EMD 645 - EMD 645

EMD 645
083 silnik.jpg
Turbodoładowany silnik EMD 12-645E3, montowany w lokomotywie klasy Iarnród Eireann 071
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+116  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+116 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.

16-645 układ silnika i kolejność zapłonu. 8-, 12- i 20-645 mają podobne układy, przy czym prawy brzeg jest ponumerowany sekwencyjnie przed lewym brzegiem, więc 20-645 będzie miał cylindry #1-10 w prawym brzegu i #11-20 w lewym brzegu Bank. Przód silnika znajduje się z tyłu lokomotywy; tył silnika znajduje się z przodu lokomotywy.
  • 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
    • Regulator lokomotywy Woodward PGE lub odpowiednik w silnikach mechanicznych; Jednostka sterująca silnika EMD w silnikach elektronicznych
  • 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