Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
EMD 645
083 engine.jpg
Двигатель с турбонаддувом EMD 12-645E3, установленный в локомотиве Iarnród Eireann класса 071.
Обзор
ПроизводительElectro-Motive Division от General Motors
Также называемыйE-Engine и F-Engine
Производство1965–1983; ограниченные тиражи в 1990-е годы
Макет
Конфигурация45 ° Vee в V6 , V8 , V12 , V16 или V20
Смещение5160-12900 куб. Дюймов
(84,6 - 211,4 л)
645 куб. Дюймов (10,6 л) на цилиндр
Диаметр цилиндра9 1 ⁄ 16   дюйма (230 мм)
Ход поршня10 дюймов (254 мм)
Материал блокаплоские, формованные и катаные конструкционные стальные элементы и стальные поковки, интегрированные в сварную конструкцию
Материал головычугун, по одному на цилиндр
КлапанВпускные каналы в каждой гильзе цилиндра, 4 выпускных клапана в каждой головке блока цилиндров
Степень сжатия14,5: 1
Диапазон оборотов
Праздный200
Красная линия950
Горение
НагнетательОдин или два воздуходувки Рутса
ТурбокомпрессорОдиночный, с приводом от сцепления
Топливная системаИнжектор
УправлениеМеханический ( губернатор Вудворда )
Тип топливаДизель
Масляная системаСистема принудительной смазки , мокрый картер
Система охлажденияС жидкостным охлаждением
Выход
Выходная мощностьОт 750 до 4200 л.с.
(от 560 до 3130 кВт)
Хронология
ПредшественникEMD 567
ПреемникEMD 710

EMD 645 является семейство дизельных двигателей , который был разработан и изготовлен Electro-Motive отдела в General Motors . В то время как серия 645 предназначалась в первую очередь для локомотивов , судовых и стационарных двигателей , одна 16-цилиндровая версия использовалась в прототипе тягача 33-19 "Titan" , разработанном подразделением GM Terex .

Серия 645 была развитием более ранней серии 567 и предшественником более поздней серии 710 . Впервые представленная в 1965 году, серия EMD 645 оставалась в производстве по индивидуальному заказу еще долгое время после того, как была заменена на 710, и большинство запасных частей 645 все еще производятся. Серия двигателей EMD 645 в настоящее время поддерживается компанией Electro-Motive Diesel, Inc. , которая приобрела активы подразделения Electro-Motive у General Motors в 2005 году.

В 1951 году EW Кеттеринг написал статью для ASME под названием История и развитие 567 серии General Motors локомотив , [1] , который идет в подробности о технических препятствий, которые столкнулись при разработке 567 двигателя. Те же соображения применимы к 645 и 710, поскольку эти двигатели были логическим продолжением 567C, за счет увеличения диаметра цилиндра 645, увеличения диаметра цилиндра и увеличения хода 710 для достижения большей выходной мощности без изменение внешнего размера двигателей или их веса, благодаря чему достигается значительное повышение мощности на единицу объема и мощности на единицу веса.

История [ править ]

Двигатели серии 645 были запущены в производство в 1965 году. Поскольку серия 567 достигла предела увеличения мощности, потребовался больший рабочий объем; это было достигнуто за счет увеличения диаметра ствола с 8 1 ⁄ 2   дюйма (216 мм) на серии 567 до 9 1 ⁄ 16   дюйма (230 мм) на серии 645 при сохранении того же хода и высоты деки. В то время как картер был изменен по сравнению с серией 567, двигатели 567C и более поздних версий (или двигатели 567, которые были модифицированы в соответствии со спецификациями 567C, иногда называемые двигателями 567AC или 567BC) могут принимать запасные части серии 645, такие как силовые агрегаты.. И наоборот, в двигателе 567E используется блок серии 645Е с силовыми агрегатами серии 567.

Все двигатели 645 используют либо нагнетатель Рутса, либо турбонагнетатель для продувки цилиндров.. В двигателях с турбонаддувом турбокомпрессор имеет шестеренчатый привод и имеет центробежную муфту, которая позволяет ему действовать как центробежный нагнетатель на низких оборотах двигателя (когда одного потока выхлопных газов и температуры недостаточно для вращения турбины) и турбонагнетателя, работающего исключительно на выхлопных газах. на более высоких скоростях. Турбокомпрессор может вернуться к работе в качестве нагнетателя при необходимости значительного увеличения выходной мощности двигателя. Хотя обслуживание и более дорогое обслуживание, чем у воздуходувок Рутса, EMD утверждает, что эта конструкция позволяет «значительно» снизить расход топлива и выбросы, улучшить характеристики на большой высоте и даже увеличить максимальную номинальную мощность до 50% по сравнению с двигателями Рутса за те же объем двигателя.

Мощность в лошадиных силах для двигателей без наддува (включая двухтактные двигатели с наддувом Рутса) обычно снижается на 2,5 процента на 1000 футов (300 м) над средним уровнем моря, что является огромным штрафом на высоте 10000 футов (3000 м) или выше, что в некоторых западных странах США. и железные дороги Канады работают, и это может привести к потере мощности на 25 процентов. Турбонаддув эффективно устраняет это снижение характеристик.

У серии 645 максимальная частота вращения двигателя составляет от 900 до 950 оборотов в минуту (об / мин), что выше максимальной скорости от 800 до 900 об / мин для серии 567. Частота вращения двигателя 900 об / мин была необходима для стационарных электрогенераторов с частотой 60 Гц и некоторых пассажирских локомотивов, оборудованных трехфазными системами "головного блока" на 480 Вольт, 60 Гц. При использовании исключительно для тяги обороты двигателя варьируются в зависимости от положения дроссельной заслонки. Максимальная скорость 950 об / мин двигателя 645F оказалась слишком высокой, что поставило под угрозу его надежность, и новый двигатель, 710G, вернулся к максимальной скорости 900 об / мин.

EMD построила демонстрационный образец SD40 (номер 434) в июле 1964 года для полевых испытаний двигателя 16-645E3, за которым последовали еще восемь демонстраторов SD40 (номера 434A - 434H) и демонстратор GP40 (номер 433A) в 1965 году. В декабре 1965 и январе 1966 года. Компания EMD построила три демонстратора SD45 (номера с 4351 по 4353) для полевых испытаний двигателя 20-645E3.

Когда двигатель 645 поступил в производство в 1965 году, была представлена ​​большая серия новых моделей локомотивов. Версия с турбонаддувом использовалась в серии EMD 40 ( GP40 , SD40 и SD45 ) с мощностью 3000 лошадиных сил (2200 кВт), шестнадцатицилиндровым двигателем и 3600 лошадиными силами (2700 кВт), двадцатицилиндровым двигателем. EMD также представила 38-ю серию с наддувом Roots ( GP38 , SD38 ) и 12-цилиндровую 39-ю серию с турбонаддувом ( GP39 , SD39 ). Во всех этих моделях локомотивов широко используются общие компоненты и подсистемы, что значительно снижает стоимость и увеличивает взаимозаменяемость. ВGP38-2 и SD40-2 стали самыми популярными моделями этой серии и одними из самых популярных когда-либо построенных моделей локомотивов. [2]

Начиная с выпуска двигателей серии 645, в соответствии с соглашением об именах моделей EMD дизайн моделей увеличился на десять (например, для серий 40, 50, 60 и 70). Число было уменьшено на один для версий с двенадцатью цилиндрами (таких как серии 39, 49 и 59); уменьшено на два для версий Roots-blown (для 38-й серии); и увеличен на пять для версий с более высокой мощностью (например, серии 45 и 75).

В отличие от серии 645, 710 не предлагается с завода как модель с надуванием корней, но ничто в базовой конструкции этого двигателя не препятствует такому предложению. Тем не менее, пара воздуходувок Roots, которая потребуется для серии 710 с продувкой Roots, вероятно, будет слишком большой (слишком длинной), чтобы поместиться в доступном пространстве кузова, и изготовление специального кузова только для очень немногих, кто, вероятно, будет заказан, будет быть экономически несостоятельным. Следовательно, любой двигатель 710, использующий нагнетатели Рутса, потребует, чтобы нагнетатели были добавлены в двигатель после доставки.

Технические характеристики (многие из них являются общими для двигателей 567 и 710) [ править ]

Все двигатели 645 представляют собой двухтактные V-образные двигатели с углом поворота 45 градусов . Каждый цилиндр имеет 645 кубических дюймов (10,57 л) смещения , отсюда и название; с отверстием из 9 1 / 16  дюймов (230 мм), ход 10 дюймов (254 мм) и степень сжатия 14,5: 1. Двигатель имеет прямоточную конструкцию с четырьмя выпускными клапанами тарельчатого типа в головке блока цилиндров и отверстиями для продувки наддувочного воздуха по бокам цилиндров. Все двигатели используют один верхний распредвал.на группу, с выпускными клапанами, управляемыми двумя кулачками (каждый из которых управляет двумя выпускными клапанами через «мост»), и одним кулачком для управления насос-форсункой [3], который находится в центре четырех выпускных клапанов. Коромысла оснащены роликами для уменьшения трения, а гидравлические приводы клапанов используются для уменьшения люфта клапана. В двигателях модели 710, выпущенных после 1995 года, используются форсунки с электронным управлением , однако в этих форсунках по-прежнему используется поршневой насос с приводом от распределительного вала, как и в форсунках без EFI.

Цилиндры в каждой V-образной паре расположены прямо напротив друг друга, и, поскольку все штоки всегда находятся в состоянии сжатия, в шатунах используется простая система штоков-вилок на одном блоке цилиндров и штоков-лопастей на другом (с одинаковыми обводка по обоим берегам). Поскольку все стержни попеременно сжимаются или растягиваются на протяжении всех четырех циклов двигателя, конкурент General Electric в своей серии двигателей 7FDL использует «шарнирно-сочлененные» шатуны типа «главный-подчиненный» (с немного более длинным ходом на грани с шарнирно-сочлененными стержнями). [4] В зависимости от требуемой выходной мощности двигатели оснащены одинарным или двойным нагнетателем Рутса или одним турбонагнетателем с механическим усилителем.

При техническом обслуживании силовой агрегат , состоящий из головки блока цилиндров, гильзы цилиндра, поршня, держателя поршня и штока поршня, можно относительно легко и быстро заменить по отдельности. Блок двигателя изготовлен из плоских, формованных и катаных элементов конструкционной стали и стальных поковок, сваренных в единую конструкцию («сварную конструкцию»), поэтому его можно легко отремонтировать с помощью обычных инструментов в мастерской.

Устройство двигателя 16-645 и порядок его работы. 8-, 12- и 20-645 имеют аналогичное расположение, при этом правый берег нумеруется последовательно перед левым, поэтому у 20-645 цилиндры № 1–10 в правом берегу и № 11–20 - в левом. банк. Передняя часть двигателя находится в задней части локомотива; задняя часть двигателя находится в передней части локомотива.
  • Ориентация: «Передняя часть» двигателя (регулятор двигателя и конец жидкостного насоса) фактически находится в задней части локомотива, непосредственно рядом с системой подачи охлаждающей жидкости и охлаждения локомотива; «задняя часть» двигателя (индукционная система и тяговый генератор или генератор переменного тока) находится в передней части локомотива, непосредственно рядом с электрическим шкафом локомотива.
  • Вращение: двигатель вращается в обычном направлении по часовой стрелке, если смотреть «спереди» двигателя, но против часовой стрелки, если смотреть спереди локомотива. Судовые и стационарные установки доступны с двигателем с левым или правым вращением.
  • Порядок стрельбы
    • Восемь цилиндров: 1, 5, 3, 7, 4, 8, 2, 6 [5]
    • Двенадцать цилиндров: 1, 7, 4, 10, 2, 8, 6, 12, 3, 9, 5, 11 [6]
    • Шестнадцать цилиндров: 1, 8, 9, 16, 3, 6, 11, 14, 4, 5, 12, 13, 2, 7, 10, 15 [7]
    • Двадцать цилиндров: 1, 19, 8, 11, 5, 18, 7, 15, 2, 17, 10, 12, 3, 20, 6, 13, 4, 16, 9, 14 [8]
  • Выпускные клапаны: четыре на цилиндр
  • Основные подшипники
    • Восьмицилиндровый: 5 (неразъемный коленвал)
    • Двенадцать цилиндров: 7 (цельный коленчатый вал)
    • Шестнадцать цилиндров: 10 (двухсекционный коленчатый вал, скрепленный штифтами и болтами посередине)
    • Двадцать цилиндров: 12 (двухсекционный коленчатый вал, скрученный и прикрученный посередине)
  • Впрыск топлива: Насос-форсунка ; Электронный насос-форсунка в двигателях после 1995 г.
  • Запуск двигателя
    • Тяговый генератор переменного тока: сдвоенные электрические пусковые двигатели, параллельно подключенные стартеры на 64 В на ранних этапах эксплуатации, последовательно подключенные на 32 В стартеры на поздних этапах применения.
    • Тяговый генератор постоянного тока: Генератор последовательного поля
    • Электрогенератор переменного тока: двойные пневматические пускатели в большинстве стационарных двигателей
  • Контроль двигателя
    • Регулятор локомотива Woodward PGE или аналогичный в механических двигателях; Блок управления двигателем EMD в двигателях с электронным управлением
  • Вес (модели E3B с турбонаддувом)
    • Восьмицилиндровый: 22050 фунтов (10,0 тонн)
    • Двенадцать цилиндров: 28 306 фунтов (12,8 тонны)
    • Шестнадцать цилиндров: 36 425 фунтов (16,5 тонны)
    • Двадцать цилиндров: 43091 фунт (19,5 тонны)

Версии [ править ]

Я БЫЦилиндровИндукцияНоминальная частота вращенияМощность (л.с.)Мощность (МВт)ВведеноПриложения
8-645C [9]8Воздуходувка (1)90011000,8EMD G18AR, класс DBR Новой Зеландии
6-645E6Воздуходувка (1)9007500,61967Викторианские железные дороги класса Y (G6B)
8-645E8Воздуходувка (1)90010000,751966 г.SW1000 , SW1001 , В / линии Р класс , Викторианский железные дороги Т класса (3 - я серия) / H класс , CIE 201 класса (перестроено), RENFE Класс 310
12-645E12Воздуходувка (2)90015001.11968 г.EMD MP15DC , [10] GM G22 Series , EMD SW1500 , EMD GP15-1 CIE 001 Class (восстановленный), Commonwealth Railways NJ class , M / V Liberty Star , SJ Class T44
16-645E16Воздуходувка (2)9002000 г.1.51966 г.GP38 , GP38-2 , SD38 , SD38-2 , NSWGR 422 класс , Victorian Railways X класс (2-я и 3-я серии), EMD G26 , RENFE класс 319
8-645E38Турбокомпрессор90016501.2GP15T , MP15T , FGC 254 серии
12-645C12Воздуходувка (2)90016501.2EMD G22AR, Новая Зеландия, класс постоянного тока
12-645E312Турбокомпрессор90023001,71968 г.GP39 , GP39-2 , SD39 , CIE 071 , GT22 , British Rail, класс 57
16-645E316Турбокомпрессор90030002.21965 г.GP40 , GP40-2 , GP40P , GP40P-2 , GP40TC , SD40 , SD40A , SD40-2 , SD40T-2 , SDP40 , SDP40F , F40PH , класс CL Содружества железных дорог (оригинал), Австралийский национальный класс AL (оригинал), WAGR L Класс , VR C Class , GT26CW , DSB Class MZ (серии I – II) [11]
20-645E320Турбокомпрессор90036002,71965 г.SD45 , SD45-2 , F45 , FP45 , EMD DDM45 , DSB Class MZ (серии III – IV) [11]
16-645E3A16Турбокомпрессор95033002,51969 г.DDA40X (сдвоенный двигатель) , RENFE класс 333
20-645E3A20Турбокомпрессор95042003.11970 г.SD45X
8-645E3B8Турбокомпрессор9041514–16661.1-1.2Предложил
12-645E3B12Турбокомпрессор9042380-25701,8–1,9JT22CW , В / Линейный класс , В / Линейный Н класс (2 - я серия),
16-645E3B16Турбокомпрессор9043195-33902,4–2,5F40C , Новый Южный Уэльс 81 класс локомотив , Австралийский национальный BL класса , V / Line G класса (оригинал), NSB Di 4 , DSB Class ME , [11] M62M Rail Polska
20-645E3B20Турбокомпрессор9043765-39602,8-3,0SD45T-2
12-645E3C12Турбокомпрессор90025101,8V / Line N класса (первая серия), Новая Зеландия класса ДПФ , Квинсленд железных дорог 2300 класса
16-645E3C16Турбокомпрессор95033002,5British Rail Class 59 , Pacific National XRB class , Freight Australia XR class , VL class (Australia), Commonwealth Railways CL class (восстановленные версии), Австралийский национальный класс ALF , TCDD DE33000 , F40PH-2, SD40E, Henschel DE3300
16-645E416Турбокомпрессор90033002,461973Terex 33-19 "Титан" самосвал [12]
16-645F16Турбокомпрессор95035002,61977 г.GP40X , GP50 , SD40X , SD50
12-645F3B12Турбокомпрессор95028002.1GP49
16-645F3B16Турбокомпрессор95036002,7EMD FT36HCW-2 - серия Korail 7000; MPI MPXpress MP36PH-3S и -3 ° С , класс CFCLA RL , В / Строка G класса (перестроен)

Стационарные / морские версии [ править ]

Как и большинство двигателей EMD, 645 также продается для стационарных и морских применений.

Стационарные и морские установки доступны с двигателем с левым или правым вращением.

Судовые двигатели отличаются от железнодорожных и стационарных двигателей, главным образом, формой и глубиной масляного поддона двигателя, который был изменен с учетом движений качения и качения, характерных для морских применений.

Скорость двигателя

  • Полный . . 900 об / мин для выработки электроэнергии 60 Гц; 750 об / мин для выработки электроэнергии 50 Гц; регулируемая до 900 об / мин для морских применений
  • Праздный . . 350 об / мин
  • Степень сжатия . . 16: 1

Тормозная мощность (рейтинг АБС)

  • Двигатели модели 645E6 - 900 об / мин
    • 8-цилиндровый. . . .1050
    • 12-цилиндровый. . . 1500
    • 16-цилиндровый. . . 1950
  • Двигатели модели 645E7C / F7B - 800/900 об / мин
    • 8-цилиндровый. . . . ---- / 1525
    • 12-цилиндровый. . . .2305 / 2550
    • 16-цилиндровый. . . .3070 / 3400
    • 20-цилиндровый. . . .3600 / 4000

См. Также [ править ]

  • EMD 567
  • EMD 710
  • EMD 1010

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Kettering, EW (29 ноября 1951 г.). История и развитие локомотивного двигателя General Motors серии 567 . Ежегодное собрание ASME 1951 г. Атлантик-Сити, Нью-Джерси: подразделение электромоторов, General Motors Corporation.
  2. ^ Фостер, Джеральд (1996). Полевой справочник по поездам . Бостон, Нью-Йорк: Компания Houghton Mifflin.
  3. ^ Патент США 1,981,913
  4. ^ Сервисные силовые агрегаты доступны в EMD и у конкурентов, как «Вилка», P / N 40118490, «Blade», P / N 40118491, и «Partial» (ни «Fork», ни «Blade»), P / N 40173918.
  5. ^ Равномерное срабатывание: событие зажигания каждые 45 градусов вращения коленчатого вала; прямо противоположные пары цилиндров всегда стреляют на 45 ° друг от друга.
  6. ^ Нечетное зажигание: в идеале событие воспламенения должно происходить через каждые 30 градусов вращения коленчатого вала; однако каждая пара цилиндров всегда стреляет на 45 градусов друг от друга. В результате интервалы стрельбы меняются от 45 ° до 15 °.
  7. ^ Равномерное зажигание: событие зажигания через каждые 22,5 градуса поворота коленчатого вала. Поскольку каждая пара цилиндров всегда вращается под углом 45 ° друг к другу, двигатель запускается в направлении слева-слева-справа-справа.
  8. ^ Нечетная стрельба: для достижения равной стрельбы интервалы стрельбы должны составлять 18 °. Однако каждая пара цилиндров всегда стреляет на 45 ° друг от друга. В результате интервалы стрельбы меняются от 9 ° до 27 °.
  9. ^ Двигатели 8-645С были двигателями 8-567С, которые были модернизированы 645 «силовыми агрегатами»; обычно двигатель 645 использует блок E или F, и их обозначение - 645E или 645F; двигатель 567 имеет картер и крепление рамы, значительно отличающиеся от более поздних двигателей 645 или 710, следовательно, двигатель "645C" является гибридным, возможно, рассчитанным как двигатель 645, но физически больше похожим на более ранний двигатель 567.
  10. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2012-12-18 . Проверено 26 января 2013 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  11. ^ a b c Кристенсен, Питер; Джон Поулсен (1999). Motor Materiel 5: Med motor fra GM (на датском языке). Bane Bøger. п. 100. ISBN 87-88632-79-2.
  12. ^ "Форма грузовика Terex 33-19 № GMD 1946" . Канада: Подразделение Terex корпорации General Motors. Декабрь 1974 г. с. 1. Архивировано из оригинального (PDF) на 2012-05-11 . Проверено 30 августа 2010 . Полная л.с. при 900 об / мин ... 3300

Внешние ссылки [ править ]

  • Хоук, Рэнди (14 декабря 2012 г.). «История дизельных двигателей EMD» . Тихоокеанский Юго-Западный железнодорожный музей . Архивировано из оригинала 22 июля 2014 года . Проверено 5 января 2015 года .
  • Кук, Престон (апрель 2010 г.). "Дизельный двигатель Electro-Motive 645" (PDF) . Рейлфан и железная дорога : 40–47. ISSN  0163-7266 . Проверено 15 июня +2016 .
  • Кук, Престон (2007). «История EMD 645 и 710» . Американское общество любителей буксиров . Проверено 15 июня +2016 .