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标题: 坦克装甲车辆能混动吗 [打印本页]

作者: 晨枫    时间: 2023-5-18 09:37
标题: 坦克装甲车辆能混动吗
本帖最后由 晨枫 于 2023-5-18 14:34 编辑
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坦装能混动吗?能,很必要,而且各国都在研究,不过还没有量产的。中国现在全电、插混、增程方面全面铺开,或许这是下一代坦装领先的机会?
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坦装全电可能不现实,增程、插混应该在技术上没有过不去的坎。增程也可以插电,或许这是坦装混动的理想模式。也就是说,电驱动,大电池,用较小的内燃机充电,但保留插电的能力。9 c0 R+ j9 ?, f8 J% M

  m1 V: D' `2 l+ a# d( O, `  M坦装都是重型车辆。最高速度不是太大的问题,但启动要快,加速要快,扭力要大,噪声要低。启动快才能在紧急情况下立刻出动,这对坦装十分重要。在战斗条件下,常常没有暖车时间。加速快则能迅速转换战斗位置,这可能对生存还是被击中有关键作用。扭力对加速重要,对爬坡也重要。坦装常常需要利用地形,上坡下坡是战术动作的需要,山地作战更是需要爬坡。/ w3 F% h5 C$ Z. A) D- {  N
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噪声低是常常被忽略的要求。过去履带是噪声的主要来源,现在普遍挂胶,噪声大大降低,发动机噪声就是主要来源了。坦装是野战利器,但现在越来越强调利用地形地物隐蔽接近,在开阔地堂而皇之地前进是找打,从飞机到导弹到地雷到炮弹,有无数种死法等着。在复杂地形里,噪声常常是最先暴露行踪的。美国M1“艾布拉姆斯”坦克采用燃气轮机动力,启动快,加速快,噪声低。在北约演习中,常常悄悄摸到桥头,才被对方发现,快速出动、低噪声行进功不可没。
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坦装还有高原高温动力不足的问题。内燃机是热机,环境温度太高,影响热机效率;高度太高,空气密度太低,含氧量不足,更影响热机效率。现在的办法是增加发动机功率,使得由于高原高温损失后,依然有足够的功率保障机动性,但代价也是明显的。% D5 ?, Y" S  ~& K

3 r- I6 b$ }8 S发动机功率越大,重量和体积越大,导致坦装尺寸加大,装甲面积增加,总重急剧增加。即使不算这些因素,发动机功率过大也导致油耗增加。大家都怠速,的大V8油耗绝对比小三缸要高;同样速度下中低速匀速行驶也是一样。- a7 ]# e+ w. S

' s( c4 Z; U' i7 O$ w大功率只有在高速巡航、急剧加速、爬坡、高原、高温时有优越性,这是重要的优越性,所以内燃机动力的坦装不计代价,也要大功率。问题是,混动可以保持这些优点,而只需要中低功率。4 d2 x4 W" V- G# @/ Q4 T- a& G

; _9 [. Y8 n; Q; h混动比内燃机省油,动力系统基本上无噪声,这是常识。这对坦装很重要。军队省油不光是为了省钱,更是为了降低后勤负担。插混对野战意义不大,战场上没有充电桩,但对平时训练和使用还是有很大的意义。大部分训练和使用都在营地附近,长途开进也经过人烟相对密集地区,插电可以显著降低训练成本,这是不应忽略的军费开支。当然,坦装充电不能像轿车充电,可能需要双插头之类,加速充电,否则就充到猴年马月了。
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: G& x+ u+ y+ l作战状态的坦装长时间匀速行进的时间其实不多,更多的是冲刺、急停、上坡、下坡。这对混动的能量回收很有利,也降低了刹车和履带的损耗。另外,作战状态下的坦装也有很多时间是蛰伏,眼观六路耳听八方,一有动静就动若脱兔、投入行动。这种状态下,内燃机需要长时间怠速,不仅耗油、费机器,也产生热特征,容易被发现。电动就没有这个问题,可以无限停车待机,一按电钮就跃出,而且除了车上其他用电设备,待机时电驱动本身没有热特征。这对现代战场上红外探测日益增加是重要的生存力保障。# T) v; u8 R$ ]
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混动后,用电动助力,或者直接就是电驱动,扭力碾压内燃机,加速、爬坡绝对有利,轻松超过哪怕是牛气冲天的德国坦克柴油机。多电动机的话,还增加冗余度,一个电机故障了,车辆还能保持一定的机动性,这是增加战场生存力的。
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/ `8 G( ]2 [9 R/ r/ V更重要的是,电动机基本上不受高原高温的影响,这很重要,可以降低“过度动力”的要求。当然,这只是在电池动力的情况下,用内燃机充电还是受到影响,不过情况不一样了。在最坏情况下,内燃机出力不足,充电放慢,但可以用时间换电能。充电到一定程度后,又“活过来”了。内燃机就不行,要是动力不足,再长时间憋劲还是没劲,只有回到“过度动力”的老路。
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& K/ V& i  N7 a) U( W* r* B电驱动还适合在闭合空间里的使用,比如在山洞里或者在废弃建筑里,至少可以用好长一段时间。
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" l9 y+ u: l+ G( ?低温对电池容量有影响,对内燃机也有影响。在低温下,内燃机需要暖机后才能正常运行,温度越低,发动机功率越大,暖机要求越高,否则很毁发动机。特别低的问题对发动机的润滑也影响很大,过冷的进气需要预热才能达到正常燃烧温度,这些都增加油耗,降低出力。最后平衡下来,低温对混动的影响还是更大一点,但差别并不是很大。# w* \' W% T5 {; e2 s5 K0 [; f

; l: R- }7 P9 Q& a9 |电池包增加坦装的重量,这是不利因素。不过历史上对重量的敏感来自对发动机的功率要求。电驱动后,动力曲线完全不一样了,路上各种新能源车也充分证明了一点:重量增加并不影响加速更快,毕竟扭力增加更快。
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像汽车上一样,电池包可以改善重量分布,大大便利坦装的总体设计。坦装发动机前置还是后置一直是一个问题。前置增加防护,解放有用空间,但重量分布不好,要是保持后驱,还需要沉重的传动系统;后置相反,而且正好与前伸火炮的重量相平衡。6 ?8 E- i7 F: \
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电驱动后,电动机也电池重量分离,电池分布相对自由,甚至可以像汽车一样:全地板电池。如果大胆一些,还可以用电池包形成周身的额外保护“澡盆”,增加对乘员的保护。这当然使得电池容易受到打击,需要隔舱化,避免被击中的电池起火、蔓延到其他电池模块,还需要自动灭火系统抑制火灾。
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电池有起火危险,油箱也有起火危险。电池还可以用分布和隔板降低起火危害,油箱就不容易做到了。在装甲隔舱和泄压挡板的保护下,电池的起火危害是可以控制的。
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2 k" `' h% w( A; V5 l/ u不过更大的重量对坦装的两栖能力肯定是不利的。两栖需要浮力,重量就是重量,什么扭力都回避不了这个问题。不过也不全是坏处,如果解决浮力问题的话,电驱动使得增加额外的螺旋桨推进器很容易。
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9 d4 Y% q, ]3 R4 N8 O3 [另一个容易忽略的地方是:任何形式的混动都增加了车上的发电能力,这已经成为军车普遍的短板了。
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. {  f- j9 n/ l4 P, m3 P$ S* |8 q现代步兵随身佩戴各种电子设备,从单兵通信、单兵导航到单兵数据链,单兵红外光电甚至微波雷达,都需要用电。现在的办法是用大量干电池,但那不仅电容量不够,也很重,阿富汗美军特种部队已经发现了这个大问题,试图用便携式太阳能充电器解决,但总是对野战和秘密行动不便。
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* C1 S9 \; b/ M现在的机械化步兵也是一样的问题,车上并不能充电,必须带上一大堆电池。混动后,车辆就是机动的充电宝,那就方便多了,至少不远离车辆的步兵不再受电池重量所困。9 o$ ~) H4 o$ P
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车上电力还有更大的用处。车载主动防御系统普及了,但毫米波雷达耗电太大,成为装用的瓶颈。美国M2“布莱德利”步战在阿富汗装上主动防御系统后,必须把车上所有用电的设备统统关掉,包括通信,才能不导致发动机过于超负荷运转。通信只有靠单兵随身设备,通信距离、通信质量、数据率都大大下降。
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如果未来车载激光、微波武器发展起来,对车载电力的要求更高,混动提供了很好的平台。
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得失相较,插电增程的优越性还是很大的,应该认真考虑呢。" @2 I9 O( |2 |- j" B

$ A( \) V$ z# S" q' x1 y( |对了,比亚迪U8的功率达到1100马力,比15轻坦的900-1000马力(一级和两级增压)还要高。过去汽车发动机的马力再大,扭力不足,不可能用于坦装发动机。现在电驱动扭力不成问题了,马力又大,比亚迪U8是不是能装上15轻坦,真成可以考虑的问题了。
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作者: 蓦然回首    时间: 2023-5-18 10:11
军用“金龙电池”的秘密终于被你们知道了
作者: 孟词宗    时间: 2023-5-18 10:36
坦克加电池的几个问题:
3 w2 O. b" U/ \  |' L6 o0 l, Y! q1. 如果是混动,增加了机械的复杂性,降低了可靠性。增加了后勤的复杂。降低了车辆的空间和载荷。
  J/ N$ b, N# o# _% n2. 电池在低温下往往死机。0 _/ H! K+ `% n0 N, w$ C+ a+ H0 [
3. 现在的电池太容易燃烧,安全性太低。参见林志颖车祸视频。以前的柴油坦克vs汽油坦克的教训没必要再重复一次。
作者: 可梦之    时间: 2023-5-18 11:58
一切民用大厂的终极目标都是做军火商?BYD要成为深圳第二家军火商
作者: 秋水    时间: 2023-5-18 14:49
电动方式在高海拔和密闭空间具有极大的优势,感觉纯电驱动+发电机组合比较好。
! Q: M+ i( k2 O$ v* T$ \3 h有好多电动的挖掘机什么的可以参考。
作者: 四处张望    时间: 2023-5-18 16:22
孟词宗 发表于 2023-5-18 10:36
! h* l- s0 ?  e" s/ u坦克加电池的几个问题:
. V' M" G8 c, \' }& s" E1. 如果是混动,增加了机械的复杂性,降低了可靠性。增加了后勤的复杂。降低了车辆 ...
- F6 Y2 }) Q, \* c; U
电池的安全性能比火工品低?
作者: 料理鼠王    时间: 2023-5-18 20:41
按照这套路,斯基的下一篇就要扯BYD U8动力套件用在15轻坦上了。3 B# E+ J8 S% k- l/ D  b; X

作者: 晨枫    时间: 2023-5-18 21:34
料理鼠王 发表于 2023-5-18 06:41
# C2 |! K- C7 D2 R  c; c- H/ t按照这套路,斯基的下一篇就要扯BYD U8动力套件用在15轻坦上了。
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你别说,除了汽油机换柴油机,真没什么不可以的
作者: 赫然    时间: 2023-5-18 22:01
晨枫 发表于 2023-5-18 08:347 K1 |/ f6 S: n8 B7 U
你别说,除了汽油机换柴油机,真没什么不可以的

' V& O: n& Q  a8 p$ X混动的话,倒是燃气轮机挺有优势的。燃气轮机的输出曲线还是更合适于发电而不是驱动。燃气轮机发电,然后电驱动。这条道路可以多看看。8 P* o1 y3 E; w% @

/ i/ u) K8 Q7 K, P% G$ i1 K其实混动坦克,更适合于模块化。这样维修也会更简单。
作者: 潜水员    时间: 2023-5-18 22:15
是个可行的方向。米帝的那个基于XM8的轻坦概念好像是用了混动模式。其下一代主战坦克貌似也是这个方向。
作者: 孟词宗    时间: 2023-5-18 22:26
四处张望 发表于 2023-5-18 16:22
& P0 J% X/ D. ^电池的安全性能比火工品低?
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这个还真是这样。参考茫茫多的特斯拉烧车案,包括林志颖的那个车祸。林志颖真是命大,被及时救出来了。有个县长还是区长就因为开的车是隐藏式把手,起火后门打不开被活活烧死了。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2023-5-18 22:34
呃,运输油料变成运输电池,对战场指挥官来说倒也没有本质的不同。
  |$ T, _  _# C. q% L; V  G2 d& b, O: L" K( j! J4 o
估计官兵更喜欢把电池运上去更换而不是在前线充电(那样的话还是要运油料)。
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据说中国的电池产量是世界其它国产量总和的两倍?那么是不是说搞电坦装只有兔子最有希望?$ L2 _( W8 t8 h' c
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如果成功,那是又一个美国画饼兔子实现的例子~
作者: 晨枫    时间: 2023-5-18 22:42
赫然 发表于 2023-5-18 08:01
; V5 j. I$ K* o混动的话,倒是燃气轮机挺有优势的。燃气轮机的输出曲线还是更合适于发电而不是驱动。燃气轮机发电,然后 ...

$ q( k# f8 P7 \  i5 F! j( @: y燃气轮机的油耗更高,不过体积和重量更小。间隙使用的话,这也是个路子。
作者: 故乡在喀什    时间: 2023-5-19 01:58
赫然 发表于 2023-5-18 06:01
3 V6 y7 R  C% O) E混动的话,倒是燃气轮机挺有优势的。燃气轮机的输出曲线还是更合适于发电而不是驱动。燃气轮机发电,然后 ...
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支持混动  ?" Z( o& U4 z& y% l8 ~, e8 b
或者插混+混动三种模式组合。这样再极端的情况下也不至于束手无电。
作者: 赫然    时间: 2023-5-19 02:07
故乡在喀什 发表于 2023-5-18 12:58+ O5 ]6 i( G  n' u% U$ z
支持混动7 R8 z) N  h+ |+ P
或者插混+混动三种模式组合。这样再极端的情况下也不至于束手无电。 ...
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这些思路,都可以试试。很多时候,不试试是不知道结果的。现在TG手里电池还是蛮厉害的,可以试试先把15改一改看看。插混可能是比较好的起点。让车载电池能撑个一百公里,或者大半天不动就不错。这个其实对油料后勤有帮助的。& W* X% c' v8 [" E, o+ q2 h& L: Z

作者: 赫然    时间: 2023-5-19 02:22
鳕鱼邪恶 发表于 2023-5-18 09:34
4 q4 t  L& {0 d3 N& r呃,运输油料变成运输电池,对战场指挥官来说倒也没有本质的不同。
4 h* {+ _& t" h9 p! p# h. i% [
8 t6 t7 Q/ V$ p6 r6 F$ z估计官兵更喜欢把电池运上去更换而不是 ...
7 n+ X; d9 ?* x- U' Q9 C: b. Z
运电池。。。这个不对吧。。。。难道不应该是拉电线么?
2 ^( u/ J: L$ |9 N# ?  a5 K2 ^& ?6 E5 V- H/ m" C: A

作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2023-5-19 02:43
赫然 发表于 2023-5-19 02:22
4 f, k8 d/ I$ Q6 o  y运电池。。。这个不对吧。。。。难道不应该是拉电线么?
$ T# k! L) T, d
呃,说的对。。电池太容易着火了~
作者: 怎这样呢    时间: 2023-5-19 03:12
赫然 发表于 2023-5-19 02:22
8 r& S- w( A: C2 X+ a4 k运电池。。。这个不对吧。。。。难道不应该是拉电线么?

2 e+ ]0 a+ L" N) B7 ?我怀疑需要拉个移动式发电站
作者: 沉宝    时间: 2023-5-19 03:14
晨枫 发表于 2023-5-18 22:42; Y7 t! i2 b1 ^, K+ S" O
燃气轮机的油耗更高,不过体积和重量更小。间隙使用的话,这也是个路子。 ...

) U$ p: r" d5 f$ ~& ~0 K) z. v/ h& h! @# A
燃气轮机部分负荷下油耗特别高,满功率还好。燃气轮机还有一个重大缺陷是转速高,因此要配大减速器。但是当燃气轮机直联发电机时,减速器就不再必需了。
作者: 晨枫    时间: 2023-5-19 03:41
沉宝 发表于 2023-5-18 13:14
* O  G1 V" e# z+ @$ n# Q3 g# P燃气轮机部分负荷下油耗特别高,满功率还好。燃气轮机还有一个重大缺陷是转速高,因此要配大减速器。但是 ...
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问题是:增程模式后,燃气轮机只需要满负荷运转,要么不运转。这和平常以燃气轮机作为主要动力的情况完全不同了。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2023-5-19 04:50
孟词宗 发表于 2023-5-18 22:26* _* R' q) l  \" Y, K, a
这个还真是这样。参考茫茫多的特斯拉烧车案,包括林志颖的那个车祸。林志颖真是命大,被及时救出来了。有 ...

$ J. A. w  L' O9 n) [/ k7 F! m+ V2 I最大的限制还是现在的电池估计步枪啥的就能打着火。。
作者: 赫然    时间: 2023-5-19 06:43
晨枫 发表于 2023-5-18 14:41
; W1 N5 L( T  `3 G问题是:增程模式后,燃气轮机只需要满负荷运转,要么不运转。这和平常以燃气轮机作为主要动力的情况完全 ...
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这个不同才是优点呀。原来燃气轮机直接驱动的时候,变速机构复杂,效率低下,油耗高。这是由于燃气轮机的功率输出曲线决定的。, l( v* g- O( G; |

7 X' Z/ n2 U' R: e8 p, j现在燃电组合,就可以极大的发挥了燃气轮机的优点,功率大,效率高(在一定转速下)。而且避开了燃气轮机的缺点,低速的时候扭矩很低,效率很低。因为这些工况有电机来承担。燃气轮机就是发电一件事情,这个可以做的很好。
作者: 晨枫    时间: 2023-5-19 07:18
赫然 发表于 2023-5-18 16:43. `$ |8 `0 x; m8 x4 b
这个不同才是优点呀。原来燃气轮机直接驱动的时候,变速机构复杂,效率低下,油耗高。这是由于燃气轮机的 ...

- s6 }7 \! h: E2 t8 n是的,需要重新思考。不过在什么工况下,柴油机都更加省油。
作者: 孟词宗    时间: 2023-5-19 08:01
鳕鱼邪恶 发表于 2023-5-19 04:50- J9 T! ]: Z- X/ o& ?+ b) _* v
最大的限制还是现在的电池估计步枪啥的就能打着火。。

& ]! g! u2 d4 u5 r; ^8 ?现在电池着火的另一个问题是无法用传统手段扑灭。所以大多数电动车着火后都是烧剩一个车架子。对于坦克来说,虽说真被击穿了也就完蛋了,但内部着火还是有一定的扑灭设备的。如果装了电池后起火无法扑灭,安全性可靠性就大大降低了。
作者: IceCow    时间: 2023-5-19 08:21
怎这样呢 发表于 2023-5-19 03:12
) F/ _- F: ]/ A7 M我怀疑需要拉个移动式发电站
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核电宝就行。急了的话,还可以当个脏弹用
作者: 赫然    时间: 2023-5-19 08:33
晨枫 发表于 2023-5-18 18:18
1 K, \9 Z" Y) L9 D是的,需要重新思考。不过在什么工况下,柴油机都更加省油。
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这个油耗,这是在直连传动系统的时候。% v4 a+ p: u$ @4 E6 _0 n4 J  S4 {

$ k$ m: U! P/ g- L但是,发电的话,柴油发电机组的效率是低于燃气发电机组。所以,燃气发电混动这个道路是值得研究的。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2023-5-19 08:39
赫然 发表于 2023-5-19 08:33
% U8 |( R' |6 d% ~6 J# _这个油耗,这是在直连传动系统的时候。9 W+ e) ?3 a3 M1 }  }. @  C7 R5 l

8 o+ a/ ?; M' j5 [7 p( J但是,发电的话,柴油发电机组的效率是低于燃气发电机组。所以, ...
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燃气轮机发电可以直接给电机供电么?
作者: 赫然    时间: 2023-5-19 08:48
鳕鱼邪恶 发表于 2023-5-18 19:39
/ p; H# T  a3 F2 Z4 c  m燃气轮机发电可以直接给电机供电么?
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这个我不懂。。感觉是可以的。
% q# y& M: L: s4 q: {5 _不过应该可以和电池组并联,这样应该有利于稳压稳输出
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2023-5-19 08:52
赫然 发表于 2023-5-19 08:48
5 W) ]* ]" h2 P) m( H- W3 N. \0 p0 d这个我不懂。。感觉是可以的。/ `, w( f; L$ g' n( p, G
不过应该可以和电池组并联,这样应该有利于稳压稳输出 ...
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稳压之类的事情是不是可以交给电容?
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不用电池的电坦克,咋样?
作者: 赫然    时间: 2023-5-19 09:00
鳕鱼邪恶 发表于 2023-5-18 19:52
; m5 R" P+ F/ E- G+ R+ m稳压之类的事情是不是可以交给电容?3 U% }8 P6 z( R3 M; V
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不用电池的电坦克,咋样?
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电池才是最重要的,用电池主要是为了启动快,不启动发动机的时候坦克功能都可以用。3 X9 y" s4 E9 Z9 q5 X4 w3 q
这样可以省油,而且始终保持警戒。
作者: 晨枫    时间: 2023-5-19 09:10
赫然 发表于 2023-5-18 18:330 L# Z+ B) d3 `# h# Q
这个油耗,这是在直连传动系统的时候。
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但是,发电的话,柴油发电机组的效率是低于燃气发电机组。所以, ...

9 R$ Q  ^: B& J8 @这是指燃气轮机发电机组连co-generation后的效率吧?否则燃机发电比柴油机发电的效率更高,好像没有道理?柴油机本身油耗更低,转速低所以减速比小、机械损耗低,应该系统效率更高?
作者: 料理鼠王    时间: 2023-5-19 09:54
将来埋伏的坦克都不用发动机,就能突然启动发动袭击,这是很恐怖的事情。
作者: 赫然    时间: 2023-5-19 09:56
晨枫 发表于 2023-5-18 20:109 E) o2 Y  H# Q
这是指燃气轮机发电机组连co-generation后的效率吧?否则燃机发电比柴油机发电的效率更高,好像没有道理 ...

0 I4 A6 i: I# x1 ^机械损耗是柴油机大。柴油机有往复运动,而燃气轮机只有旋转。运动部件要少很多。这个从可靠性和维修周期就看出来的。燃气轮机维修间隔是柴油机的好几倍。, @% r! J& D& v/ {+ w/ G9 }
) O4 q8 y* @+ h2 P$ L6 [: s
还有最根本的是燃烧效率,燃气轮机可以做到理论上的完全燃烧,而柴油机从理论上就不可能。) j3 g5 L% J1 `6 {0 |+ H( y  G

8 @2 I" @0 d8 [2 q, |9 g- e: q一般柴油发电机组效率在25%到32%。燃气轮机最高可以做到40%多。
作者: 晨枫    时间: 2023-5-19 10:01
赫然 发表于 2023-5-18 19:56
1 g2 Q& q- Z$ W, y/ B3 t. `机械损耗是柴油机大。柴油机有往复运动,而燃气轮机只有旋转。运动部件要少很多。这个从可靠性和维修周期 ...
7 Z$ z# w6 f9 L% o4 S; y: h+ r7 ^5 x5 b
燃气轮机的进气量和排气量大得多,排气温度高得多,这里面带走的能量可不少啊。7 W+ Z0 j0 ^# b6 _) p5 v  z& \) K
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燃机组40%应该是co-gen,不是纯燃机。# a0 S3 P! w8 ^. T) K1 I  Y

/ n0 p1 P( v# f0 Y- aco-gen用燃机尾气“烧锅炉”,把乏热再发一遍电,这样出来的尾气就是低温的,热效率极大提高。% X. G$ T. c# L. w4 A: J) ^/ f

- N8 L! I' ?, }2 k5 V+ x船上用还有可能,车上是不可能了。
作者: 小书童    时间: 2023-5-21 14:40
实际上目前的自动驾驶研究过于超前,似乎除了军用没有啥情况下的自动驾驶环境是值得车企,用户,和第三方投入如此大的资源去研究的,而中国被动进入这个赛道的几家如果都是合资企业,那么关键信息被获取将来也是很麻烦的事情
作者: 晨枫    时间: 2023-5-21 21:42
本帖最后由 晨枫 于 2023-5-21 07:43 编辑 6 X! i+ N4 r3 X3 F
小书童 发表于 2023-5-21 00:40
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( r) y5 q5 H) L6 H军用自动驾驶其实大有可为,后勤车队自动驾驶的话,可以大大减少护送车队的需求,战斗地域送货也不用担忧了。
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0 ^. d: i$ d' L# X  S中国很多民用高科技企业都有某种程度的中外合资背景,或者外籍主要人员,这在现阶段可能是难以避免的。




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