[科普中國]-二戰(zhàn)期間坦克為什么多用汽油機？

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

現(xiàn)如今，世界上所有國家的坦克都是使用柴油機，但是在二戰(zhàn)時期各國生產(chǎn)的坦克幾乎全部使用汽油機，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。為什么會出現(xiàn)這樣的反差？

圖注：蘇軍的T-34坦克

當(dāng)然，時代是進(jìn)步的。過去坦克使用汽油機，現(xiàn)在坦克使用柴油機，必然是因為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(fā)動機的不二人選。

至于柴油機為什么比汽油機熱效率高，這里可以簡單科普一下。柴油機和汽油機都是內(nèi)燃機的一種。內(nèi)燃機指通過使燃料在機器內(nèi)部燃燒，并將其放出的熱能直接轉(zhuǎn)換為動力的熱力發(fā)動機。只不過柴油機是柴油在機械內(nèi)部燃燒，而汽油機是汽油。由于汽油本身閃點低易揮發(fā)，所以汽油機里汽油是和空氣先混合后壓縮到一定程度，再通過點火裝置進(jìn)行燃燒產(chǎn)生能量。而柴油本身閃點高、燃點低，所以柴油機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)致了汽油機里空氣和汽油（霧化）的混合物很難比柴油機里單純的空氣壓縮的更低，因為空氣和汽油的混合物一旦壓縮的太狠，混合物就會在點火之前提前燃燒，發(fā)生爆缸。所以這就是為什么柴油機比汽油機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)動機的原理圖，途中Vh和Vc的比值越大，發(fā)動機效率越高

那么問題回到最初，二戰(zhàn)時期的坦克為什么多用汽油機呢？原因是當(dāng)時柴油機的技術(shù)還不過關(guān)。雖然柴油機在1897年的時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)電機組、輪船還要火車，直到1920年才開始用于汽車和農(nóng)業(yè)機械。原因就是依靠壓縮點火的柴油機點火成功率不高，且本身體積大、重量重。這些技術(shù)缺陷使得當(dāng)時的柴油機還難以運用到坦克上。蘇聯(lián)和日本如果不是因為需要在寒冷的西伯利亞作戰(zhàn)，恐怕也不會過早的將柴油機技術(shù)運用到坦克上，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，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。而且這種汽油機問世后，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。所以一戰(zhàn)坦克被發(fā)明時就是安裝了汽油機，到了二戰(zhàn)時期，大多數(shù)坦克也是使用了汽油機。

圖注：狄塞爾和他發(fā)明的世界上第一臺柴油機

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》《中國國防報》《兵器》雜志等軍事類報刊雜志發(fā)表文章200余篇，個人榮立三等功1次。