虎式坦克的王者之心——HL 210

虎式坦克的發動機由位於柏林的邁巴赫公司專門負責開發(Maybach-Motorenbau GmbH)。邁巴赫公司在卡爾·邁巴赫的技術指揮之下,為二戰德軍所有的中型、重型坦克製造發動機。

第一款虎式坦克的發動機是一種12缸V型排列水冷汽油發動機,其排量為21.33升(1302立方英寸),功率輸出為650馬力,轉速為3000轉/分。它就是邁巴赫HL 210 TRM P45發動機。

備註:

HL = Hochleistungsmotor (高性能發動機)

TRM = Trockensumpfschmierung mit Schnappermagne (磁電脈衝式幹油池潤滑)

P = Panzermotor (坦克用發動機)

下圖:HL 210 P45發動機

虎式坦克的王者之心——HL 210/230 P45

虎式坦克的王者之心——HL 210/230 P45

這個緊湊的小型發動機能爆發出與其個頭不符的巨大能量。它長僅4英尺、寬3英尺2英寸、高3英尺1英寸(不包括空氣過濾器)。它被安置在虎式坦克後部的一個密封隔間內。

由於發動機匆忙的投入了生產,它有一些毛病未被解決。發動機在其最高功率輸出即3000轉/分的時候不能保證可靠的操作性,需要車組乘員進行手動操作。《虎式坦克操作守則》上建議發動機轉速不要超過2600轉/分。這很明顯導致了虎式坦克的動力不足。由於緊湊發動機隔間以及其它技術上的侷限性,不可能安裝一個體積更大、動力更強勁的發動機。最後的更改,是將原來的發動機的鋁製汽缸體換成鑄鐵製的,使其排量升為23.88升(1457立方英寸)。雖然這樣增加了發動機的重量,不過也使它的強度增強了。發動機在3000轉/分的輸出功率達到了700馬力(實驗中採用二級機械增壓達到了天頂星的1200馬力極限輸出)。新式發動機被命名為邁巴赫 HL 230 TRM P45發動機。

下圖:HL 230 P45發動機

虎式坦克的王者之心——HL 210/230 P45

由於發動機匆忙的投入了生產,它有一些毛病未被解決。發動機在其最高功率輸出即3000轉/分的時候不能保證可靠的操作性,需要車組乘員進行手動操作。《虎式坦克操作守則》上建議發動機轉速不要超過2600轉/分。這很明顯導致了虎式坦克的動力不足。由於緊湊發動機隔間以及其它技術上的侷限性,不可能安裝一個體積更大、動力更強勁的發動機。最後的更改,是將原來的發動機的鋁製汽缸體換成鑄鐵製的,使其排量升為23.88升(1457立方英寸)。雖然這樣增加了發動機的重量,不過也使它的強度增強了。發動機在3000轉/分的輸出功率達到了700馬力(實驗中採用二級機械增壓達到了天頂星的1200馬力極限輸出)。新式發動機被命名為邁巴赫 HL 230 TRM P45發動機。

只有最初的250輛虎式坦克裝備了HL 210 發動機。不過即使是功率增強了的HL 230 發動機的動力仍然不夠。它在速度上,除了不如當時的一些其它德國坦克以外,也遜色於它的很多對手,比如蘇聯的T34坦克。另外,它的油耗也大的驚人,老虎每英里大約消耗2.75加侖的燃料。坦克四個油箱的總燃料攜帶量大約是125加侖(568升),所以老虎的行動範圍很有限,行動時必須頻繁依賴燃料補給站,越野行駛時情況尤為嚴重。德國後勤學家們預期老虎補充一次燃料能公路行駛121.2英里(195千米)或者越野行駛68.4英里(110千米)。

下面是截選自英國情報部門一份題為“1943年11月 坦克技術學校軍事科學院關於六號坦克(虎式)的第19份初步報告書”的技術描述

“發動機發動機是在坦克後部中置,而飛輪的頂端在前。發動機應用了圓形橡膠柱包裹的前後機軸軸承,發動機力矩通過前置傳送。

鋁製的曲柄箱和鑄造汽缸體的7個滾珠軸承裡包含一個環形網裝曲柄軸柱。溼式汽缸套擁有兩個橡膠密封環,常規的排洩孔位於其間。在頂部,曲柄軸的邊緣深入汽缸體的底部,空出了一個必要的位置,另有一個微小的龍頭立於燃燒室內部。鋁製的活塞連接在整個鋼質杆棒上並交叉排列,以允許堤狀斜邊共用同一個軸頸。發動機的設計中有個趣的地方,就是交叉連接棒的“H”型網狀斷層剖面與機軸平行。交叉連接棒有一個軸承殼,安裝在了整個曲狀栓上面,對徑於對立斜邊上的非交叉連接棒。大頭螺帽為鋸齒圓周狀而非原本的六邊形。

特殊的環形網裝曲柄軸柱凸輪軸以及其它輔助裝置都由曲柄軸另一端連接在飛輪上的耦合調速齒輪驅動,飛輪為鋼製,並完全與啟動輪齒合。曲柄箱外部的曲柄調速端安裝了一個常規過渡扭振子。

虎式坦克的王者之心——HL 210/230 P45

汽缸頭由鐵鑄造,每側的斜邊上有一個半球型的燃燒室。

汽缸閥

兩個汽缸閥,即每個汽缸的進氣孔和排氣孔。它們通過搖桿的中段,由每側斜邊上的一個懸空凸輪軸控制。搖桿為鋼製衝件,安裝在一個離心軸襯上,它的輪調能夠整理調整挺杆。軸襯通過連接在一個固定螺栓上的象限槽以及在搖桿柱上安裝清洗器的方法鎖在了需要的位置上。排氣閥通過鈉冷卻,不過沒有安裝閥座。

化油器

每隻汽缸頭上的鋁製進氣孔歧管安裝在了兩排汽缸的三角空間之中,每個進氣孔上安裝了兩個下吸式“索力斯”52 JFF 2 - 2U 2046型雙向化油器,這些化油器為雙閉合式,擁有外露噴射口。

調速器

每個進氣孔歧管內有一個由發動機調速器控制的位於蝶形化油器對面的縱軸控制,這樣它就完全超出了動輪的範圍。離心式調速器由測速傳動裝置驅動併合併入水泵驅動系統。

進氣孔歧管擁有排油孔以清除多餘的液體燃料。

空氣清潔器

從發動機室內下吸入化油器的空氣,首先通過兩個偏向初級清潔器經過軟化的管道,並從那裡經過一個分支管,穿過三個直接安置在化油器上方的油浴清潔器。

初級清潔器為垂直管道式,側邊有切線式進氣口,出氣口在頂部。油浴清潔器為傳統的環狀金屬網樣式。

虎式坦克的王者之心——HL 210/230 P45

空氣清潔器正在被清洗和重組油泵

四個分別連上了一個碗狀過濾器的“索力斯”機械油泵安置在發動機後方附近。還有一個備用的電動泵、以及一個安裝在戰鬥室艙壁上的手動備用泵。它們直接將燃料送入進氣孔歧管。

虎式坦克的王者之心——HL 210/230 P45

排氣孔

排氣孔歧管安裝在每個鑄鐵側面的外部,每個管對應三個汽缸。每邊的後歧管由龍頭連接到前面的管道。發動機每邊各有一個金屬片狀外蓋覆蓋整個發動機,並能導入空氣冷卻歧管。金屬板尾部垂直安置了兩個消音器。排水口安裝有鉸鏈,一般固定在開放位置,不過它幾乎是被淹沒的。

油箱

車上總共有四個油箱,發動機室兩側各有兩個。上部油箱為楔形,底部油箱則是矩形的。他們一共能攜帶大約125加侖的燃料。

兩邊的油箱都是成對的,上面的楔形油箱通過重力將燃料導入下油箱。由於移除了螺栓固定的圓形底板(B.P.=Base plate),每側的輸油帽便能夠接觸到。每個矩形油箱上都覆蓋了石棉層。

冷卻系統

水冷散熱器、離心泵和四臺排風扇

點火裝置

每側汽缸頭上擁有一個6缸式“博世”電磁發電機,由一個凸輪軸調速輪上的正小齒輪和惰輪驅動。這些電磁發電機擁有一個自動前行與緩速裝置,它可以使迴轉磁極在一個週期內從發動機被套底下彈入緩衝位置一次。這樣,無論發動機轉速多慢,都會產生巨大的電火花。火花直接通過一個隱蔽的短管道從電磁發電機導入每側的汽缸頭,這樣就降低了電火花屏蔽的最低限度。每個汽缸上有一個全長14毫米的“博世”火花塞。

啟動裝置

一共有兩個啟動器——一個電動的和一個固定式的。發動機前端的右側安裝了一個“博世”24伏軸心馬達,在其上部,還有一個手動操作的固定式啟動器,同樣也是軸心式。位於發動機板尾部的固定式啟動器上的手動曲柄被製造成合適的形狀,洞孔在不用的時候由一個圓形底板密封。

蓄電池

蓄電池由兩個額定電壓12伏,電荷量為150安培時 的電池組成,直接跨過推進杆,安裝在發動機側壁前車體地板上。

電池通常是並聯,不過通過一個串/並聯轉換器電池組可以產生24伏的啟動電壓。

散熱器

發動機室後部橫向安裝了兩個薄片式散熱器——一個安裝在左邊,一個安裝在後邊。散熱器成對放置,並與旁邊的裝置共用一個輸油帽。散熱器的後面安裝了一個減壓栓,一個平衡管保持兩個散熱器內的氣體壓強平衡。

進水孔和出水孔的位置安裝減壓栓是為了防止外部熱水循環時“氣栓”的形成。水循環系統的容量大約為16加侖。

冷卻風扇

虎式坦克的王者之心——HL 210/230 P45

散熱器風扇

虎式坦克的王者之心——HL 210/230 P45

潤滑系統

機油箱通常是乾燥的,它採用了一個壓力潤滑油注射系統。壓力泵從發動機後部的一個罐子裡抽取潤滑油,並直接注射到鑄造麴軸箱裡的一個回形槽內,潤滑油從這裡到達汽缸頭和調速輪。一個用管道連接在壓力回槽上的容器,將潤滑油壓入機軸。通過鑄造麴軸箱裡的油路,油罐和壓力泵連接在了一起。發動機的另一端還安裝了一個排氣泵,在熱氣體返回到油灌的地方,有一個共同的輸出口將氣體送入熱交換器。潤滑油油箱的攜帶量為28升(6.1加侖)

水泵

水從左側的散熱器循環迴流到油/水熱交換器上的發動機冷卻系統,冷卻系統安裝在發動機的左側,通過管道和水泵連接。水泵的輸出口將通過汽缸頭循環的水直接注入到汽缸體水套內。汽缸頭上的輸出口為“雙對式”,水通過它們流進散熱器的頂部,並從它的底部直接流到邊上的散熱器頂部去。”

HL 210 發動機的液體循環示意圖

紅色 = 燃油注入. 綠色 = 燃油循環. 黃色 = 水流循環.

虎式坦克的王者之心——HL 210/230 P45

即使是通過HL 210發動機的報告顯示,HL 210的發動機結構大部分仍然是適用於HL 230發動機,它們的主要區別是:鑄鐵汽缸體、電磁點火裝置的安放位置以及空氣過濾器的數量。HL 210發動機擁有3個空氣過濾器,而HL 230發動機只有2個。

儘管能夠造的更可靠些,老虎的邁巴赫發動機仍然體現了非同尋常的工程學技術。儘管發動機匆忙了投入生產,而且老虎發動機室的侷限了其規格,它還是如同人們預期的一樣在其必要的工作條件下展現了優異的性能。

虎式坦克的王者之心——HL 210/230 P45


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