(dǎo)致了汽油機(jī)里空氣和汽油(霧化)的混合物很難比柴油機(jī)里單純的空氣壓縮的更低,因?yàn)榭諝夂推偷幕旌衔镆坏嚎s的太狠,混合物就會在點(diǎn)火之前提前燃燒,發(fā)生爆缸。所以這就是為什么柴油機(jī)比汽油機(jī)熱效率高的主要原因。當(dāng)然,還有一些次要原因,這里就不一一贅述。

  圖注:四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的原理圖,途中Vh和Vc的比值越大,發(fā)動(dòng)機(jī)效率越高

  那么問題回到最初,二戰(zhàn)時(shí)期的坦克為什么多用汽油機(jī)呢?原因是當(dāng)時(shí)柴油機(jī)的技術(shù)還不過關(guān)。雖然柴油機(jī)在1897年的時(shí)候由德國工程師狄塞爾研制成功,但是20世紀(jì)初主要還是用于固定式發(fā)電機(jī)組、輪船還要火車,直到1920年才開始用于汽車和農(nóng)業(yè)機(jī)械。原因就是依靠壓縮點(diǎn)火的柴油機(jī)點(diǎn)火成功率不高,且本身體積大、重量重。這些技術(shù)缺陷使得當(dāng)時(shí)的柴油機(jī)還難以運(yùn)用到坦克上。蘇聯(lián)和日本如果不是因?yàn)樾枰诤涞奈鞑麃喿鲬?zhàn),恐怕也不會過早的將柴油機(jī)技術(shù)運(yùn)用到坦克上,畢竟汽油由于閃電低,在低溫條件下結(jié)冰后根本無法使用。反觀汽油機(jī),早在1876年德國人奧托就根據(jù)德·羅沙的設(shè)想,制造了第一臺四沖程汽油內(nèi)燃機(jī)。而且這種汽油機(jī)問世后,很早就被用于汽車制造,1886年問世的奔馳1號就是安裝了汽油機(jī)。所以一戰(zhàn)坦克被發(fā)明時(shí)就是安裝了汽油機(jī),到了二戰(zhàn)時(shí)期,大多數(shù)坦克也是使用了汽油機(jī)。

  圖注:狄塞爾和他發(fā)明的世界上第一臺柴油機(jī)

  作者:翁宗波,軍事裝備科普專家,國防大學(xué)工程師,主要從事國內(nèi)外高科技裝備、各兵種主戰(zhàn)裝備、聯(lián)合作戰(zhàn)戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)等方面的研究,先后在《解放軍報(bào)》《中國國防報(bào)》《兵器》雜志等軍事類報(bào)刊雜志發(fā)表文章200余篇,個(gè)人榮立三等功1次。


  出品:科普中國

  作者:翁宗波

  策劃:金赫

  監(jiān)制:光明網(wǎng)科普事業(yè)部


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