一直以來,坦克給人留下的映像就是防護,火力和笨重的戰場機器,不僅有著很強的綜合作戰能力,而且其龐大而沉重的裝甲也給人一種濃濃的安全感。
這幾十噸重的裝甲就會讓敵人感到恐懼,雖然坦克體型笨重行駛速度也並不是太快,但你發現沒有,坦克與其它靠履帶行駛的車輛一樣,轉向卻非常的靈活迅速。
履帶是一些大功率的特種車輛,爲了適應不同的路面環境而使用的環形鏈環,而裝有履帶的車輛由于增加了與地面的接觸面積,這種環形結構能使車輛爬坡下坎,越壕溝,穿沼澤,越田野無所阻擋,要去哪裏幾乎是自帶道路,所以履帶這個詞在英語中的意思是“連續軌道”。
履帶是由很多塊履帶板通過銷子連接起來的,形成的一個履帶鏈環,通過馬達帶動驅動輪轉動,驅動輪上的齒輪與履帶之間相互咬合而帶動履帶,在多個拖帶輪的支撐下連續轉動,由于履帶本身就非常的沉重,所有使用履帶的車輛功率都非常的大。
履帶的發展曆史
幾千年來軍隊在作戰中機動性往往決定了戰爭的勝負,從最早的雙輪車,到中世紀的騎兵,而到了現代,那些能適應各種地形和機動性能超強的履帶坦克成爲了戰場的主角。
其實履帶最早是被使用在農用拖拉機上的,當時蒸汽機剛被發明出來,爲了不讓沉重的拖拉機陷入到松軟的泥土中,當時就用木頭和橡膠做出了承重能力更好的履帶。
人們看到了履帶的諸多優點後,在1915年英國開始將履帶應用在坦克上,並在戰場上取得了巨大的成功。
此後各國都紛紛效仿制造帶有履帶的坦克,直到今天履帶已在坦克上已經使用了100多年,經過無數次的戰場考驗證明履帶在坦克上無可替代的作用。
現代不管是軍用還是民用領域履帶都在廣泛使用,特別是在工程機械領域很多機械設備都離不開履帶。
使用履帶的機械設備自身就非常的重,再加上履帶這副沉重的大腳板就更重了,那麽履帶是怎麽被驅動的呢。
履帶被驅動是靠一套液壓裝置驅動齒輪來實現的,當發動機的動力傳到液壓泵時,它會帶動液壓泵內柱塞不斷往複運動,在缸內液壓泵不斷的吸入液壓油壓縮後排出,就能將發動機的機械能轉變成壓力能,這些壓力通過液壓管路抵達主控制閥,主控閥通過控制壓力油的輸出大小,來控制齒輪的轉速驅動履帶行走。
有人好奇那些能開坦克的人是不是也能開汽車,要弄清楚這個問題,就要明白這種履帶坦克與汽車最大的不同,即轉向原理。
最早的汽車轉向普遍是采用齒輪齒條這種機械式轉向結構 ,當轉動方向盤時,轉向齒輪會帶動齒條左右移動從而實現轉向,這種轉向結構具有成本低,安全可靠等優點,但由于是機械結構所以轉向非常的費力。
後來隨著技術的發展,出現了液壓轉向助力裝置,它是通過在原有機械轉向助力的基礎上,加一套液壓助力裝置由發動機帶動液壓泵産生動力從而輔助轉向;隨著電子技術的發展,現在都使用電子助力,通過扭力傳感器自動施加助力,這讓汽車的轉向更加輕松和安全。
履帶轉向原理
用履帶行駛的車輛,它的轉向與輪式車輛是完全不同的,因爲輪子全在履帶的包裹下,所以根本不能用輪子來實現轉向,這就需要使用雙流傳動。
簡單來說就是兩側履帶以不同的方向轉動,轉向時靠兩個獨立的驅動源分別向兩個履帶傳送動力,可以通過一個履帶向前轉動,另一個履帶向後轉動實現履帶在地面自由轉向,也就是中心轉向。
中心轉向時由于不好産生或大或小的轉彎半徑,所以能很好地適應各種狹窄的路面環境,從而讓履帶在轉向時更有機動性。
但這種機械設計由于太複雜,容易出現機械故障,所以現在主流的轉向方法,也是履帶轉向最簡單的做法,是通過調節兩個履帶的速度來實現轉向。
當一組兩個輪子實現轉向,內測的輪子就會比外側的輪子行駛的距離短,要讓整個車站保持平穩轉向就需要外側的輪子轉得快一點,而內測的輪子就要轉得慢一點,要控制轉速不一樣就需要一個裝置,這就是差速器。
履帶轉向時,差速器通過齒輪向兩個履帶分配不同的動力,讓兩條履帶産生不同的動力而實現履帶的轉向,當直行時差速器會平均分配給左右兩條履帶同樣的動力。
當履帶右轉時,差速器會向左側履帶分配更多的動力就會更快,向右側履帶分配更少的動力就會更慢,實現平穩右轉。
當履帶左轉時,差速器會向右側履帶分配更多的動力就會更快,向左側履帶分配更少的動力就會更慢,實現平穩左轉。
隨著時代變化,履帶技術也在緊跟需求變化持續進步,新材料、新結構形式的履帶將會不斷出現,自重輕、阻力小、耐用性好以及動力傳遞性能好是未來的發展方向,也許隨著智能化技術和傳感器技術的進步,履帶也能配備傳感器,駕駛員就能隨時掌握履帶和地面的情況了,履帶這副鐵腳板將爲工程機械提供更有力的支撐。
文中Gif截取自Youtube《Double Differential Steering System on a MODELCAR》《爲什麽汽車方向盤轉向如此靈活,這些原理你可能還不知道》《Adams Tracked Vehicle Toolkit – Tank with Cross Drive turning around》《NX 8.5 Dual Differential Tank Drive》文中圖片截取自《Celebrating the 100-Year Anniversary of the Caterpillar Sixty Track-Type Tractor 》