親歷陸裝動力自主化之路

曹勵云

近幾年的俄羅斯國際軍事比賽，讓普通觀眾第一次有機會看到多年來國內主戰裝備發展所取得的成果。

中國的主戰裝備在賽場上既有拍馬絕塵、一路狂飆讓人直呼驚艷的表現，也有熄火掉輪、射失靶標讓人扼腕嘆息的失意。中國軍人在賽場上經歷的勝利與挫折，同樣牽動著國人的心，我們或是喜悅，或是感嘆。

為了讓廣大讀者了解國內裝備發展的真實水平，也為了記述國防工業的科研人員為取得今天的成績所做出的不懈努力，我們策劃了此報道。希望借此報道緬懷先輩，激勵后人。

記者（以下簡稱“記”）：在正式開始采訪之前，請您先談談您個人從事發動機研究的經歷？

王增全（以下簡稱“王”）：我于1982年畢業于北京工業學院（現北京理工大學）車輛工程系，并分配到中國北方發動機研究所工作。我到所后先后參與了我國二代和三代坦克發動機研制工作，親歷了我國坦克發動機從引進仿研到自主研發的全過程，包括發動機總體方案的設計、發動機零部件的攻關以及試驗中發現問題和解決問題的整個過程。自1993年（時年34歲）擔任8缸發動機的總設計師到2004年擔任99A坦克副總設計師和發動機分系統總設計師，從參加150系列主機型研制到主持研制出三代坦克發動機的第一種變型機，從國內裝備發動機研發到軍貿裝備發動機研制，150系列柴油機已成為擁有20多型機型的大家族，滿足了我國陸軍各種裝甲裝備對動力的需求。

我本人在校期間學習的是發動機，自參加工作起，便趕上了我國坦克發動機研制走自主發展道路的大好機會，我親眼目睹了包括張保中總師在內的老一輩科研工作者艱苦奮斗研制中國第一種自主設計坦克發動機的全過程，同時也作為一名參與者見證了中國軍用發動機事業的不斷發展和壯大。

記：請問參加俄羅斯軍事比賽的中國陸裝主戰裝備都有哪些采用了貴集團提供的發動機？

王：自2014年起，在歷次俄羅斯國際軍事比賽中，參加“坦克兩項”比賽的96式坦克、參加“里海賽馬”比賽的05式兩棲車、在“蘇沃洛夫”比賽中進行展示的04步戰車均使用了我們研發生產的150系列發動機。

引進、仿制與提升 中國坦克動力早期發展簡史

記：根據資料顯示，貴集團是我國專門為地面裝備研制發動機的企業，能否為我們介紹一下我國坦克發動機研究大致經歷了哪幾個階段？

王：北方通用動力集團有限公司是兵器工業集團下屬的一家專門從事動力系統研制和生產的企業，由中國北方發動機研究所、山西柴油機工業有限責任公司、陜西北方動力有限責任公司、河北華北柴油機有限責任公司組成。產品廣泛應用于艦船、坦克、裝甲車輛、工程機械、發電機組、燃氣動力、核電裝備等領域。其中，軍用坦克發動機一直是我們的主要業務。建國以后，中國裝備的坦克裝甲車輛幾乎都采用我們研制和生產的發動機，而尤以坦克發動機最具代表性。

自建國以來，中國坦克發動機的發展大致上經歷了3個階段：

第一階段為仿研階段。上世紀50年代，我國在前蘇聯的幫助下組建了自己的發動機廠（山西柴油機工業有限責任公司的前身）和發動機研究所（中國北方發動機研究所的前身）。當時蘇聯向中國提供了T-34坦克的V2柴油發動機圖紙，我們以此為基礎仿制出了中國第一款坦克發動機，被稱為中國第一代坦克發動機。

第二階段為改進提高階段。上世紀70年代初期，我們開始利用自己的技術對V2的仿制型發動機進行改進，增加其功率，研制出了我國第一種渦輪增壓型坦克發動機，被稱為中國第二代坦克發動機。

第三階段為自主研發階段。20世紀80年代初，我們開始嘗試自主設計坦克發動機，即為我國第三代坦克研制新一代發動機，即第三代坦克發動機。

記：蘇聯的V2發動機被視為一款經典的柴油機設計，該發動機的國內仿制型號是什么？當時主要裝備何種坦克？它能否滿足當時我國對坦克發動機的要求？

王：V2機在世界坦克發動機史上具有很高的地位，其高緊湊性舉世聞名，是世界上生產數量與裝備數量最多的發動機，也為中國的坦克車輛發展做出過重大貢獻。這款發動機國產化的型號為12150L，功率為520馬力，是我國59式坦克的動力。后來，廠所與原北京工業學院合作將其功率提高到580馬力，并用在了我國69式坦克上。我們通過對這款發動機的仿研和制造，為我國坦克發動機后來的發展打下了基礎。

由于V2發動機機體采用三體結構設計，不同部分靠螺栓緊固，這樣的設計雖然結構較輕，但結構剛度較弱、承力強度不足，結構可靠性問題一直無法解決。相對國內的材料及工藝，發動機的發展潛力基本挖掘殆盡。

記：我們是何時開始渦輪增壓型發動機的研制的？渦輪增壓技術是否由國內自主開發？渦輪增壓技術的應用是否順利？

王：高壓供油、增壓和電控技術是發動機技術發展的三大里程碑技術。在中國北方發動機研究所建所初期，圍繞坦克發動機技術開展了多種嘗試，如水平8缸機、旋轉式發動機、燃氣輪機等等，但都沒有成功。直到上世紀70年代初期，我們建立了自己的增壓技術研究室，并在增壓技術方面取得成功，我們的大功率發動機研制才真正取得突破。圍繞增壓技術的研究，于1999年3月由總裝備部批準了柴油機高增壓技術國防科技重點實驗室的建設，實驗室以探索性、創新性的應用基礎研究為先導不斷推動增壓技術持續發展和自主創新，研制的不同系列增壓器產品在滿足我國坦克裝甲車輛柴油機研制需求基礎上，還廣泛應用于大功率民用動力，為內燃機行業的節能減排做出貢獻。endprint

1973年的一次坦克車輛動力發展研討會是中國坦克車輛用發動機史上的一次重要會議。從事發動機科研生產教學以及使用部門的專家齊聚一堂，大家深切感到發動機的落后，急于奮起直追，提出了五種不同方案。當時的張保中作為列席代表，名不見經傳，在五個方案之外，拋出了一個與眾不同的“民間方案”，即渦輪增壓發動機，當時并沒有引起與會者們的重視。原因有兩條，一是蘇聯學界認為，渦輪增壓不適用于潛渡，不能廢氣抽塵，因此，不認為可以用于坦克;二是12150L柴油機增加增壓器后，發動機長度增加，動力艙布置困難，只能將空氣濾挪到頂甲板上，車輛右側還加裝了機油散熱器，不倫不類，被人笑話為“前有雞窩，后有茅樓”。

但是，這個“民間方案”在會上也得到了總體單位部分專家支持，在張保中等同志的堅持下，1974年我國第一臺渦輪增壓發動機試制成功，初步臺架試驗和裝車測試也表現優異。曾經讓大家擔心的潛渡問題在坦克第一次潛渡失敗后，張保中與617廠杜惠昌兩位總師一起分析原因、一起親自跟車下潛，結果順利啟動，打破了蘇聯專家渦輪增壓發動機不能潛渡的結論，增強了自主研制的信心，翻開了中國渦輪增壓技術的新篇章。從此渦輪增壓起死回生，并不負眾望成了80式主戰坦克的動力，也就是中國的第二代發動機。

廢氣渦輪增壓柴油機在12150L柴油機在本體結構未發生大改動的情況下實現了功率的大幅提升，達到了730馬力，應用于我國二代坦克，包括最早的80式坦克以及后來的變型坦克等。這款發動機后來又不斷提高性能后應用俄羅斯坦克大賽96A式坦克上。

記：談到俄羅斯坦克大賽，坦克的機動力引起了人們的極大關注，人們對發動機的議論也很多，其中不乏批評的聲音，對此您怎么看？

王：批評的聲音主要集中在前兩次比賽中。

第一次2014年俄羅斯坦克大賽，中國派出現役的96A坦克參賽。在比賽中96A坦克被T-72坦克從后面超越，并發生了發動機損壞這樣的嚴重問題。

應該說，中國96式坦克此次反映出來的問題主要還是系統匹配上的問題。這種坦克采用了第二代發動機，最初的功率為730馬力，后來我們將其提高到了800馬力，但發動機的匹配并未實現最優化。主要表現在，發動機的燃燒特性不好，低速扭矩不好。另外，空氣濾被擊穿，導致發動機進土后拉缸損壞。

第二次2015年俄羅斯坦克大賽，我們依然派出96A坦克參賽，但做了針對性的改進，主要包括：將發動機增壓器的匹配點下調，提高了發動機的低速扭矩，改善了坦克的加速性能，從而提高了坦克的機動能力;將空氣濾中的金屬濾網更換為紙濾，解決了發動機進土的問題;另外，我們加強了外圍管路的密封性，解決了跑冒滴漏的老問題。經過不斷的研發與改進， 96式坦克在后來的比賽中沒有出現問題。

2016坦克大賽中，我們分別獲得單車第一、綜合第二的優異成績。

來路多坎坷 首次自主研制坦克發動機

記：150HB被視為中國自主研制的第一款發動機，主要裝備我國的三代坦克——99式主戰坦克，據稱，其最初并不被看好？

王：150HB發動機，在99式坦克研制之初只是作為發動機選型的一個備選方案。

99式坦克研制之初發動機的主方案是616廠作為總師單位研制的SD150發動機，該發動機是在二代12150ZL發動機基礎上進一步強化。當時的目標是將功率從730馬力提高到960馬力。但該方案的進展并不順利，在樣機試驗過程中，發動機問題不斷。就像前面提到的，這款發動機雖然功率達到了要求，但其結構可靠性問題面臨巨大困難。

這也為全新設計的150HB發動機后來中選提供了機會。1982年，150HB發動機的創始人張保中針對老150發動機的缺點，以發展的眼光提出了用渦輪增壓加中冷技術改造老150柴油機的設想，瞄準的目標就是達到或超過“豹”-Ⅱ坦克的發動機，搞一臺全新的高動力性、高可靠性、高經濟性、低散熱的世界水平的先進的柴油機。

對于這個方案，不少人是有疑問的。從520馬力到580馬力，我們用了14年，從580到730馬力又用了18年，現在一大步要跨到1200馬力，能行嗎？專家們都認為該方案存在巨大的難度。在1987年召開的150HB-1200方案審查會上，與會專家既高度評價了該機兼有蘇式坦克發動機的高緊湊性和西方坦克的高動力性指標，起點高，水平高，對七〇所勇挑重擔的膽略表示欽佩。同時也指出了該方案的艱巨性，這可能是整車研制過程中困難最大的分系統之一。提請領導部門對困難程度要有足夠的估計與重視，并給予必要的支持。

記：能否為我們介紹一下150HB發動機的立項過程？它是從何時開始研制？又是何時完成研制的？

王： 150HB發動機最開始只是一個零部件預先研究項目，1982年才正式提出了完整方案。

當二代發動機還在進行定型試驗時，張保中總師就開始策劃三代坦克的動力。張保中針對V2發動機存在的缺點和發展潛力不足的問題，積極探索用西方技術改造V2發動機的技術方案。他提出中國既不能繼續沿著V2的路子走下去，又不能掉過頭走西方的路子，我們只有繼承并發揚V2機的優點，揉進西方柴油機的先進技術，把V2的高緊湊性與西方的高動力性有機地結合起來，走自主研發的路子，搞出一個適合中國國情的中國式的新型柴油機，以滿足三代坦克先進性能的需要。endprint

在1982年提出150HB發動機總體方案后，針對當時“畫、加、試”粗放的科研模式，本著打基礎上水平的方針，在論證上下功夫，在設計計算分析上下功夫，在單缸機與關重零部件設計驗證上下功夫。充分利用現代化的研究手段與工具，如有限元分析、光彈應力測試、實驗室模擬與半模擬試驗等等，對重要零部件如氣缸蓋、機體、曲軸、軸瓦、連桿、活塞、噴油泵、機油泵、水泵等一一進行計算與實驗研究，堅持走出了一條先通過零部件研究再上整機的技術路線。由于基礎工作做得扎實細致，且試驗結果比較理想，雖然還沒有見到整機，但讓人們看到了1200馬力的希望。該方案開始得到軍方的青睞。

1987年3月，時任國防科工委副主任的謝光來到大同聽取了三代坦克發動機的情況匯報，對主方案SD150柴油機和預研方案150HB柴油機研制情況進行調查研究后，就三代坦克動力方案發表了重要講話，做出了一個“冒險決策”，就是選擇了技術水平高、留有發展余地，但技術難度大、周期長、經費多的150HB柴油機方案， 150HB從此成為三代坦克動力的唯一方案，從而開啟了它的新征程。

150HB發動機的研制工作從1982年開始大規模零部件研究，1987年正式型號立項，1991年完成初樣機研制，1992年完成正樣機研制，到1999年完成設計定型，前后經歷了20多年的時間，這款我國第一臺自主設計的坦克發動機可以說是老一輩科研工作者一生心血的結晶。

記：在三代坦克柴油機研制過程中我們都遇到了哪些困難？

王：根據三代坦克研制計劃的要求，發動機功率需從二代仿研的730馬力，一下子提到自主研制的1200馬力，技術路線發生了根本性的改變，相關技術儲備幾乎為零，給我們的研制工作提出了很大的挑戰。

我們面臨的主要困難是：國內沒有基礎，一切從頭開始。需要我們從材料開始，與其他研究所合作，研制適用新型發動機核心承力結構件的新型材料;需要對每一個零部件如機體、氣缸蓋、曲軸、連桿、活塞、配氣機構、傳動機構、水泵、機油泵等進行先期研究與驗證，直至每個部件均通過考核。

拿柴油機的機體為例，與二代坦克發動機相比，150HB最大的不同是將發動機的上箱和水套分體設計改成了鋁合金連身機體，這種結構可增加發動機的剛度，有利于提高發動機的功率，但該殼體上包含了水、油、氣腔，是一個非常復雜的空腔結構，鑄造工藝非常復雜，鑄造成品率非常低，制造難度極大。研制之初在調研了包括航天等國內制造能力一流單位后，沒有廠家愿意承接。為此，中國北方發動機研究所以“沒有條件創造條件也要上”的精神，自己動手，土法上馬，摸索鑄造工藝，優化熔煉成份，終于鑄造出第一臺合格的機體毛坯，之后由工廠圍繞發動機機體和氣缸蓋做了大量的鑄造攻關工作。到國慶50周年閱兵時，為99坦克半個方隊的產品制造，鑄造50個機體毛坯才能勉強出一個合格的產品。

以柴油機中最普通、應用最多的螺栓為例，好的螺栓能夠做到材料性能穩定，加工精度高，熱處理工藝先進。當螺栓被擰到一定力量時，其自身產生彈性變形量，所提供的緊力既能保證螺栓自鎖，又能保證材料不被破壞，做到可靠緊固。國內當時甚至還無法制造高強度的螺栓，經常是時間一長，螺栓自己就松了，壓緊力不夠進而導致連接結構失效、密封不好，漏油漏氣等。

可以毫不夸張的說，在三代坦克柴油機研制過程中，幾乎沒有哪個零部件沒發生過問題，但廣大科研人員以堅忍不拔的精神攻堅克難，在解決現實問題的基礎上，不斷實現技術的進步。

記：能否評價一下三代坦克發動機研制成功的意義？

王：應該說，上世紀三代坦克發動機出現的許多問題是由綜合因素導致的，既包括設計上的，也包括材料、工藝落后、加工水平低的因素。設計上存在的問題可以不斷完善，但工業水平的落后卻不是一朝一夕能夠改變的。在99坦克發動機研制初期，我們面臨的最大困難是許多零部件在國內找不到配套廠家，又無法從國外獲得。我們只能從零部件做起，一點點攻克難關。99坦克發動機被稱為中國第一款具有自主知識產權的發動機，這其實是被逼出來的。

該發動機雖然仍有不成熟的地方，但其研制成功至少起到了兩大作用：第一、為中國坦克裝甲車輛發動機領域培養了一代人，這些人許多都成了這個行業的骨干;第二、積累了相關技術，為我國三代裝甲裝備系列柴油機的發展奠定了堅實的基礎。

多款變型 走上系列化發展之路

記：三代坦克的這款發動機是否又發展出了多種變型產品？分別用在哪些戰斗車輛上？

王：150HB柴油機的系列化奠定了我國坦克裝甲車輛動力的發展之路，促進了我國陸軍裝備的機械化發展。150HB柴油機包括6V、8V和12V三種主機型，用途涵蓋我國裝甲兵、炮兵、防空兵、工程兵等等20多種裝甲戰車，功率覆蓋540馬力～1600馬力的系列化柴油機。這些發動機的缸徑、活塞行程、缸心距保持一致，都采用V型布置，發動機的曲軸、連桿等許多零部件都能夠通用，它們的區別只是發動機燃燒缸的缸數不同。如：12缸發動機，用在了99、99A坦克和兩棲突擊戰車;8缸發動機，用在部分二代主戰坦克、自行加榴炮、自行火箭炮、防空導彈、自行防空高炮以及舟橋車等;6缸發動機，用在步兵戰車、自行加榴炮、反坦克導彈武器系統等。

同時，為提高我國在國際上的影響力，利用適用技術發展了多種軍貿戰車發動機，并陸續獲得認可和訂貨。具有代表性的包括VT4坦克和新一代外貿155自行火炮，有效解決了我國軍貿裝備動力受制于人的不利局面。

記：請為我們談談150HB柴油機的系列化之路是否順利？endprint

王：150HB柴油機的系列化之路并不是一帆風順的，期間曾經歷激烈的競爭，也不時遇到這樣或那樣的技術難題。

150HB柴油機系列化的第一個機型是155毫米自行火炮柴油機。在1990年項目方案論證時，三代坦克柴油機正處于初樣機技術攻關階段，關于系列化仍處于規劃階段。軍方在最初論證過程中，確定戰車戰斗全重為32噸，因此選定了船舶某廠從國外技術引進的成熟民用動力。該發動機的功率當時只有408馬力，目標是經過改進后進一步提高到650馬力。而我們規劃的發動機功率可以達到800馬力，非常有利于我國自行火炮的長遠發展和先進性。但是相比于成熟、高可靠性的民用發動機，我們的發動機還處在方案設計階段。因此，在發動機方案評審會上一些軍方參謀對我們的方案曾經有一個形象的評價，說是“墻上的燒餅不頂饑”。但盡管如此，為實現我國坦克裝甲車輛發動機的體系化發展，仍得到了領導機關的支持，要求盡快研制出樣機，經試驗驗證后再做決策。

由于我們當時的競爭對手是一款成熟民用發動機，因此，軍方給8缸機提出的設計要求是與民用動力幾乎相同的壽命和可靠性，遠遠超過自行研發軍用發動機的標準。盡管8缸機是在三代坦克柴油機基礎上進行系列化開發，但由于研制工作幾乎同步，所遇到的技術難關幾乎相同，而且還要考慮模塊化、系列化和通用化，研制難度可想而知。在長達6年的原理樣機研究和驗證試驗階段，不斷遇到性能和零部件可靠性難題，也曾一度影響到軍方的信心，為此，到1996年12月，軍方首次在裝備研制中引入競爭機制，組織國內知名專家對兩種發動機的技術和研制生產能力進行競標選型，1997年3月才最終選定了8V150方案。

150HB柴油機系列化第二個面臨競爭的機型是兩棲突擊戰車柴油機，也是150HB系列化的一個重要組成部分。這款發動機要求具備對復雜工況的適應能力，能夠實現水陸功能轉換。一臺發動機要輸出兩種不同的功率，這是研制這款發動機的最大難點。參與競爭的機型也是一款國外許可證引進的船用柴油機。競爭中，150HB柴油機由于具有自主的增壓技術和電控技術支撐更好地滿足了大跨度、雙功率匹配與轉換需求，而且具有更好的系列化有利于后續的維修保障而獲勝。三代坦克的最大功率也由1200馬力提高到1600馬力。

三代坦克柴油機的研制從零部件預研開始歷時17年，8V150柴油機自方案設計開始歷時14年，二代步戰車6V150柴油機是150HB柴油機系列化的另一個重要組成，自型號立項歷時7年，而形成了150HB柴油機系列化的三個主機型。在此之后，兩棲突擊戰車柴油機和99A主戰坦克柴油機的研制均歷時5年，從而形成了150HB柴油機的技術體系。后續研發的VT4坦克柴油機、新一代外貿155柴油機以及其他戰車系列化柴油機和軍貿柴油機一般需2～3年，實現了我國陸軍裝備動力的快速發展和自主保障。

走向成熟 為三代裝備提供強大而可靠動力

記：請簡單介紹一下研發的系列化柴油機中哪些機型最能體現咱們國家車用動力的技術水平？

王：如果說三代坦克柴油機的研發奠定了車用動力的基礎，而兩棲突擊戰車柴油機和99A主戰坦克柴油機的研發則使150HB柴油機的技術走向成熟。在國家基礎科研、關鍵技術預先研究和型號產品研制計劃的共同支持下，150HB柴油機系列化發展所需的整機系統集成、結構可靠性、高效增壓、高壓供油、高效燃燒、電子控制、冷卻與潤滑等核心關鍵技術研究不斷深入，從技術水平到研發能力均取得不斷進步。在此基礎上研發的1500馬力柴油機使99A主戰坦克噸功率達到世界第一，研發的1600馬力柴油機使兩棲突擊戰車水上航速名列世界現役裝備第一。

利用該技術研發的8V150柴油機功率達到1000馬力，使戰車機動力達到較好水平;研發的VT4坦克12V150柴油機功率達到1200馬力，使VT4坦克在巴基斯坦與烏克蘭“堡壘”坦克的對抗用戶試驗中表現良好，實現了我國外貿坦克動力的自主保障，代表了中國水平。

記：感謝您接受我們的采訪。

（攝影/李亞明 編輯/萬歷）endprint