很長一段時(shí)間來，很多人都把美蘇視為不共戴天的敵人，就連武器裝備也有著與眾不同的個(gè)性：造坦克方面，美國坦克龐大厚重，蘇聯(lián)坦克矮小輕便；美國采用90-105-120口徑，蘇聯(lián)采用100-115-125口徑；在潛艇方面，美國喜歡魚雷形狀的單殼體潛艇，而蘇聯(lián)喜歡大型水滴形的雙殼體潛艇。除此之外，雙方在其他武器都有很多有別于對方的特色，以至于任何人都難以混淆美式武器和蘇式武器。然而，只有很少人意識到，在冷戰(zhàn)之前，有相當(dāng)多蘇聯(lián)的武器和大型裝備的技術(shù)來源是來自于美國，如來自福特AA車型的蘇聯(lián)GAZ AA系列車型，曾經(jīng)是蘇聯(lián)戰(zhàn)前的主要卡車類別；蘇聯(lián)BT和T-34出名的克里斯蒂懸掛，也是來自于美國一款不受重用的車型。在冷戰(zhàn)爆發(fā)后，蘇聯(lián)第一代戰(zhàn)略轟炸機(jī)圖-4就是來自于逆向工程美國B-29的杰作，而今天我們要講的這款發(fā)動(dòng)機(jī)-費(fèi)爾班克斯-莫爾斯38D-8-?型柴油機(jī)，也同樣是在美國和蘇聯(lián)，甚至還有中國都相當(dāng)普及的一款著名發(fā)動(dòng)機(jī)。

對置兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)——小體積，大功率的設(shè)計(jì)

我們知道，往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)需要使用氣缸、活塞和曲軸三個(gè)主要部件實(shí)現(xiàn)燃油內(nèi)能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。一般來說，在燃燒室壓力、噴油速度相同下，活塞越多，整體的功率越大。但是，隨著氣缸組的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)也變得越來越大，協(xié)調(diào)所有的氣缸和曲軸一同運(yùn)轉(zhuǎn)的難度也越來越多。因此，在1930年代，各國工程師們就開始尋找一個(gè)手段——既能增多有效的氣缸組的數(shù)量，又能節(jié)約體積和重量，還能減少協(xié)同曲軸運(yùn)動(dòng)的麻煩的設(shè)計(jì)。

很快，工程師們就想到了一個(gè)絕妙的手段：將兩根活塞密封在一個(gè)氣缸的兩端，同時(shí)在燃?xì)馔屏ο孪騼蓚?cè)推動(dòng)，不就是同時(shí)實(shí)現(xiàn)了氣缸總數(shù)沒增加，但活塞和曲軸數(shù)量倍增，且曲軸兩兩間的運(yùn)動(dòng)完全相同的好處了嗎？在這樣的指導(dǎo)思想下，兩款發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎同時(shí)在大洋彼岸誕生，其一是著名的榮克斯jumo205柴油機(jī)，一款就是今天我們的主角費(fèi)爾班克斯-莫爾斯38D-8-?型柴油機(jī)。

參考資料：https://junkyardmob.com/guides/fairbanks-morse-diesel-engine

費(fèi)爾班克斯-莫爾斯38D-8-?型柴油機(jī)起初是作為船用發(fā)動(dòng)機(jī)研制的，它每2個(gè)活塞使用1個(gè)氣缸，缸徑8(1/8)吋(約206毫米)，氣缸長度38英寸（970mm）。根據(jù)使用的氣缸數(shù)目，可以在4-12個(gè)氣缸（8-24活塞）間調(diào)整體積和功率輸出，輸出功率在667馬力至3400馬力之間，在增加渦輪增壓器后，功率最大可達(dá)3600馬力。最常見的版本是10氣缸，20個(gè)活塞。

費(fèi)爾班克斯-莫爾斯38D-8-?型柴油機(jī)曲軸是上下對置的，作為一款雙沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，它的運(yùn)轉(zhuǎn)分為首先兩個(gè)活塞向外擴(kuò)張，打開排氣孔，清除廢氣，此時(shí)活塞運(yùn)轉(zhuǎn)到行程終點(diǎn)，開始返回，并關(guān)閉排氣孔同時(shí)向內(nèi)擠壓空氣，使得氣缸內(nèi)溫度達(dá)到柴油點(diǎn)火溫度，達(dá)到溫度后噴油嘴噴射燃油，強(qiáng)大的燃燒氣體推動(dòng)活塞同時(shí)向兩側(cè)移動(dòng)，露出排氣孔后排出廢氣，完成一個(gè)循環(huán)。此時(shí)我們能夠發(fā)現(xiàn)，它每噴一次燃油，兩個(gè)曲軸各自完成了180度的旋轉(zhuǎn)，比起傳統(tǒng)的四沖程柴油機(jī)（兩圈點(diǎn)一次火）和兩沖程柴油機(jī)（一圈點(diǎn)一次火）效率都要高；而且比起傳統(tǒng)的兩沖程柴油機(jī)必須要渦輪增壓器才能保證內(nèi)部壓力不同，它通過活塞共同對內(nèi)擠壓實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)火壓力，使得它可以不依賴渦輪增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)；因?yàn)闆]有氣缸頭結(jié)構(gòu)，因此也無需氣門，氣門推桿，氣門密封結(jié)構(gòu)；同時(shí)活塞的動(dòng)量上下相反相互抵消，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)，因此當(dāng)時(shí)是個(gè)被歡迎的設(shè)計(jì)。

同時(shí)，由于采用垂直對置設(shè)計(jì)，整個(gè)柴油機(jī)看起來是細(xì)高的，有利于節(jié)約占用空間，尤其是1930年代使用三脹蒸汽機(jī)的一些小型船舶的內(nèi)燃機(jī)改造時(shí)，由于小船的三脹蒸汽機(jī)也是又高又細(xì)，和這種柴油機(jī)規(guī)格接近，使得它在當(dāng)時(shí)老舊船舶改造時(shí)很受青睞。

當(dāng)然，有利就有弊，垂直對置發(fā)動(dòng)機(jī)和后來的水平對置發(fā)動(dòng)機(jī)雖然有利于降低氣缸數(shù)量下曲軸數(shù)量不減少，和利用反方向運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞抵消動(dòng)量使得運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，但是這種設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)有兩個(gè)難點(diǎn)：第一是氣缸熱量較大，尤其是活塞頭溫度難以及時(shí)排除，這是因?yàn)椴荒芡ㄟ^傳統(tǒng)在氣缸頭上增設(shè)水冷的方式加快散熱導(dǎo)致的，使得整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度較高，尚有不少熱能沒有利用；第二就是兩組曲軸雖然理論上轉(zhuǎn)速相同，但是由于實(shí)際中需要把兩組曲軸的輸出力矩合成輸出到一根傳動(dòng)軸上，需要每組氣缸都需要良好的時(shí)序控制，并利用并車齒輪將力矩整合起來，結(jié)構(gòu)比起四沖程柴油機(jī)復(fù)雜不少。所以在后世渦輪增壓四沖程柴油機(jī)普及后，各國就不再開發(fā)這種柴油機(jī)了。

廣泛應(yīng)用的費(fèi)爾班克斯-莫爾斯38D-8-?型柴油機(jī)

如這款發(fā)動(dòng)機(jī)的名稱“費(fèi)爾班克斯-莫爾斯38D-8-?型船用柴油機(jī)”所說，它一開始確實(shí)是給美國船舶使用的柴油機(jī)，一開始主要面向民用市場的拖輪、小型蒸汽船改造的市場。后來，隨著美國小鯊魚級潛艇投入生產(chǎn)，美國迫切需要一款足夠緊湊的潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)龐大的（相比德國7型而言）的小鯊魚級潛艇，因此選中了費(fèi)爾班克斯-莫爾斯38D-8-?型柴油機(jī)，它瘦高的設(shè)計(jì)可以讓小鯊魚級在狹窄的潛艇內(nèi)部并列安裝4臺(tái)，為潛艇提供可觀的發(fā)電量和水上航行速度。之后，由于美國需要在前線開設(shè)潛艇補(bǔ)給基地，需要派駐潛艇補(bǔ)給船，為了考慮和潛艇引擎通用以降低零件種類，美國潛艇支援船的發(fā)動(dòng)機(jī)也采用這款發(fā)動(dòng)機(jī)；甚至到了1960年代美國建設(shè)全核動(dòng)力潛艇梯隊(duì)時(shí)，美國也選擇繼續(xù)訂購費(fèi)爾班克斯-莫爾斯38D-8-?型柴油機(jī)，作為核潛艇備份柴油發(fā)電機(jī)使用，可見美國對其的高度信任。

在水面艦艇上，費(fèi)爾班克斯-莫爾斯38D-8-?型柴油機(jī)一般以其出色的體積控制，往往作為大船的備份發(fā)電機(jī)使用，如埃塞克斯級航空母艦；同時(shí)，埃德索爾級護(hù)航驅(qū)逐艦也采用它作為主發(fā)動(dòng)機(jī)，說明該引擎適用面是非常廣泛的。

蘇聯(lián)和中國：經(jīng)典的火車機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)

在大洋的彼岸，蘇聯(lián)也在二戰(zhàn)中通過租借法案獲得了費(fèi)爾班克斯-莫爾斯38D-8-?型柴油機(jī)。不過，蘇聯(lián)人對于這款發(fā)動(dòng)機(jī)的主要用途不是海洋，而是陸地轟鳴的火車。

二戰(zhàn)結(jié)束后，重獲新生的哈爾科夫運(yùn)輸機(jī)械廠（即馬雷舍夫工廠）結(jié)束了T-34坦克的生產(chǎn)任務(wù)，開始為重建家園操起了老本行——生產(chǎn)火車機(jī)車。由于蒸汽機(jī)車的弊病嚴(yán)重，蘇聯(lián)決定逐步淘汰蒸汽機(jī)車，轉(zhuǎn)型內(nèi)燃機(jī)車，所以他們仿制了美國援助的D型柴油機(jī)車開發(fā)出了TE-1型內(nèi)燃機(jī)車，但很快就覺得D50柴油機(jī)功率太小了（只有1000馬力）。于是，哈爾科夫運(yùn)輸機(jī)械廠發(fā)掘出了費(fèi)爾班克斯-莫爾斯38D-8-?型柴油機(jī)用于鐵路機(jī)車的價(jià)值，將其仿制為2D100型發(fā)動(dòng)機(jī)，采用10氣缸，無渦輪增壓的版本，功率達(dá)到了2000馬力，在雙機(jī)重聯(lián)時(shí)則為4000馬力，完全可以勝任大部分場合的運(yùn)輸任務(wù)。因此，TE3型內(nèi)燃機(jī)車（出廠即為雙機(jī)重聯(lián)）完成蘇聯(lián)的各項(xiàng)考核后，被用作蒸汽機(jī)車的換代車型在蘇聯(lián)大量的投產(chǎn)，哈爾科夫運(yùn)輸機(jī)械制造廠于1955年開始批量生產(chǎn)TE3型柴油機(jī)車。1956年，科洛姆納工廠、伏羅希洛夫格勒內(nèi)燃機(jī)車制造廠也按照相同的圖紙開始批量生產(chǎn)TE3型柴油機(jī)車，并成為蘇聯(lián)鐵路史上產(chǎn)量最大的干線柴油機(jī)車車型之一，對蘇聯(lián)鐵路牽引動(dòng)力內(nèi)燃化的快速過渡具有重要貢獻(xiàn)。至1973年停產(chǎn)，三家工廠累計(jì)生產(chǎn)了6797臺(tái)TE3型機(jī)車，其中哈爾科夫工廠生產(chǎn)了599臺(tái)，科洛姆納工廠生產(chǎn)了404臺(tái)，伏羅希洛夫格勒工廠生產(chǎn)了5805臺(tái)。

與此同時(shí)，在學(xué)習(xí)蘇聯(lián)建設(shè)時(shí)期的中國也看中了發(fā)展內(nèi)燃機(jī)車的價(jià)值。因此，在研究了滿鐵的一部瑞士生產(chǎn)的內(nèi)燃機(jī)車后，中國決定參考蘇聯(lián)TE3發(fā)展國產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)車。根據(jù)資料介紹：

1958年3月，根據(jù)中國方面提出請求，蘇聯(lián)派出內(nèi)燃機(jī)車專家別洛烏斯來華協(xié)助，直接指導(dǎo)進(jìn)行草圖技術(shù)設(shè)計(jì)工作 。進(jìn)行設(shè)計(jì)之初，工廠沒有現(xiàn)成的機(jī)車全套圖紙，只有蘇聯(lián)專家提供少量關(guān)于TE3型柴油機(jī)車的圖紙資料，以及海軍部門提供的幾張美國費(fèi)爾班克斯-莫爾斯38D-8-?型船用柴油機(jī)檢修圖紙。

1958年6月23日，工廠召開由大連工學(xué)院、大連海軍指揮學(xué)校(今海軍大連艦艇學(xué)院)、大連海運(yùn)學(xué)院和大連柴油機(jī)廠(今道依茨一汽大柴)參加的柴油機(jī)設(shè)計(jì)制造協(xié)作會(huì)議，與會(huì)各單位決定承擔(dān)提供參考資料、指導(dǎo)設(shè)計(jì)、制作精密部件等工作。除此之外，上海江南造船廠、上海船舶修造廠等在當(dāng)時(shí)生產(chǎn)任務(wù)緊的情況下，還堅(jiān)決把生產(chǎn)的一部分活塞、曲軸、汽缸套等50余種精密部件供給柴油機(jī)的組裝。

1958年6月20日，大連機(jī)車車輛工廠全體職工舉行誓師大會(huì)。同年6月29日，工廠開始試制車體金屬結(jié)構(gòu)，至7月13日完成車體中梁組裝。由于參考資料和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，工廠設(shè)計(jì)科只能采用邊學(xué)習(xí)邊設(shè)計(jì)的辦法，力爭早日把圖紙交到車間進(jìn)行試制。1958年7月25日，完成了最后一張草圖的設(shè)計(jì)工作，同時(shí)機(jī)車開始進(jìn)入組裝階段。同年8月15日，第一臺(tái)機(jī)車的車體鋼結(jié)構(gòu)完工，月底第一臺(tái)柴油機(jī)完成組裝 。1958年9月26日，被命名為巨龍型的雙節(jié)重聯(lián)4000馬力干線內(nèi)燃機(jī)車在大連機(jī)車車輛工廠舉行隆重的出廠典禮，成為中國第一種電力傳動(dòng)干線貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車 。巨龍型內(nèi)燃機(jī)車是直流電傳動(dòng)的干線貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車，由兩節(jié)結(jié)構(gòu)相同的2000馬力內(nèi)燃機(jī)車連掛組成，采用仿蘇聯(lián)2D100型二沖程中速柴油機(jī)作為動(dòng)力裝置。

不過，由于“大躍進(jìn)”時(shí)代我國工業(yè)水平無法達(dá)到原樣生產(chǎn)TE3的能力，加上中蘇交惡，三年自然災(zāi)害的破壞，我國為了保證生產(chǎn)出的發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性，只得降低功率到1800馬力，這種自產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)命名為10L207E發(fā)動(dòng)機(jī)，機(jī)車名稱也從“巨龍”改為“東風(fēng)”。但是由于輸出功率比TE3降低了200馬力，加上我國自然環(huán)境多山地和丘陵，1800馬力的東風(fēng)型并不能有效使用在所有的祖國大江南北。因此，一直到1986年中國東風(fēng)4B通過鐵道部鑒定前，我國一直沒有生產(chǎn)更多的內(nèi)燃機(jī)車，主力仍然是蒸汽機(jī)車（前進(jìn)型輸出功率2190KW，比單節(jié)的TE3都高700KW，更不必提功率更小的東風(fēng)內(nèi)燃機(jī)車）。最終隨著國產(chǎn)功率達(dá)到2400KW的東風(fēng)4B（采用四沖程16V240ZJB型中速柴油機(jī)）的量產(chǎn)，我國才在1988年終止了蒸汽機(jī)車生產(chǎn)，也是最后一個(gè)停產(chǎn)主力干線蒸汽機(jī)車的大國。

無端而可能的猜想：費(fèi)爾班克斯-莫爾斯38D-8-?型柴油機(jī)和蘇聯(lián)T-64/80UD的5TDF/6TD-2的血緣聯(lián)系

我們知道，對置雙沖程柴油機(jī)在世界上并不如四沖程柴油機(jī)普及。但是仍有一些國家看中了它小體積，大功率的優(yōu)勢，將其發(fā)展為坦克柴油機(jī)。值得一提的是，如今采用這種水平對置雙沖程柴油機(jī)最著名的坦克——T-64，和上文提及的TE-3內(nèi)燃機(jī)車，都是同一個(gè)著名的工廠——哈爾科夫運(yùn)輸機(jī)械廠（馬雷舍夫工廠）生產(chǎn)的。

在1950年代初期期，也就是哈爾科夫運(yùn)輸機(jī)械廠剛剛開始研制TE-3內(nèi)燃機(jī)車的時(shí)候，莫洛佐夫回到了烏克蘭哈爾科夫運(yùn)輸機(jī)械廠（值得一提的是，二戰(zhàn)爆發(fā)時(shí)哈爾科夫運(yùn)輸機(jī)械廠搬遷到下塔吉爾時(shí)，帶走了183的廠名，回歸烏克蘭后，183廠的名字卻留在了下塔吉爾，哈爾科夫運(yùn)輸機(jī)械廠更名75號工廠），成立了第60設(shè)計(jì)局，并開始設(shè)計(jì)下一代坦克——430工程。由于莫洛佐夫希望讓坦克更輕，更緊湊，他選擇了一個(gè)大膽的想法——放棄T-34,T-54的V2四沖程柴油機(jī)，轉(zhuǎn)向水平對置柴油機(jī)路線，并提出了4TD發(fā)動(dòng)機(jī)，采用4個(gè)氣缸，8個(gè)曲軸的設(shè)計(jì)。后來，隨著430工程下馬，432工程轉(zhuǎn)為后來鼎鼎大名的T-64，4TD發(fā)動(dòng)機(jī)也增加了1個(gè)氣缸，改名為5TDF發(fā)動(dòng)機(jī)。之后，隨著T-80UD在哈爾科夫運(yùn)輸機(jī)械廠生產(chǎn)，哈爾科夫人又把5TDF增加了1個(gè)氣缸，變?yōu)?TD系列發(fā)動(dòng)機(jī)，在蘇聯(lián)解體后，這款發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)型6td-2也被用于中國MBT2000坦克。

（2023-9-27修改：在咨詢了@Panzerwine大佬后，確認(rèn)VT4發(fā)動(dòng)機(jī)不是6td系列發(fā)動(dòng)機(jī)，6td受制于水平對置活塞技術(shù)特點(diǎn)，不能用傳統(tǒng)散熱器，只能用高壓尾氣引射冷空氣降溫，因而6TD發(fā)動(dòng)機(jī)原裝的一體化引射散熱裝置，在車體尾部有標(biāo)志性的引射噴管；而VT4尾部的散熱窗不符合這個(gè)引射噴管的特征。VT-4發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力包頂部拍攝圖片和實(shí)車的進(jìn)氣道分析，應(yīng)當(dāng)是99坦克的150系列發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)橫置擺放的產(chǎn)物）

迄今為止，都沒有任何資料說明為什么莫洛佐夫從下塔吉爾返回哈爾科夫后，會(huì)選擇水平對置發(fā)動(dòng)機(jī)作為430工程、T-64直到T-84的發(fā)展路線。很多人認(rèn)為，蘇聯(lián)的4/5/6TD發(fā)動(dòng)機(jī)是來自于繳獲的德國JUMO205發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)技術(shù)，但JUMO205大多只用于戰(zhàn)前的客機(jī)和飛艇，在二戰(zhàn)后期就不再是一種出色的設(shè)計(jì)。而哈爾科夫運(yùn)輸機(jī)械廠雖然以生產(chǎn)坦克出名，但其主營業(yè)務(wù)還是以生產(chǎn)鐵路機(jī)車為主，在莫洛佐夫回歸哈爾科夫后，身為第60設(shè)計(jì)局的總設(shè)計(jì)師的他不可能不知道同一個(gè)工廠生產(chǎn)的2D100垂直對置發(fā)動(dòng)機(jī)。而且，考慮到2D100柴油機(jī)4氣缸版本為667馬力（490KW），那么增加一個(gè)氣缸并調(diào)整轉(zhuǎn)速適合坦克后，5TDF發(fā)動(dòng)機(jī)514（一說法551）KW正好符合這個(gè)推算。因此，以本人的判斷：T-64/80采用的5TD、6TD發(fā)動(dòng)機(jī)，有極大可能性參考了費(fèi)爾班克斯-莫爾斯38D-8-?型柴油機(jī)，甚至不排除使用了部分相同的技術(shù)（畢竟都是由哈爾科夫運(yùn)輸機(jī)械廠的柴油機(jī)工廠生產(chǎn)的）。

以上乃筆者一家之言，歡迎大家踴躍討論。