軍事科普:二戰期間坦克為什麽多用汽油機?
發布時間:2021-09-16
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  現如今,世界上所有國家的坦克都是使用柴油機,但是在二戰時期各國生產(chan) 的坦克幾乎全部使用汽油機,除了蘇聯從(cong) T-34坦克、日本從(cong) 90坦克以後才開始使用柴油機。為(wei) 什麽(me) 會(hui) 出現這樣的反差?

  圖注:蘇軍(jun) 的T-34坦克

  當然,時代是進步的。過去坦克使用汽油機,現在坦克使用柴油機,必然是因為(wei) 柴油機比汽油機更加適合在坦克上使用。最主要原因就是因為(wei) 坦克是重型機械,而柴油機憑借著自己熱效率高帶來的動力強油耗低,是重型機械發動機的不二人選。

  至於(yu) 柴油機為(wei) 什麽(me) 比汽油機熱效率高,這裏可以簡單科普一下。柴油機和汽油機都是內(nei) 燃機的一種。內(nei) 燃機指通過使燃料在機器內(nei) 部燃燒,並將其放出的熱能直接轉換為(wei) 動力的熱力發動機。隻不過柴油機是柴油在機械內(nei) 部燃燒,而汽油機是汽油。由於(yu) 汽油本身閃點低易揮發,所以汽油機裏汽油是和空氣先混合後壓縮到一定程度,再通過點火裝置進行燃燒產(chan) 生能量。而柴油本身閃點高、燃點低,所以柴油機裏柴油是在空氣壓縮到一定程度後,噴入高溫的空氣中發生燃燒產(chan) 生能量。燃料不同的特性,導致常見的衝(chong) 程內(nei) 燃機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。簡單點說,在燃燒前空氣壓縮的越狠,燃燒後做的功就越大。由於(yu) 在密閉的空間空氣被壓縮,自身溫度會(hui) 升高,所以這也就導致了汽油機裏空氣和汽油(霧化)的混合物很難比柴油機裏單純的空氣壓縮的更低,因為(wei) 空氣和汽油的混合物一旦壓縮的太狠,混合物就會(hui) 在點火之前提前燃燒,發生爆缸。所以這就是為(wei) 什麽(me) 柴油機比汽油機熱效率高的主要原因。當然,還有一些次要原因,這裏就不一一贅述。

  圖注:四衝(chong) 程發動機的原理圖,途中Vh和Vc的比值越大,發動機效率越高

  那麽(me) 問題回到最初,二戰時期的坦克為(wei) 什麽(me) 多用汽油機呢?原因是當時柴油機的技術還不過關(guan) 。雖然柴油機在1897年的時候由德國工程師狄塞爾研製成功,但是20世紀初主要還是用於(yu) 固定式發電機組、輪船還要火車,直到1920年才開始用於(yu) 汽車和農(nong) 業(ye) 機械。原因就是依靠壓縮點火的柴油機點火成功率不高,且本身體(ti) 積大、重量重。這些技術缺陷使得當時的柴油機還難以運用到坦克上。蘇聯和日本如果不是因為(wei) 需要在寒冷的西伯利亞(ya) 作戰,恐怕也不會(hui) 過早的將柴油機技術運用到坦克上,畢竟汽油由於(yu) 閃電低,在低溫條件下結冰後根本無法使用。反觀汽油機,早在1876年德國人奧托就根據德·羅沙的設想,製造了第一台四衝(chong) 程汽油內(nei) 燃機。而且這種汽油機問世後,很早就被用於(yu) 汽車製造,1886年問世的奔馳1號就是安裝了汽油機。所以一戰坦克被發明時就是安裝了汽油機,到了二戰時期,大多數坦克也是使用了汽油機。

  圖注:狄塞爾和他發明的世界上第一台柴油機

  作者:翁宗波,軍(jun) 事裝備科普專(zhuan) 家,國防大學工程師,主要從(cong) 事國內(nei) 外高科技裝備、各兵種主戰裝備、聯合作戰戰略戰術等方麵的研究,先後在《解放軍(jun) 報》《中國國防報》《兵器》雜誌等軍(jun) 事類報刊雜誌發表文章200餘(yu) 篇,個(ge) 人榮立三等功1次。


  出品:科普中國

  作者:翁宗波

  策劃:金赫

  監製:光明網科普事業(ye) 部


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