EMD 645 - EMD 645
EMD 645 | |
---|---|
Przegląd | |
Producent | Electro-Motive Division of General Motors |
Nazywany również | Silnik E i Silnik F |
Produkcja | 1965-1983; ograniczone biegi w latach 90. |
Układ | |
Konfiguracja | 45° Vee w V6 , V8 , V12 , V16 lub V20 |
Przemieszczenie | 5160 do 12900 CU (84,6 do 211,4 l) 645 CU (10,6 l) na cylinder |
Otwór cylindra | 9+1 / 16 na (230 mm) |
Skok tłoka | 10 cali (254 mm) |
Materiał bloku | płaskie, formowane i walcowane stalowe elementy konstrukcyjne oraz stalowe odkuwki zintegrowane ze spawaną |
Materiał głowy | żeliwo, jeden na cylinder |
Valvetrain | Porty wlotowe w każdej tulei cylindrowej, 4 zawory wydechowe w każdej głowicy cylindrów |
Stopień sprężania | 14,5:1 |
Zakres obrotów | |
Bezczynny | 200 |
Czerwona linia | 950 |
Spalanie | |
Sprężarka | Jedna lub dwie dmuchawy typu Roots |
Turbosprężarka | Pojedynczy, napędzany sprzęgłem |
Układ paliwowy | Wtryskiwacz jednostkowy |
Kierownictwo | Mechaniczny ( gubernator Woodward ) |
Typ paliwa | Diesel |
Układ olejowy | Wymuszony system smarowania , Mokra miska olejowa |
System chłodzenia | Chłodzony cieczą |
Wyjście | |
Moc wyjściowa | 750 do 4200 KM (560 do 3130 kW) |
Chronologia | |
Poprzednik | EMD 567 |
Następca | EMD 710 |
EMD 645 to rodzina silników wysokoprężnych , które zostały zaprojektowane i wykonane przez Wydział Electro-Motive z General Motors . Choć seria 645 została przeznaczona przede wszystkim dla lokomotyw , morskich i stacjonarnych silników użytkowania, jedna wersja 16-cylindrowy silnik zasilany z „Titan” 33-19 prototyp haul wózek zaprojektowany przez GM Terex podziału.
Seria 645 była ewolucją wcześniejszej serii 567 i prekursorem późniejszej serii 710 . Wprowadzona po raz pierwszy w 1965 r. seria EMD 645 pozostała w produkcji na zamówienie długo po tym, jak została zastąpiona przez model 710, a większość części serwisowych 645 jest nadal w produkcji. Seria silników EMD 645 jest obecnie obsługiwana przez firmę Electro-Motive Diesel, Inc. , która w 2005 roku nabyła aktywa działu Electro-Motive od General Motors.
W 1951 r. EW Kettering napisał artykuł dla ASME zatytułowany Historia i rozwój silnika lokomotywy serii 567 General Motors , który szczegółowo opisuje przeszkody techniczne, które napotkano podczas opracowywania silnika 567. Te same rozważania dotyczą modeli 645 i 710, ponieważ silniki te były logicznym rozszerzeniem modelu 567C, stosując zwiększenie średnicy cylindra o 645 oraz zwiększenie średnicy cylindra i skoku o 710, aby uzyskać większą moc wyjściową, bez zmieniając rozmiar zewnętrzny silników lub ich masę, osiągając w ten sposób znaczną poprawę mocy na jednostkę objętości i mocy na jednostkę masy.
Historia
Silniki serii 645 weszły do produkcji w 1965 roku. Ponieważ seria 567 osiągnęła swoje granice wzrostu mocy, potrzebna była większa pojemność skokowa; zostało to osiągnięte poprzez zwiększenie otworu z 8+1 / 2 na (216 mm) w serii 567 do 9+1 ⁄ 16 cali (230 mm) w serii 645, przy zachowaniu tego samego skoku i wysokości pokładu. Chociaż skrzynia korbowa została zmodyfikowana z serii 567, silniki 567C i nowsze (lub silniki 567, które zostały zmodyfikowane do specyfikacji 567C, czasami określane jako silniki 567AC lub 567BC) mogą przyjmować części serwisowe serii 645, takie jak zespoły mocy . Odwrotnie, silnik 567E wykorzystuje blok serii 645E z zespołami mocy serii 567.
Wszystkie silniki 645 wykorzystują dmuchawę Rootsa lub turbosprężarkę do oczyszczania cylindrów . W przypadku silników z turbodoładowaniem turbosprężarka jest napędzana przekładnią i posiada sprzęgło odśrodkowe, które pozwala jej działać jako dmuchawa odśrodkowa przy niskich prędkościach obrotowych silnika (gdy sam przepływ spalin i temperatura są niewystarczające do napędzania turbiny) oraz turbosprężarkę napędzaną wyłącznie spalinami przy wyższych prędkościach. Turbosprężarka może powrócić do działania jako doładowanie w przypadku zapotrzebowania na duży wzrost mocy wyjściowej silnika. Chociaż droższe w utrzymaniu niż dmuchawy Rootsa, EMD twierdzi, że ta konstrukcja pozwala na „znacząco” zmniejszenie zużycia paliwa i emisji, poprawę osiągów na dużych wysokościach, a nawet do 50% wzrost maksymalnej mocy znamionowej w porównaniu z silnikami Roots-blown. pojemność silnika.
Moc w silnikach wolnossących (w tym dwusuwowych silnikach Roots-blown) jest zwykle obniżana o 2,5 procent na 1000 stóp (300 m) nad średnim poziomem morza, co jest ogromną karą na 10 000 stóp (3000 m) lub większych wysokościach, które kilka zachodnich Stanów Zjednoczonych i Kanada działają koleje, a to może oznaczać 25-procentową utratę mocy. Turbodoładowanie skutecznie eliminuje to obniżanie wartości znamionowych.
Seria 645 ma maksymalną prędkość obrotową silnika od 900 do 950 obrotów na minutę (obr/min), co oznacza wzrost w stosunku do maksymalnej prędkości 800 do 900 obr./min dla serii 567. Prędkość obrotowa silnika wynosząca 900 obr./min była niezbędna w zastosowaniach stacjonarnych generatorów prądu o częstotliwości 60 Hz i niektórych lokomotywach pasażerskich wyposażonych w trójfazowe układy 60 Hz, 480 V „zasilania na stacji czołowej”. W przypadku używania wyłącznie do celów trakcyjnych prędkość silnika zmienia się w zależności od położenia przepustnicy. Maksymalna prędkość 950 obr./min silnika 645F okazała się zbyt wysoka, co zagrażało jego niezawodności, a silnik zastępczy, 710G, powrócił do maksymalnej prędkości 900 obr./min.
EMD zbudowało demonstrator SD40 (numer 434) w lipcu 1964, aby przetestować w terenie silnik 16-645E3, a następnie osiem kolejnych demonstratorów SD40 (numery od 434A do 434H) i demonstrator GP40 (numer 433A) w 1965. W grudniu 1965 i styczniu 1966 , EMD zbudowało trzy demonstratory SD45 (o numerach od 4351 do 4353), aby przetestować w terenie silnik 20-645E3.
Kiedy silnik 645 wszedł do produkcji w 1965 roku, wprowadzono dużą serię nowych modeli lokomotyw. Wersja z turbodoładowaniem była używana w serii 40 EMD ( GP40 , SD40 i SD45 ) w wersji 3000 KM (2200 kW), szesnastocylindrowej i 3600 KM (2700 kW), dwudziestocylindrowej. EMD wprowadziła również Roots-blown 38 Series ( GP38 , SD38 ) i turbodoładowaną, dwunastocylindrową serię 39 ( GP39 , SD39 ). Wszystkie te modele lokomotyw w dużym stopniu mają wspólne komponenty i podsystemy, co znacznie zmniejsza koszty i zwiększa wymienność. GP38-2 i SD40-2 stał najpopularniejsze modele serii i jednym z najbardziej popularnych modeli lokomotyw, jakie kiedykolwiek zbudowano.
Począwszy od wprowadzenia silników serii 645, konwencja nazewnictwa modeli EMD generalnie zwiększyła projekty modeli o dziesięć (tak jak w przypadku serii 40, 50, 60 i 70). Liczba została zmniejszona o jeden dla wersji dwunastocylindrowych (takich jak seria 39, 49 i 59); zmniejszona o dwa dla wersji z korzeniami (dla serii 38); i zwiększona o pięć dla wersji o większej mocy (takich jak seria 45 i 75).
W przeciwieństwie do serii 645, 710 nie jest oferowany fabrycznie jako model z korzeniami, ale nic w podstawowej konstrukcji tego silnika nie uniemożliwia takiej oferty. Jednak para dmuchaw Rootsa, które byłyby wymagane w przypadku serii 710 dmuchanych metodą Roots, prawdopodobnie byłaby zbyt duża (zbyt długa), aby zmieścić się w dostępnej przestrzeni nadwozia, a wykonanie specjalnego nadwozia tylko dla nielicznych, które mogą zostać zamówione, byłoby być ekonomicznie nierozsądne. Dlatego każdy silnik 710 korzystający z dmuchaw Rootsa będzie wymagał dmuchaw dodanych do silnika po dostawie.
Specyfikacje (wiele jest wspólnych dla silników 567 i 710)
Wszystkie silniki 645 to dwusuwowe silniki V o kącie 45 stopni . Każdy siłownik jest 645 cali sześc (10,57 l) przemieszczenia , stąd nazwa; z otworem od 9+1 ⁄ 16 cali (230 mm), skok 10 cali (254 mm) i stopień sprężania 14,5:1. Silnik makonstrukcję jednokierunkową z czteremazaworami wydechowymi typu grzybkowego w głowicy cylindrów i portami do usuwania powietrza doładowującego po bokach cylindrów. Wszystkie silniki używają jednego górnego wałka rozrządu na bank, z zaworami wydechowymi obsługiwanymi przez dwa krzywki krzywkowe (z których każdy obsługuje dwa zawory wydechowe przez „most”) i jeden krzywkowy krzywkowy do obsługi wtryskiwacza jednostkowego, który znajduje się w środku czterech wydechów zawory. Ramiona zaworowe są wyposażone w rolki w celu zmniejszenia tarcia, podczas gdy hydrauliczne siłowniki zaworów służą do zmniejszania luzów zaworowych. Silniki 710 wyprodukowane po 1995 roku wykorzystują elektroniczne wtryskiwacze , jednak te wtryskiwacze nadal wykorzystują pompę tłokową uruchamianą wałkiem rozrządu, tak jak we wtryskiwaczach innych niż EFI.
Cylindry w każdej parze V znajdują się naprzeciwko siebie, a ponieważ wszystkie pręty są zawsze ściskane, w korbowodach zastosowano prosty system prętów „widłowych” na jednym rzędzie cylindrów i prętów „ostrzowych” na drugim (z tym samym udar na obu brzegach). Ponieważ wszystkie korbowody są naprzemiennie ściskane lub naprężane we wszystkich czterech cyklach pracy silnika, konkurent General Electric w swojej serii silników 7FDL stosuje „przegubowe” korbowody typu master-slave (z nieco dłuższym skokiem na brzegu z drążkami przegubowymi). Silniki są wyposażone w pojedynczą lub podwójną dmuchawę Rootsa lub pojedynczą turbosprężarkę ze wspomaganiem mechanicznym, w zależności od wymaganej mocy.
W celu konserwacji zespół napędowy składający się z głowicy cylindra, tulei cylindrowej, tłoka, wspornika tłoka i tłoczyska można stosunkowo łatwo i szybko wymienić pojedynczo. Blok silnika jest wykonany z płaskich, uformowanych i walcowanych stalowych elementów konstrukcyjnych oraz stalowych odkuwek spawanych w jedną konstrukcję („spawaną”), dzięki czemu można go łatwo naprawić przy użyciu konwencjonalnych narzędzi warsztatowych.
- Orientacja: „Przód” silnika (regulator silnika i koniec pompy płynu) znajduje się w rzeczywistości na tylnym końcu lokomotywy, bezpośrednio przylegając do układu zasilania i chłodzenia lokomotywy; „tył” silnika (układ dolotowy i generator trakcyjny lub koniec alternatora) znajduje się z przodu lokomotywy, bezpośrednio przylegając do szafki elektrycznej lokomotywy.
- Obrót: Obrót silnika odbywa się w konwencjonalnym kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, patrząc od „przodu” silnika, ale w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, patrząc od przodu lokomotywy. Instalacje morskie i stacjonarne są dostępne z silnikiem obracającym się w lewo lub w prawo.
- Kolejność wypalania
- Osiem cylindrów: 1, 5, 3, 7, 4, 8, 2, 6
- Dwanaście cylindrów: 1, 7, 4, 10, 2, 8, 6, 12, 3, 9, 5, 11
- Szesnaście cylindrów: 1, 8, 9, 16, 3, 6, 11, 14, 4, 5, 12, 13, 2, 7, 10, 15
- Dwadzieścia cylindrów: 1, 19, 8, 11, 5, 18, 7, 15, 2, 17, 10, 12, 3, 20, 6, 13, 4, 16, 9, 14
- Zawory wydechowe: cztery na cylinder
- Główne łożyska
- Osiem cylindrów: 5 (jednoczęściowy wał korbowy)
- 12 cylindrów: 7 (jednoczęściowy wał korbowy)
- Szesnaście cylindrów: 10 (dwuczęściowy wał korbowy, skręcany pośrodku)
- Dwadzieścia cylindrów: 12 (dwuczęściowy wał korbowy, skręcany i skręcany pośrodku)
- Wtrysk paliwa: Pompowtryskiwacz ; Elektroniczny pompowtryskiwacz w silnikach po 1995 roku
- Rozruch silnika
- Generator trakcyjny prądu przemiennego: Podwójne silniki elektryczne z rozruchem, połączone równolegle 64-woltowe rozruszniki we wczesnych zastosowaniach, połączone szeregowo 32-woltowe rozruszniki w późnych zastosowaniach
- Generator trakcyjny prądu stałego: Pole serii generatora
- Generator prądu przemiennego: Podwójne rozruszniki pneumatyczne w większości stacjonarnych zastosowań silnikowych
- Kontrola silnika
- Masa (modele E3B z turbodoładowaniem)
- Osiem cylindrów: 22 050 funtów (10,0 ton)
- Dwanaście cylindrów: 28 306 funtów (12,8 tony)
- Szesnaście cylindrów: 36 425 funtów (16,5 tony)
- Dwadzieścia cylindrów: 43 091 funtów (19,5 tony)
Wersje
NS | Cylindry | Wprowadzenie | Znamionowe obroty | Moc (KM) | Moc (MW) | Wprowadzono | Aplikacje |
---|---|---|---|---|---|---|---|
8-645C | 8 | Dmuchawa (1) | 900 | 1100 | 0,8 | EMD G18AR, klasa DBR w Nowej Zelandii | |
6-645E | 6 | Dmuchawa (1) | 900 | 750 | 0,6 | 1967 | Victorian Railways klasa Y (G6B) |
8-645E | 8 | Dmuchawa (1) | 900 | 1000 | 0,75 | 1966 | SW1000 , SW1001 , V / Linia P klasa , Victorian Railways klasa T (3 serie) / klasa H , CIE 201 Class (przebudowany), Renfe Class 310 |
12-645E | 12 | Dmuchawa (2) | 900 | 1500 | 1,1 | 1968 | EMD MP15DC , seria GM G22 , EMD SW1500 , EMD GP15-1 klasa CIE 001 (przebudowana), klasa Commonwealth Railways NJ , MV Liberty Star , klasa SJ T44 |
16-645E | 16 | Dmuchawa (2) | 900 | 2000 | 1,5 | 1966 | GP38 , GP38-2 , SD38 , SD38-2 , NSWGR 422 klasy , Victorian klasy Kolej X (2 i 3. szeregu), EMD G26 , Renfe klasy 319 |
8-645E3 | 8 | Turbosprężarka | 900 | 1650 | 1.2 | Seria GP15T , MP15T , FGC 254 | |
12-645C | 12 | Dmuchawa (2) | 900 | 1650 | 1.2 | EMD G22AR, Nowa Zelandia klasa DC | |
12-645E3 | 12 | Turbosprężarka | 900 | 2300 | 1,7 | 1968 | GP39 , GP39-2 , SD39 , CIE 071 , GT22 , brytyjska klasa kolejowa 57 |
16-645E3 | 16 | Turbosprężarka | 900 | 3000 | 2.2 | 1965 | GP40 , GP40-2 , GP40P , GP40P-2 , GP40TC , SD40 , SD40A , SD40-2 , SD40T-2 , SDP40 , SDP40F , F40PH , Commonwealth Railways klasa CL (oryginał), Australian National AL klasa (oryginał), WAGR L klasa , klasa VR C , GT26CW , klasa DSB MZ (seria I–II) |
20-645E3 | 20 | Turbosprężarka | 900 | 3600 | 2,7 | 1965 | SD45 , SD45-2 , F45 , FP45 , EMD DDM45 , DSB MZ (seria III-IV), |
16-645E3A | 16 | Turbosprężarka | 950 | 3300 | 2,5 | 1969 | DDA40X (podwójny silnik) , klasa Renfe 333 |
20-645E3A | 20 | Turbosprężarka | 950 | 4200 | 3.1 | 1970 | SD45X |
8-645E3B | 8 | Turbosprężarka | 904 | 1514-1666 | 1,1-1,2 | Proponowane | |
12-645E3B | 12 | Turbosprężarka | 904 | 2380-2570 | 1,8-1,9 | JT22CW , V / Linia A klasy , klasy V / Linia N (2 serii), | |
16-645E3B | 16 | Turbosprężarka | 904 | 3195-3390 | 2,4-2,5 | F40C , New South Wales klasy 81 , Australian National BL klasa , klasa V/Line G (oryginał), NSB Di 4 , DSB Class ME , M62M Rail Polska | |
20-645E3B | 20 | Turbosprężarka | 904 | 3765-3960 | 2,8-3,0 | SD45T-2 | |
12-645E3C | 12 | Turbosprężarka | 900 | 2510 | 1,8 | V / Linia N klasa (1 seria), Nowa Zelandia klasa DFT , Queensland Koleje 2300 klasa | |
16-645E3C | 16 | Turbosprężarka | 950 | 3300 | 2,5 | British Rail Class 59 , Pacific National XRB , Freight Australia XR , VL (Australia), Commonwealth Railways CL (wersje przebudowane), Australian National ALF , TCDD DE33000 , F40PH-2, SD40E, Henschel DE3300 | |
16-645E4 | 16 | Turbosprężarka | 900 | 3300 | 2,46 | 1973 | Terex 33-19 "Titan" wozidło |
16-645F | 16 | Turbosprężarka | 950 | 3500 | 2,6 | 1977 | GP40X , GP50 , SD40X , SD50 |
12-645F3B | 12 | Turbosprężarka | 950 | 2800 | 2,1 | GP49 | |
16-645F3B | 16 | Turbosprężarka | 950 | 3600 | 2,7 | EMD FT36HCW-2 - Seria Korail 7000; MPI MPXpress MP36PH-3S i -3 ° C, klasa RL , V / klasa Linia G (przebudowany) |
Wersje stacjonarne/morskie
Podobnie jak większość silników EMD, 645 jest również sprzedawany do zastosowań stacjonarnych i morskich.
Instalacje stacjonarne i morskie są dostępne z silnikiem obracającym się w lewo lub w prawo.
Silniki okrętowe różnią się od silników kolejowych i stacjonarnych głównie kształtem i głębokością miski olejowej silnika, która została zmieniona w celu dostosowania do ruchów toczenia i pochylania występujących w zastosowaniach morskich.
Prędkość silnika
- Pełny . . 900 obr./min dla wytwarzania energii 60 Hz; 750 obr./min dla wytwarzania energii 50 Hz; zmienna do 900 obr./min do zastosowań morskich
- Bezczynny . . 350 obr/min
- Stopień sprężania . . 16:1
Moc hamowania (ocena ABS)
- Modele 645E6 Silniki - 900 obr./min
- 8-cylindrowy . . . .1050
- 12-cylindrowy . . . 1500
- 16-cylindrowy . . . 1950
- Modele 645E7C/F7B Silniki — 800 obr/min / 900 obr/min
- 8-cylindrowy . . . . ---- / 1525
- 12-cylindrowy . . . 0,2305 / 2550
- 16-cylindrowy . . . .3070 / 3400
- 20-cylindrowy . . . 0,3600/4000
Zobacz też
Bibliografia
Zewnętrzne linki
- Houk, Randy (14 grudnia 2012). „Historia silników wysokoprężnych EMD” . Muzeum Kolejnictwa Południowo-Zachodniego Pacyfiku . Zarchiwizowane z oryginału w dniu 22 lipca 2014 r . Źródło 5 stycznia 2015 .
- Cook, Preston (kwiecień 2010). „Silnik Diesla Electro-Motive 645” (PDF) . Railfan i kolej : 40-47. ISSN 0163-7266 . Źródło 15 czerwca 2016 .
- Kucharz, Preston (2007). „Historia EMD 645 i 710” . Stowarzyszenie Entuzjastów Holownika obu Ameryk . Źródło 15 czerwca 2016 .