关于苏联T-80坦克车载变速箱的问题
自采用以来 坦克 T-80坦克及其初期量产阶段饱受各种系统和部件故障的困扰。其中相当一部分故障是变速箱故障，导致生产过程中需要反复改进。
1987年苏联发表了一篇相当详尽的文章，介绍了为提高变速箱的容错能力而进行的改进，以及坦克运行工况对其耐久性的影响。这篇文章无论从技术角度还是通俗角度来看，都非常引人入胜。 历史的 这是计划，所以我们才在这里发布。
操作条件对T-80坦克装甲运兵车耐久性的影响
在T-80坦克的作战过程中，人们发现车载变速箱（OG）故障占坦克整体故障率的很大一部分。造成这种情况的原因之一是生产过程不稳定，伴随着大量的设计变更，这在批量生产和坦克列装初期很常见。
图 1. T-80 坦克防空系统故障频率按生产年份 (1) 和故障发现年份 (2) 的变化
因此，1980年至1985年间，故障率最高的是1981年至1983年间生产的BKP（图1）。在此期间，工业工厂进行了多次设计变更。其中，我们注意到以下几点：
改进型螺栓锁定（1982 年）；
1983年，取消了在组装过程中用氮气冷却第一和第二行星排列卫星轴的做法；
改进了 F3 离合器和 T4 制动器的润滑（1983 年）；
引入金属陶瓷摩擦盘（MCF）钢基超声波检测技术（1983年）；
1984 年，引入 TSZP-8 油代替 B-3V；
1984 年，为第一、二行星行卫星引入了 6 排松散轴承；
引入了具有改进润滑槽几何形状的 MKD（1984 年）；
1984 年，在 T4 和 T5 制动器的摩擦盘上引入了第二个注水点；
引入了一种新的润滑系统管道设计，消除了安装过程中管道的损坏（1984 年）；
引入改进的轮廓分配机构凸轮，降低转向杆返回其原始位置的阻力（1984 年）；
1985 年，取消了分配机构中的增压供油阀；
改进摩擦多层复合材料制造技术（1986 年）；
F3离合器加强（1986年）；
液压制动器的引入（1986 年）。
然而，对BKP设计的改进并未对因未充分考虑VGM运行特性而导致的诸多故障产生显著影响。根据投诉材料、受控军事使用数据、对照试验、保修试验和其他测试数据，得出以下BKP故障分布情况：
按操作类型：
军事剥削..................................................... 86%
测试..................................................................................... 14%
按军事行动的性质（地点）：
培训中心（TC）..................................................... 50%
战斗训练小组（CTG）................................................. 40%
线性分割..................................................... 10%
对 T-80 坦克在控制试验 (CT) 期间发生的 BKP 故障进行分析（表 1）表明，这些故障主要与生产故障有关。
故障主要由摩擦装置中摩擦片的过度磨损、烧结、变形和损坏，螺栓松动，轴磨损，第一和第二行星齿轮组卫星轴承损坏以及最终驱动轴承损坏造成。摩擦片故障占FCT总故障数的62%，具体分布如下：F3离合器31%，T1制动器16%，T5 10%，T4 3%，F2离合器2%。值得注意的是，在军用领域，大量FCT故障发生在运行300-3000公里后。
对受控坦克的研究和观察，可以确定其在训练中心、战斗群和一线部队中的操作特点，并确定这些坦克的操作条件与测试期间（例如，控制）的条件之间的差异（表 2）。
训练中心和作战部队中坦克的运行特点是发动机功率利用率低、高挡位使用频率低、低挡位使用频率高、平均速度低、发动机怠速时间长以及瞬态工况多。例如，在训练中心，T-80坦克89%的时间都处于一挡和二挡（而作战部队中这一比例为40%）。起步次数是作战部队的20倍，换挡总次数是作战部队的2,5倍（其中低挡位的使用次数是作战部队的4-10倍），制动次数是作战部队的5-6倍。
为了评估上述运行条件差异对ICP可靠性的影响，我们针对ICP主要部件在相应运行条件下的载荷和使用寿命进行了计算研究。我们计算了两种方案的ICP：方案1对应于1980年的设计和技术文件，方案2对应于1986年的设计和技术文件（表3-5）。此外，我们还利用某培训中心实际运行模式下的统计数据，评估了ICP在培训中心运行条件下的使用寿命。评估结果表明，在测试中心的典型运行条件下，方案1的ICP能够以98%的无损概率保证规定的使用寿命，而方案2的无损概率为96%。
在UBG和UC环境下操作坦克时，两种BKP型号的坦克均能以超过98%的概率保证达到既定保修期内的运行时间。此估计值适用于严格按照操作说明进行操作的情况。
在UBC（联合战斗部队）中，典型的坦克作战训练包含三种大致相当的训练类型：枪械训练、战术训练和驾驶训练，以及各种类型的演习。然而，也经常出现个别坦克主要用于某一种训练的情况，例如，仅用于枪械训练或仅用于驾驶训练。例如，在某些部队中，驾驶员和炮手在不同的训练营接受训练，每个训练营都配备自己的坦克。在这种情况下，某些传动部件的负荷会急剧增加，而另一些部件的利用率则会降低，导致资源利用效率低下，并降低整个传动系统的可靠性。
在培训过程中，由于受训人员缺乏相应的技能和知识，通常会出现以下与操作说明不符的情况：
转向杆未回到原位时发生移动；
从静止状态启动，不使用制动装置（动力涡轮机转速不为零）；
储罐运行出现故障或控制驱动装置调整不当；
未能遵守维护期限。
未按操作说明启动坦克会显著增加负载，从而加剧摩擦部件的磨损。据计算，F3离合器在1、2、3档的磨损量在1000公里内分别为0,041毫米、0,520毫米和0,010毫米。T1制动器承受的负载尤其显著增加。
当违反EI规定，以二挡起步时，在四挡紧急制动时，减速度为4米/平方厘米（图2），会导致驻车制动器负荷过重。反复频繁地以一挡和倒挡起步，并试图通过摇晃来拖拽坦克，同样危险。
违反初始条件的坦克启动会导致T1制动摩擦片和F3离合器出现严重的磨损、过热、变形、烧结和失效。计算表明，如果T-80坦克的转向控制杆没有回到初始位置，导致液压控制系统压力下降至0,3-0,5兆帕，那么在训练部队最常用的二挡行驶时，坦克前侧的T1制动器将失效，坦克出弯后会持续打滑相当长一段时间。
在这种情况下，当车辆以一档行驶时，无论是在后移侧CVT变速箱出弯时，还是在前移侧CVT变速箱中，F3离合器都会出现长时间打滑（长达20秒），并且还会出现故障并长时间打滑。尽管这些打滑模式下的摩擦功率相对较低（45–75 W/cm²），但长时间的打滑会导致T1制动器和F3离合器损坏，类似于违反IE规则起步时的情况（见图2）。需要注意的是，未接合转向杆不仅会因摩擦装置长时间打滑而降低CVT的性能，还会因液压控制系统油量增加而导致CVT部件润滑不良。
所考虑的偏离 IE 的情况不仅可能发生在训练期间，而且也可能发生在例如压力情况下，驾驶员可以故意使用操纵杆的欠调作为一种特殊技巧来提高 VGM 在转弯时的可控性。
制造商对 F3 离合器进行了改进（改善润滑并增加摩擦片数量，通过改进润滑槽的几何形状和制造工艺来提高 MKD 的耐磨性和耐热性），并提高了液压控制系统的效率（通过改变分配机构凸轮的轮廓和油路系统管路的设计，提高端密封件的质量），从而提高了包括 F3 和 T1 在内的摩擦装置的性能和可靠性。
然而，这不足以完全消除坦克运行过程中F3和T1离合器发生故障的可能性，从而避免偏离IE要求。必须制定并实施相关措施，以自动保持完全控制压力（在转向过程中，将前侧控制单元中的压力增加到标称值，以防止摩擦元件在转向杆未完全接合以及换挡转向时发生故障）。
此外，当坦克开始移动时，需要开发并实施换挡联锁装置，该装置在动力涡轮转速不为零时触发（例如，通过坦克转速和动力涡轮转速传感器控制泄油阀）。同时，建议延长T1制动器的使用寿命，例如，通过加装一对摩擦片并改进该制动器和F2离合器的润滑，类似于之前改进的F3离合器和T4制动器的润滑。
T5和T4型制动器摩擦片的磨损、变形、烧结和失效加剧，主要是由于驻车制动器承受的高热负荷以及训练部队坦克操作期间驻车制动器使用频率增加所致。T-80坦克使用液压缓速器可使T4和T5型制动器摩擦片的使用寿命延长近一倍（通过减少驻车制动器接合次数和减少每次接合时的滑移量）。
然而，1986年的对照试验表明，这会导致变速箱过热，并加速TSZP-8油的分解产物堵塞油滤器。这显然是由于油罐车在多尘环境下高速列行时制动频率增加，以及液压制动控制系统与发动机可变喷嘴组件（VNA）的组合所致，因为在不使用液压缓速器的情况下，VNA无法实现发动机制动。
为了评估液压缓速器对 T-80 坦克变速箱热状态的影响，对 1986 年设计的液压缓速器进行了热状态计算，结果表明，在 40°C 环境空气温度下，KI 条件下平均运行模式下，变速箱冷却系统散热器的散热量如下（单位：MJ/h）：
实际..................................................................................... 149
根据路况，配备液压缓速器的变速器需要：
组合控制系统¹ ............................................................... 163
带有独立控制单元的系统.............................................. 129
无液力缓速器的变速箱所需................................. 121
数据显示，使用带独立控制单元的液压缓速器不会导致变速箱严重过热。但是，油液出口温度可能会显著升高，从而对油液质量产生负面影响。
液压缓速器和发动机 RSA 控制的结合几乎完全消除了在没有液压缓速器的情况下进行发动机制动的可能性，导致其使用频率增加了 4-8 倍，这反过来又导致产生的热量增加，超过了变速箱冷却系统散热器的散热能力。
变速箱润滑系统中的油温会显著升高，在不利条件下，油温可能会超过可接受的限度，就像 1986 年的测试中，油箱在高温多尘的空气条件下以柱状移动时发生的情况一样。
为了在不降低其他传动特性的前提下提高制动制动器和液压缓速器的可靠性，必须：
制定并实施措施，通过引入液压缓速器的合理特性，并将液压缓速器的控制与发动机RSA的控制分离，消除频繁使用液压缓速器和变速器过热的问题；
改善变速箱润滑和冷却系统的运行，防止油滤器被油分解产物堵塞；
采用 40Х3М2ФА 钢提高摩擦片的耐热性；
为防止 T5 在极端条件下发生制动打滑，应在倒档运行时限制发动机扭矩（例如，通过限制燃油供应）。
结论。为了提高T-80坦克战斗控制系统（BCS）在各种操作条件下的可靠性，建议继续开发加强型BCS，并致力于开发自动换挡系统。
1 - 在量产车上。
来源：
“运行条件对 T-80 坦克 BKP 耐久性的影响。” M.G. Zhuchkov、V.A. Kolesov、R.N. Korolkov、V.S. Fantalov。《装甲装备公报》杂志，1987 年第 10 期。
信息