教学材料《车辆》-第1章

自古以来，人类就梦想一种自己运动的车辆。1600年，荷兰数学家西蒙·斯蒂文利用风力作动力，制造出双桅风车，最高车速可达22km/h，人类迈出了向车辆自动行驶的第一步。1765年，英国格拉斯戈大学的工人詹姆斯·瓦特研制出世界上第一台实用蒸汽发动机，把人类带人蒸汽机时代。1769年，法国工程师尼古拉·居纽利用蒸汽机制造出世界上第一辆使用蒸汽机作动力驱动的三轮车，这是车辆发展史上的一个里程碑。虽然这辆蒸汽机车辆的速度只有4km/h，而且控制系统和操作系统都不完善，但法国和英国的车辆俱乐部都一致认为这是世界上的第一辆车。1886年，德国工程师卡尔·本茨和戈特里布·戴姆勒相继制造出了车辆。卡尔·本茨采用木料制造的三轮车是世界上公认的第一辆真正投入使用的车辆，他把自制的内燃机安置在一辆三轮马车前后轮之间的车体上，从而研制出第一辆商业车――三轮车，它以18km/h的速度走出了世界车辆史上的第一步。1.1车辆的起源下一页返回1891年，莱瓦索将车辆重新设计，使装在底盘前部的发动机通过离合器、变速器，用链条驱动后轮，从而使车辆脱离马车的设计，奠定了现代车辆的设计雏形，从而揭开了车辆时代的序幕。后来庞阿德在驾驶室前方加装了挡风玻璃，并设计了后厢和车篷。荷兰人斯巴依卡兄弟在1902年研制出第一辆真正投入使用的4×4车辆，该车采用4缸水冷发动机。车辆问世不久，即被军事家列为常备武器之一。1911-1912年，意土战争中，意大利人首次使用了装有汽油发动机的车辆。1.1车辆的起源上一页返回下一页1.2.1国外军用车辆的发展战争强化了军队的机动能力，也加速了军用车辆的发展国外军用车辆的发展，经历了近100年的历史，可分为萌芽阶段、形成阶段、技术发展阶段。1.萌芽阶段(第一次世界大战前一20世纪10年代末期)第一次世界大战爆发前，各国军队只有少量的运输车，且均为民用车辆，其越野能力、可靠性、牵引能力等都是十分有限的。但开战后的几次战斗充分显示了军用车辆的巨大作用，各国纷纷购买或征用民用车辆作军队军需物资的运输。到1918年，法军的车辆已有92000辆，英军已有76000辆，德军已有59000辆。2.形成阶段(20世纪20年代一40年代)发生于1939-1945年的第二次世界大战大大地加快了各国军用车辆的发展速度。第二次世界大战期间，车辆开始用于装备军队，当时的军用车辆大都利用民用车辆总成拼凑、改进而成。1.2军用车辆的发展下一页返回上一页将4×2型和6×4型民用车辆改为4×4型和6×6型，既提高了车辆发动机的功率，又加强了车辆的越野能力。除了结构上的改进，车辆的用途也扩大了，它除了用做军队后勤运输使用外，还用做指挥、联络、通信、牵引火炮、运载武器以及其他工程作业。第二次世界大战期间比较著名的4×4型轻型军用越野车辆有德国的奔驰G-5和西比姆·瓦根T－166，美国的巴塔姆Jeep和威利斯MA。3.技术发展阶段(20世纪40年代末一)(1)第1个阶段(40年代末一70年代)第二次世界大战后，各国鉴于战时军用车辆的缺点，开始着手改进，并发展了新一代军用车辆。这一时期越野车辆成为发展的重点。越野车辆技术发展的主要特点是:车辆的越野性能和载质量有所提高，前后桥普遍采用单胎，开始采用低压轮胎和轮胎充放气系统，并发展了8×8型重型越野车辆。1.2军用车辆的发展上一页下一页返回此外还提高了车辆的地区适应性，在车辆的设计和材料等方面均有了较大的进展。40年代，美国的军用车辆从0.25t到12t，共有11个级别、27种基本车型。这样繁杂的车型给美军的后勤保障带来很大困难，造成战时车辆的大量停驶，使机械化部队行动迟缓。50-60年代，装备美军的军用车辆发展为8个级别，共11个车型系列。这一时期，美国的军用越野车普遍采用机械变速箱，发动机大多为汽油发动机，也有几种车型采用多燃料发动机和柴油发动机，比较强调越野能力，爬坡能力和涉水能力均较高。有些车带有浮渡设备，还发展了几种水陆两用车和铰接车。西德根据北大西洋公约组织对军车供应的基本要求，对民用车基本型和变型车进行改装、加强和改变外形设计生产了第一代军用车辆，约80%的车辆为全轮驱动的越野车。60年代又增添了牵引车，提高了后方运输配备能力。1.2军用车辆的发展上一页下一页返回为使车辆具有较高的通过性，还增添了一些特殊部件，如部分车辆装有多燃料发动机和浮渡设备，但对部件维修保养、备件储备和购买都带来一定困难，费用不断增长。法军在战后初期使用的车辆多为美军二次世界大战期间的军用越野车辆。从50年代初到50年代末期，法国发展了本国的第一代军用越野车辆，除少数车型由标准的民用车改进外，其余都令为军用设计。苏联从50年代末开始发展战后第二代军用车辆。车辆大都按原来各厂的分工生产，车型之间通用性不大，但各厂的产品大都考虑了继承性和军民通用性。这一时期的军用车辆大力发展了轮胎中央充放气系统和宽断面可调压越野轮胎；普遍采用机械变速箱；除KrAZ和MAZ系列采用柴油发动机外，其他车型均采用汽油发动机；驾驶室取暖器和发动机预热器为标准装备；在大吨位牵引车和高机动性重型越野车研制方面取得突破。1.2军用车辆的发展上一页下一页返回(2)第2阶段(70年代一90年代)这一时期军用车辆技术发展的主要特点是:可靠性、可维修性及机动性均有较大提高；发动机功率有所增加，除1t以下车型外普遍采用柴油发动机；轮胎中央充放气系统得到进一步发展；载质量普遍增加。70年代，美国发展了如下几种军用车辆:5t级6×6型M809系列、10t级M915系列、8×8型M746牵引车、6×6型M911牵引车。进入80年代后，美军逐步将当时除M915以外的车辆淘汰掉，发展了1.25t级M998系列、0.75～1.25t级CUCV(民用通用车)系列、5t级M939系列、10t级MK48系列、10t级977系列。其军用车辆的可靠性、可维修性和机动性有所提高，发动机功率有所增加；大量采用成熟的标准零部件和民用车标准件，进一步增加军车中的民用车比例，降低采购费用，提高军用车辆的标准化程度。60年代初期，西德就开始进行第二代轮式车辆发展的论证、规划工作。70年代末到80年代初，1.2军用车辆的发展上一页下一页返回依据本土防御、提高战场机动性、提高整体防务能力、节约经费开支、便于维修的原则，完成了第二代军用车辆的设计和更新。70年代初期，法国开始考虑发展第二代军车和更新第一代军车的问题。其装备的车辆主要来自法国的两大车辆集团:标致雪铁龙集团和雷诺工业车辆公司(雷诺公司的子公司,1976年由萨维姆公司和贝利埃公司合并组成)。军用车辆在结构上向民用车靠近，驾驶室大都采用平头前翻式，在性能上普遍减轻自重、提高功率、增大离地间隙，越野性能比第一代有所提高。苏联从70年代初开始，对现有军用车辆改型并发展了一些新的车型。新型车辆开始大量采用柴油发动机，整车性能较上一代车有所提高。他们研制出了半自动轮胎中央充放气系统，在多轴超重型车方面取得更大的进展。1.2军用车辆的发展上一页下一页返回(3)第3阶段(90年代一)进入90年代，军用车辆技术发展的主要特点是:先进的电子技术和计算机控制技术在军用车辆上开始应用，主要体现在电喷柴油发动机、电子控制的自动变速箱、ABS/ASR系统、自动化轮胎中央充放气系统、电液后桥转向系统、状态检测/故障诊断系统。美军进入90年代后，继续实施“军用车辆现代化计划”，除对现有车辆改造和变型外，还发展了一些新的车型系列:SAV(特种攻击车)、CUCVII(第二代民用通用车)系列、FMTV(中型战术车族),PLS(托盘化装载系统)、HETS(重型装备运输系统)。这样构建了一个完整的现代化军车体系。80年代末期，德国MAN公司开始推出全新的军用车辆。到90年代中后期，形成了由L2000系列、M2000L、系列、FX2000系列、LX2000系列和SX2000系列5个车族构成的新一代军用车辆。1.2军用车辆的发展上一页下一页返回苏联解体后，俄罗斯对苏联的车型进行改造，并集中精力研制新一代军用车辆。新型军用车辆在环境适应性、机动性、可靠性、可维修性等方面有所提高，但是与美国和德国军用车辆相比，还存在一定差距。到目前为止，新车研制工作已取得明显成效，新研制的轻、中、重型车辆开始陆续装备部队。1.2.2国内军用车辆发展我国军用车辆的发展经历了取之于敌、依靠进口、自行研制3个阶段。1937年底，中央军委领导机关为适应抗日战争新形势的需要，以国内外友人赠送和自购的十几台车辆，组建了我军第一个车辆运输队。此后，各抗日根据地也陆续缴获了一些车辆，到1945年抗日战争结束时，全军共有车辆四百余辆。解放战争时期，我军缴获车辆逐年增多。4年时间总共缴获各种车辆22012辆。1.2军用车辆的发展上一页下一页返回新中国成立后不久，美国发动了侵朝战争，中国人民派志愿军赴朝参战。当时国家正处于经济恢复时期，在十分困难的情况下，仍然全力保证军队的需要。由于战争的残酷，运输任务的繁重，车辆损失严重。在抗美援朝战争，国家共为志愿军进口各种车21000余辆。自1951年起，国家每年为军队进口1万多辆车。到1957年底，全军的车辆装备总数已达92000辆。其中，来自苏联的车辆55648辆，占71.35%；来自东欧的车辆2974辆，占3.23%；来自法国等国的车辆22673辆，占24.6%。其中履带牵引车几乎全从苏联进口。新中国成立后，在“一五”计划的1953年，毛泽东主席亲自写下“第一车辆制造厂奠基纪念”的题词。三年后“一汽”建成投产，结束了我国不能生产车辆的历史，开始扭转军用车辆完全依靠进口的局面。通过苏联的援助，一汽开始仿制嘎斯系列越野车，投产3年即为军队装备3.5t级4×2型CA10车辆七千余辆，两年后又试制出2.5t级6X6型CA30越野车辆。1.2军用车辆的发展上一页下一页返回而对于0.5～1t级的轻型越野车，重庆长安车辆厂对美制CJ－5吉普做了测绘设计，于1958年5月研制出我国第一辆越野车“长江牌”46型。为了实现国产军车的系列化，中央军委科学技术委员会于1961年6月批准成立的军用轮式车辆令业组统一制定了军用车辆发展规划，组织研制、试验、定型，协调生产研制生产0.5t、1t、2.5t、3.5t、5t和7t级的6种军用车辆基本车型。60年代后期，由北汽制造的BJ212轻型越野车和南汽的NJ230先后投产；洛阳拖拉机厂研制的5t级东方红665重型牵引车也开始装备部队。1974年，第二车辆制造厂建成EQ240车辆生产线，开始生产3.5t级EQ245越野车辆。到1980年，国产第一代军用轮式车辆的6种基本车型(0.5t级4×4型BJ212、1t级4×4型NJ230、2、5t级6×6型CA30、3、5t级6×6型EQ245、5t级6×6型SX250、7t级6X6型JN252和CQ261)全部实现了批量投产的预期目标。1.2军用车辆的发展上一页下一页返回从60年代中期开始，我国已形成每年为军队提供万余辆车的生产能力，据资料统计，到1985年，全军经改装的国产通用特种车和专用配套车已占装备车辆总数的1/4，其中仅海军、空军、炮兵、坦克、通信、雷达、工程、防化、导弹等兵种的专用配套车，就接近全军装备总车数量的1/6；而空军装备的通用特种车和专用配套车，已占其总车数量的一半以上。军队车辆开始更新换代，陆续替换苏式车辆和60年代初装备的旧式国产车辆。进入80年代后，军方进行第二代军用车辆系列型谱的研究，90年代初期开始第二代军用车辆的研制，确定第二代军用车辆采用0.5t、1.5t、3.5t、5t、7t和12t6个级别的基型车。目前，除12t级车正在进行定型试验，0.5t级推出一种过渡车型(介于第1代与第2代)外，其他车型均完成了定型鉴定，开始陆续装备部队。1.2军用车辆的发展上一页下一页返回1.2.3军用车辆的发展趋势各国军用车辆的发展都遵循一个共同的规律，即从单一的车型品种开始，到逐步建立完善的体制系列；从暂时的迫切需要开始，到逐步走向规划性的系列化发展。1.车型重型化高科技战争的特点决定了军用车辆的重型化和复杂化。首先，武器装备的重型化和复杂化必然要求与之配套的军用车辆同步发展，如苏联8×8型MAZ－543载重19t，为运载SS－20导弹发展了12×12型MAZ－7916，载重提高到50t，后来又发展了承载能力更大的14×14型MAZ－7917和16×16型MAZ－79221。其次，是在极短的时间内补给巨大的物资消耗，必然要求作为勤务支援运输工具的军用车辆重型化。2.突出机动性现代军队的战斗力由机动、火力、防护和通信四大要索组成，机动乃四大要索之首，因此，机动水平自然成了军用车辆发展趋势之一。1.2军用车辆的发展上一页下一页返回从战术要求看，军用车辆的机动性主要指的是应具有良好的运转、投送能力。应不受桥梁、涵道的限制；能够方便地进行空运、铁路运输和海上运输。从技术要求上看，军用车辆的机动性更重视车辆在一定的负载下，通过松软地面、坎坷不平地面以及各种障碍的能力。为了实现较高的机动性，在车辆结构上采取以下措施:采用大功率增压柴油发动机、降低车辆自重，提高比功率；采用先进的传动系统，如液力机械变速箱或变扭器、换挡离合器的手动变速箱、自动防滑差速器或差速器锁止系统、高离地间隙的带轮边减速器的驱动桥；采用大直径、宽断面、可调压胎和轮胎中央充放气系统；采用各种特殊结构的悬挂系统和车架结构；采用双回路液压助力转向系统；应用先进的电子技术，如ABS/ASR、状态检测/故障诊断系统等。1.2军用车辆的发展上一页下一页返回3.强调适应性军用车辆要完成其编配使命，首先必须具备较强的生存能力。现代军车不仅要适应不同地区和不同气候环境的使用条件，而且也要适应高技术战争条件下的战场环境。4.提高通用性军用车辆的发展与民用车辆的发展相结合，这既是军用车辆的一个发展趋势，也是发展军用车辆的一个普遍原则。注意军民用车的通用性，在确保军队要求的前提下，将军车的研制立足于强大的民车基础上，平战结合，寓军于民。军车依托民车发展，不仅可以减少投资，加快开发进程，缩短研制周期，而且还有利于战时的人车动员、总成部件的通用互换以及油料和器材的采购供应，从而提高军车的可保障能力。高技术战争的巨大物资消耗和巨大的经济负担，使得这个问题变得更加重要。1.2军用车辆的发展上一页下一页返回5.注重经济性高性能和高品质的军用车辆是顺利完成军事使命的重要保证。然而过高的技术指标要求，必然加大研制成本；过高的品质要求，势必带来材料和工艺等的高标准和高要求。这样最终导致成本增高，经济性下降。因此，当前各国开发都本着实事求是的精神，权衡利弊，合理要求，在不失其先进性和满足需要的前提下，注意性能、品质和成本的统一强调降低研制成本，提高使用效率，提高寿命经济性。1.2军用车辆的发展上一页返回下一页1.3.1军用车辆的功用军用车辆是指用于军事目的的车辆，它是军队的重要装备之一军用车辆不仅能及时地向战区输送兵员、军械、弹药、油料、医药和生活用品等，而且还可以直接参与战争，牵引各种火炮，运输、发射导弹和火箭，打击目标，并且机动灵活地转移。1.3.2军用车辆的分类军用车辆的分类不单纯是一种学术性的问题，而是涉及军队装备计划以及生产安排。军用车辆分为非装甲式和装甲式。非装甲军用车辆按驱动方式可以分为全轮驱动型和多轮驱动型，如4×4、6×6、8×8、4×2、6×4、8×4等。按车型可以分为小车辆、大客车、卡车、牵引车、自卸车、油罐车、厢式车、特种车等。装甲车辆是具有装甲防护的战斗车辆及其保障车辆的统称，是现代陆军的重要装备。坦克是其中的基本车种，其发展、改进对其他装甲车辆有决定性影响。1.3军用车辆的功用、分类及性能要求下一页返回上一页装甲车辆有履带式和轮式两类。按作战使用可分为战斗车辆和保障车辆。战斗车辆有坦克、步兵战车、装甲输送车，具有装甲防护的自行火炮、自行高射炮、自行火箭炮、导弹发射车，装甲侦察车、装甲指挥车和装甲通信车等。保障车辆有坦克架桥车、装甲扫雷车、装甲布雷车、战斗工程车、装甲抢救车、装甲抢修车、装甲救护车和装甲补给车等。图1一1以坦克为例说明了装甲车辆的分类。装甲车辆上分别配有火炮、机枪、火箭炮和导弹等武器。为保护乘员、载员及车内设备、机件免受或减轻各种武器的伤害和破坏，装甲车辆通常都有密闭的全装甲防护、三防装置及各种伪装器材。采用坦克底盘制成的装甲车辆通常可防炮弹，其他装甲车辆一般只能抵御枪弹和炮弹破片。各类保障车辆装有各种不同用途的特种设备。较轻的装甲车辆多具有水陆两用性能，有的还可以空运、空投。有防护的战车的历史可以追溯到古代，公元前中国有绩辊车，亚述有攻城塔楼与攻城糙结合的攻城战车。1.3军用车辆的功用、分类及性能要求上一页下一页返回早在第一次世界大战前就出现了装甲汽车、装甲列车和轮式自行火炮等。大战的爆发促进了轮式装甲车辆的发展，并将履带式装甲车辆推上了战争的历史舞台。随着坦克的问世，自行火炮开始采用履带式底盘。在坦克发展的初期已开始研制装甲输送车。第二次世界大战前，还研制过半履带式和轮胎一履带式的装甲车辆，特别是半履带式装甲输送车，在第二次世界大战中受到美、德等国的重视，并曾大量装备使用。战后，在主战坦克发展的同时，一大批技术先进、适应现代化条件下诸兵种协同作战的新型战斗车辆，如履带式或轮式步兵战车、装甲侦察车、装甲指挥车、自行火炮、自行高射炮、导弹发射车等以及其他各种保障车辆也迅速发展起来，使装甲车辆的数量和品种剧增。1.3.3军用车辆的性能要求“机动、火力、防护、通信”是现代军队战斗力的四大物质要索。战争表明，军队需要有特种结构的车辆，这种车辆必须采用大量民用车辆的通用化部件和机件。1.3军用车辆的功用、分类及性能要求上一页下一页返回对这种车辆的基本要求是:能在野外条件下行驶；经济、可靠且动力特性好；在野外条件下的保养和修理必须简便；续驶里程要长，能牵引挂车和特种设备，并能安装各种车厢、专门设备和武器。机动性和适应性是军用车辆最重要的性能指标。1.机动性要求军用车辆的机动水平是车辆通过性、动力性、平顺性、操纵性、可靠性、视野性等性能的综合反映。对军用车辆机动性的要求主要体现在以下几方面:①通过耕地、沙漠、雪地、沼泽等松软地面的能力。②越过垂直障碍及沟渠的能力。③爬坡及在侧坡上行驶的能力。④通过崎岖不平地面的平均速度