坦克悬挂――坦克的“腰”(五)

什么是液气悬挂装置?

与传统的螺旋弹簧悬挂、钢板弹簧悬挂和扭杆弹簧悬挂装置相比，液气悬挂装置算得上是“后起之秀”了。液气悬挂装置的奥秘在于，它巧妙地利用了气体的可压缩性和液体的不可压缩性，可同时起到弹簧和减震器的作用。根据定义，液气悬挂装置是“以油液传递压力、气体作为弹性介质的悬挂装置”。

在这里，给出液气悬挂装置的原理简图，并作一简要说明。当坦克向前运动时，负重轮10驶上凸台11，主活塞7随着平衡肘向上运动，油液受压缩经高压软管4流向蓄压器3，推动浮动活塞2，使气室中的氮气被压缩，压力增大，体积减小，高压氮气积蓄了能量，起到了缓冲作用。当负重轮驶过凸台后，被压缩的高压氮气开始膨胀，将油液推回到主油缸，推动主活塞向下运动……。高压氨气时而吸收能量，时而放出能量，起到了弹簧的作用。通过阻尼阀(节流阀)，又能产生减震作用，更难能可贵的是，它的悬挂特性是“非线性”的，越压到最后，吸收的能量越大，对防止负重轮的刚性撞击大有好处。无疑，这是一种较理想的悬挂弹性元器件。

组成及分类

液气悬挂装置有动力油缸、主活塞、蓄压器、浮动活塞、阻尼阀、油液和氮气等组成。动力油缸和蓄压器是主要部件。所用的油液，一般为50％的变压器油和50％的透平油混合而成，油液粘度适中，传递压力的稳定性好。也可用专门的液压油。油液除传递压力外，还具有密封气体、零件的功能。所用的气体，一般为化学性质不活泼的氮气，由专用的宽气孔1充人，就像自行车上的气门芯一样。液气悬挂装置中的氮气压力极高，达到150千克力／厘米2(15兆帕)以上。这也是液气悬挂装置造价昂贵的原因之一。要知道，坦克柴油机中最精密的零件一一高压柴油泵中的柱塞和套筒，工作压力也是15兆帕，柱塞和套筒要用专用的精密磨床来研磨，成对加工，不能选配。起动坦克柴油机用的高压空气瓶也是150个大气压的。靠着它，楞是能把庞大的坦克柴油机起动起来。而自行车轮胎的气压不过只有4个大气压左右，由此可见一斑。

液气悬挂装置按油缸型式可分为筒式和叶片式，筒式液气悬挂装置还可细分为车外独立筒式和平衡肘内液气悬挂装置。平衡肘内液气悬挂装置尺寸较小，不占用车内空间，不易被弹片损坏，是一种更先进的液气悬挂装置。按缸筒的安装形式分为固定式和摆动式。按气室的布置形式分为整体式和分置式。按功能分为可调式和不可调式。按工作原理分为简单筒式、双气室式和反压力式等。这里就不作详细介绍了。

主要优缺点

液气悬挂装置的优点是：液气悬挂特性为非线性可变刚性，越压越强，提高了坦克的行驶平稳性和乘坐的舒适性，可调式液气悬挂装置可实现车体上下升降、前后俯仰和左右倾斜，从而提高了坦克的通过能力和生存能力，扩大了火炮射击的高低射界，尤其是适于火炮的反斜面射击(在斜坡上只露出炮塔，火炮打俯角的射击)，提高了坦克的生存能力；不占用车内容积，而扭杆悬挂装置的扭杆则要占用车内容积；可实现悬挂的闭锁和调平，用于自行火炮或自行火箭炮上时，可提高射击精度。

液气悬挂装置的缺点是：结构较复杂，对核心部件的密封性和加工精度要求极高，造价昂贵；一般安装在车外，防护性稍差；使用中需定期充油、宽气等。

总的看来，采用液气悬挂装置是好处多多，在坦克上采用的越来越多，使坦克的“腰”更强壮、更柔软。

简史及应用现状

液气悬挂装置在重型卡车上应用相当广泛。在坦克上，是瑞典另类的s坦克开了先河。1967年研制成功的、无炮塔型的S坦克上，率先采用了可调式液气悬挂装置。由于火炮是固连在车体上的，所以，要靠液气悬挂来控制车体前后俯仰，实现火炮的高低瞄准。火炮的高低射界达到-10～＋12度。为保证发射平台稳定，射击时，液气悬挂装置要实行闭锁。

日本于1974年研制成功的74式主战坦克，是世界上首次在炮塔式坦克上采用液气悬挂装置的坦克。它采用了部分可调式液气悬挂装置，即前后的第l、第5负重轮(共4个)采用可调式液气悬挂，中间的6个负重轮采用不可调式液气悬挂。这样做的优点是可以适当降低液气悬挂装置的昂贵造价。第1、第5负重轮可以上下调节±200毫米，使车底距地高在200～650毫米的范围内可调。还可以使坦克的俯仰角度增加士6度，左右倾斜角度达士9度。日本在研制90式主战坦克时，又回过头来采用液气悬挂和扭杆悬挂的混合式悬挂装置。第1、第2、第5和第6负重轮采用了液气悬挂，第3、第4负重轮采用了扭杆悬挂。可实现车底距地高在200～600毫米的范围内可调，还可实现前后俯仰，但不能左右倾斜。这样做的初衷，主要是从降低造价来考虑的。

英国的“挑战者”1／2主战坦克上，采用的是不可调式液气悬挂装置。它的特点是结构比较紧凑，可靠性较高。尤其是“挑战者”2主战坦克上，改进了液气悬挂装置的密封材料，使其使用寿命达到了12000千米。要知道，许多坦克的履带板的寿命也就是1000千米的样子。同样是工作条件恶劣的液气悬挂装置，能用上12000千米，算得上是“超长寿”了。

采用液气悬挂装置的主战坦克，还有：法国的“勒克莱尔”、韩国的K1和印度的“阿琼”等主战坦克。早在20世纪60年代初期，在美国和德国合作研制的“超豪华型”的MBT－70主战坦克上，也用上了可调式液气悬挂装置。在曾经准备研制的意大利“公羊”2主战坦克上，也准备采用液气悬挂装置。苏联／俄罗斯的T-80主战坦克，在研制之初也准备采用液气悬挂装置，直到后来，才决定仍然采用扭杆悬挂装置。看来，在世界范围内，液气悬挂装置将逐步取代扭杆悬挂装置，成为主战坦克的主流悬挂装置，前景看好。

主动悬挂装置

在这个系列文章的最后，再来简要介绍一下主动悬挂装置，或称主动悬挂系统。主动悬挂系统，算得上是“智能化的悬挂系统”，更确切地说，应该叫做“自适应性悬挂系统”。它利用特制的传感器，预先检测到地面的高低突起，反馈到执行机构，使弹性元件提前作出相应的变化，保证坦克行驶的平顺性和武器平台的稳定性。配套使用的弹性元件，可以是扭杆，也可以是液气弹簧。但理想的情况是液气悬挂装置中的液气弹簧。这是由于液压件的控制特性好，无需增加另外的液压执行元件。如果采用扭杆，还要加装另外的液压马达来作为执行元件，推动扭杆的扭转。

主动悬挂系统的本质是一套“负反馈的自动控制系统”。其核心部件之一是多个振动传感器，也可是专门的履带车辆前方道路剖面传感器。用它来控制可调式液气悬挂装置的油缸，作出预先的调整。

无疑，主动悬挂装置是比液气悬挂装置更复杂、更先进的悬挂装置。经过几十年的努力，目前，主动悬挂装置在技术上已经基本成熟，但在成本、可靠性和需求上，还需要有进一步的支持才行。