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[冷饭还有节选]艾利逊公司CD系列十字传动简介

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美国在二战中广泛使用的转向机就是大家所熟知的Cletrac式控差速转向机,下至T16运输车,上至T26潘兴重型坦克。但Cletrac式转向机也有一些固有的缺点,比如说缺乏中心转向能力(最小转向半径19m)、不适合重型车辆等问题。

1943年,在T20中型坦克原型车上试验了十字传动系统,后来还改装了一辆M4A3用作实验。所谓十字传动(Cross-drive transmission),是说动力沿车体纵向输入,变换后沿车体横向输出到两侧主动轮的传动布局。
广义上凡是动力输入方向和输出方向垂直的传动布局都可以叫做十字传动。1945年的T32重型坦克原型车是第一种装备十字传动系统的车辆,该车采用通用汽车EX-120十字传动,具备中心转向能力,但传动可靠性不佳,这促使美国为后来的坦克选择了艾利逊公司的十字传动系统。
美国艾利逊公司研制的十字传动系统有三大系列产品:CD-850系列、CD-500系列、CD-150系列。

↑M47坦克手册中的CD-850-4十字传动系统

CD-850系列最早应用于M26E2重型坦克上,型号为CD-850-1。会这样应用的原因,主要是在朝鲜战场的山路吃了瘪,毕竟全家转向半径都是19m左右,部队很急,要坦克能原地转向。经过一定改进后,在M46中型坦克上应用了其改型CD-850-4。早期的设计中,CD-850是液力机械传动-机械转向结构的,而CD-850-4简化了传动部分的机械结构,直接使用液力传动-机械转向。到后来的M60主战坦克,CD-850-6A又改回了液力机械传动-机械转向的构造。

从本质来说,CD-850是液力变矩器、行星变速器与三差速转向机的结合体,结构比起此前的液力变矩器、行星变速器、Cletrac转向机的结合体要紧凑不少,但仍显得偏大。要知道CD-850仅不装油的空重就有1.5吨,必须是块头够大的车才带得起。此外,由于液力变矩器不具备闭锁功能,高速运转时仍有显著油液搅动,动力浪费明显,而变速器又只有两个前进挡,不用说就是个油老虎。M46-M47-M48-M60自不用说,其他基于此的变型车辆(自行火炮、架桥车)也基本沿用CD-850,而M103等重型坦克几乎全都使用CD-850,就连LVTP-5两栖车也是CD-850。不禁感叹一下,帝国主义就是狗大户,全家油老虎,烧油不眨眼。


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1楼2019-03-03 04:09
    而CD-150呢?CD-150是CD系列的第三个型号,很多人可能根本没听过,因为这种传动装置仅有限地用在M56 SPAT及其变型车上。下面这图我是自购手册截出来的,无断转载的我问候你全家可以吗。

    根据这张图示可以看到,CD-150其实是一种带有液力变矩器的双侧变速兼转向装置,属于单流传动。一些资料将其描述为高速挡下进行单半径转向,低速挡和倒挡进行制动转向,其实说白了就是内侧变速箱降挡转向,与苏联战后的双侧行星变速兼转向方案思路十分相似。只是由于四元件多工况变矩器的良好性能,两个前进挡已能够满足行驶速度与发动机转速的匹配需求,所以并没有设置那么多挡位。从CD-150的各挡位减速比来看,其倒挡减速比与低速挡减速比均为2.286:1,因此实际上低速挡和倒挡可以具有相同的行驶速度。按理论讲,如果一侧履带前进,另一侧履带后退,且有相同速度,那么应该可以中心转向。对于液压选挡、低挡和倒挡车速相同、通过方向盘操控转向的CD-150来说这不是什么难事,但不知为何CD-150并未实现这一功能。在M56上实际只能刹住一侧履带,进行半径约3米的制动转向。

    从艾利逊CD系列三大型号来看,美国人的命名是有够随便的,只要动力输入轴和输出轴垂直,就能叫做cross-drive,根本不管三种型号用的是三种转向原理,统统扔进一个筐。艾利逊CD系列最早的型号CD-850起源于二战后,至今仍在一些军队中使用,无疑是成功的,但显然也有其落后之处。
    有一个最主要的问题,前面也说过,CD-850并没有液力变矩器闭锁功能。早期CD-850沿用的是旧有的Torqmatic变矩器,这是一种三元件变矩器,泵轮和叶轮可以自由转动,但导轮却是固定不动的,因而在结构上难以实现液力变矩器闭锁。后来改进的CD-850将变矩器换为多工况变矩器,在低速时作为液力变矩器工作,高速时作为液力耦合器工作,比旧型号提高了效率,但仍然没有液力变矩器闭锁功能,换句话说,缺少传动装置效率最高的直接挡。
    在CD系列的第二个型号,CD-500上,采取了和CD-850不同的构成方式。CD-500是一种带有液力变矩器的行星变速箱,并整合有双差速转向机构。双差速转向机构意味着CD-500的转向动力传输是通过结合转向离合器实现的,而CD-500的液力变矩器则使用了四元件多工况变矩器,并带有闭锁离合器,当车速达到23mph时即自动闭锁,以直接挡进行驱动,是能够提高传动装置效率的。虽然,还是只有两个前进挡。


    根据CD系列的经验教训,美国在50年代研发了新一代的传动装置,XT系列,下回再详述


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    3楼2019-03-03 04:10
      文章的量也太多了吧(


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      来自Android客户端4楼2019-03-03 04:20


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        来自Android客户端5楼2019-03-03 04:30
          T26重型坦克(迫真)


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          来自Android客户端6楼2019-03-03 07:25
            (´・ω・`)


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            来自Android客户端7楼2019-03-03 07:36
              805一4就是把变矩器锁止取消了?后来的能自动换档不?在汽车上美国人V8+2AT的组合用了几十年,有钱


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              来自Android客户端8楼2019-03-03 08:17
                所谓简化大致是这么个情况


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                来自Android客户端9楼2019-03-03 09:24
                  下图1、2所示,这种小齿轮很容易坏。最早是法国雷诺NC27开始用Cletrac转向机,日本引进后试图仿制,但是这种小圆柱齿轮寿命根本不达标,所以一直用威尔逊式。到战后搞61式还是花了很多工夫解决小圆柱齿轮(日文叫竹輪ギア,得名于其外形)的寿命问题


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                  来自Android客户端12楼2019-03-05 13:48
                    日本鬼子的74式也是十字传动吧


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                    来自Android客户端14楼2019-07-01 23:44