EMD 645
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( февраль 2008 г. ) |
| EMD 645 | |
|---|---|
 Двигатель с турбонаддувом ЭМД 12-645Е3, установленный на класса Iarnród Eireann 071. локомотиве | |
| Обзор | |
| Производитель | Электромоторное подразделение General Motors |
| Также называется | E-Engine и F-Engine |
| Производство | 1965–1983; ограниченный тираж в 1990-е годы |
| Макет | |
| Конфигурация | 45° Vee в V6 , V8 , V12 , V16 или V20 |
| Смещение | От 3870 до 12900 у.е. дюймов (от 63,4 до 211,4 л) 645 куб. Дюймов (10,6 л) на цилиндр |
| Диаметр цилиндра | 9 + 1 ⁄ 16 дюймов (230 мм) |
| Ход поршня | 10 дюймов (254 мм) |
| блока цилиндров Материал | плоские, формованные и катаные элементы из конструкционной стали, а также стальные поковки, интегрированные в сварную конструкцию |
| головки блока цилиндров Материал | чугун, по одному на цилиндр |
| Клапанный механизм | Впускные каналы в каждой гильзе цилиндра, 4 выпускных клапана в каждой головке цилиндра. |
| Степень сжатия | 14.5:1 |
| Диапазон оборотов | |
| Скорость холостого хода | 200 |
| Макс. частота вращения двигателя | 950 |
| Горение | |
| Нагнетатель | Один или два вентилятора типа Рутса. |
| Турбокомпрессор | Одинарный, с приводом от сцепления |
| Топливная система | Блок Инжектор |
| Управление | Механический ( Вудворда губернатор ) |
| Тип топлива | Дизель |
| Масляная система | Система принудительной смазки , мокрый картер |
| Система охлаждения | Жидкостное охлаждение |
| Выход | |
| Выходная мощность | от 750 до 4200 л.с. (от 560 до 3130 кВт) |
| Хронология | |
| Предшественник | EMD 567 |
| Преемник | EMD 710 |
EMD 645 — семейство двухтактных дизельных двигателей , разработанных и изготовленных подразделением Electro-Motive компании General Motors . В то время как серия 645 предназначалась в первую очередь для использования в локомотивах , судовых и стационарных двигателях , одна 16-цилиндровая версия приводила в действие «Титан», прототип самосвала 33-19 GM Terex. разработанный подразделением
Серия 645 была развитием более ранней серии 567 и предшественником более поздней серии 710 . Серия EMD 645, впервые представленная в 1965 году, продолжала производиться по запросу еще долгое время после того, как ее заменила модель 710, и большинство запасных частей для 645 все еще находятся в производстве. 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.
статью В 1951 году Э. У. Кеттеринг написал для ASME под названием « История и развитие локомотивного двигателя General Motors серии 567» . [ 1 ] в котором очень подробно рассказывается о технических препятствиях, с которыми пришлось столкнуться при разработке двигателя 567. Те же соображения применимы к моделям 645 и 710, поскольку эти двигатели были логическим продолжением двигателя 567C за счет увеличения диаметра цилиндра 645, а также увеличения диаметра цилиндра и увеличения хода поршня 710 для достижения большей выходной мощности без изменяя внешний размер двигателей или их вес, тем самым достигая значительного увеличения мощности на единицу объема и мощности на единицу веса.
Из-за ограничений на выбросы эти двигатели постепенно были заменены 4-тактными вариантами.
История
[ редактировать ]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 ⁄ дюйма (230 мм) в серии 645 при сохранении того же хода и высоты деки. Хотя картер был модифицирован 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 645E с силовыми агрегатами серии 567.
Во всех двигателях 645 используется либо нагнетатель Рутса , либо для продувки цилиндров турбонагнетатель . В двигателях с турбонаддувом турбокомпрессор имеет зубчатый привод и обгонную муфту , которая позволяет ему действовать как центробежный нагнетатель на низких оборотах двигателя (когда расход выхлопных газов и температура одних недостаточны для приведения в движение турбины), а также турбокомпрессор, работающий исключительно от выхлопных газов. на более высоких скоростях. Турбокомпрессор может вернуться к работе в качестве нагнетателя при необходимости значительного увеличения выходной мощности двигателя. Несмотря на более высокую стоимость обслуживания, чем нагнетатели 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 процентов по сравнению с двигателями с нагнетателем Рутса для тех же двигателей. объем двигателя.
Мощность безнаддувных двигателей (включая двухтактные двигатели Рутса) обычно снижается на 2,5 процента на каждые 1000 футов (300 м) над средним уровнем моря, что является огромным штрафом на высоте 10 000 футов (3 000 м) или выше, что наблюдается в некоторых западных штатах США. и в Канаде работают железные дороги, и это может привести к 25-процентным потерям электроэнергии. Турбонаддув эффективно устраняет это снижение мощности.
Серия 645 имеет максимальную скорость двигателя от 900 до 950 оборотов в минуту (об/мин), что больше максимальной скорости от 800 до 900 об/мин для серии 567. Частота вращения двигателя 900 об/мин была необходима для стационарных генераторов с частотой 60 Гц и некоторых пассажирских локомотивов, оснащенных трехфазными системами «головного электропитания» с частотой 60 Гц и 480 В. При использовании исключительно для целей тяги частота вращения двигателя варьируется в зависимости от положения дроссельной заслонки. Максимальная скорость двигателя 645F 950 об/мин оказалась слишком высокой, что поставило под угрозу его надежность, и двигатель на замену, 710G, вернулся к максимальной скорости 900 об/мин.
EMD построила демонстратор SD40 (номер 434) в июле 1964 года для полевых испытаний двигателя 16-645E3, за ним последовали еще восемь демонстраторов SD40 (номера с 434A по 434H) и демонстратор GP40 (номер 433A) в 1965 году. В декабре 1965 и январе 1966 года. , EMD построила три демонстратора SD45 (номера с 4351 по 4353) для полевых испытаний двигателя 20-645Е3.
Когда в 1965 году в производство поступил двигатель 645, была представлена большая серия новых моделей локомотивов. Версия с турбонаддувом использовалась в 40-й серии EMD ( GP40 , SD40 и SD45 ) с шестнадцатицилиндровым двигателем мощностью 3000 лошадиных сил (2200 кВт) и с двадцатицилиндровым двигателем мощностью 3600 лошадиных сил (2700 кВт). с турбонаддувом EMD также представила 38-ю серию ( GP38 , SD38 ) и двенадцатицилиндровую 39-ю серию с турбонаддувом ( GP39 , SD39 ). Все эти модели локомотивов во многом имеют общие компоненты и подсистемы, что значительно снижает стоимость и повышает взаимозаменяемость. ГП38-2 СД40-2 и . стали самыми популярными моделями серии и одними из самых популярных моделей локомотивов, когда-либо построенных [ 2 ]
Начиная с появления двигателей серии 645, соглашение об именовании моделей EMD обычно увеличивало дизайн моделей на десять (например, серии 40, 50, 60 и 70). Число было уменьшено на один для двенадцатицилиндровых версий (например, серий 39, 49 и 59); уменьшено на два для версий с продувкой Рутса (для 38-й серии); и увеличивается на пять для версий с более высокой мощностью (например, серий 45 и 75).
Технические характеристики (многие общие для двигателей 567 и 710)
[ редактировать ]Все двигатели 645 — двухтактные 45-градусные V-образные двигатели . Каждый цилиндр имеет рабочий объем 645 кубических дюймов (10,57 л) , отсюда и название; с отверстием 9 + 1/16 дюйма ( 230 мм), ход поршня 10 дюймов (254 мм) и степень сжатия 14,5:1. Двигатель представляет собой прямоточную конструкцию с четырьмя выпускными клапанами тарельчатого типа в головке блока цилиндров и отверстиями для продувки наддувочного воздуха по бокам цилиндров. Во всех двигателях используется один верхний распределительный вал на ряд, с выпускными клапанами, управляемыми двумя кулачками кулачка (каждый из которых управляет двумя выпускными клапанами через «мост») и одним кулачком кулачка для управления насос-форсункой. [ 3 ] который находится в центре четырех выпускных клапанов. Коромысло оснащено роликами для уменьшения трения, а гидравлические приводы клапанов используются для уменьшения зазора клапана. В двигателях 710, выпущенных после 1995 года, используются электронные насос-форсунки , однако в этих форсунках по-прежнему используется поршневой насос, приводимый в действие распредвалом, как и в форсунках без EFI.
Цилиндры в каждой V-паре расположены прямо напротив друг друга, а шатуны - вилочно-лопастного расположения, с «вилочными» штоками на одном ряду цилиндров и «лопастными» шатунами на другом (с одинаковым ходом на оба банка). (Напротив, в двигателях General Electric 7FDL и 7FDM используются «сочлененные» главные и ведомые шатуны, по сути, два соседних цилиндра в радиальном двигателе , и имеют немного более длинный ход на берегу при использовании ведомых шатунов.) [ примечание 1 ] Двигатели оснащаются одним или двумя нагнетателями Рутса или одним турбонагнетателем с механическим усилителем, в зависимости от требуемой выходной мощности.
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 прокатанных элементов конструкционной стали и стальных поковок, сваренных в единую конструкцию («сварную деталь»), поэтому его легко ремонтировать с помощью обычных цеховых инструментов.
- Ориентация: «Передняя» часть двигателя (конец регулятора двигателя и жидкостного насоса) фактически находится в задней части локомотива, непосредственно рядом с системой подачи охлаждающей жидкости и охлаждения локомотива; «Задняя часть» двигателя (индукционная система и конец тягового генератора или генератора переменного тока ) находится в передней части локомотива, непосредственно рядом с электрическим шкафом локомотива.
- Вращение: Вращение двигателя происходит в обычном направлении по часовой стрелке, если смотреть спереди двигателя, но в направлении против часовой стрелки, если смотреть спереди локомотива. Морские и стационарные установки доступны с двигателем с левым или правым вращением.
- Порядок стрельбы
- Восьмицилиндровый: 1, 5, 3, 7, 4, 8, 2, 6. [ примечание 2 ]
- Двенадцать цилиндров: 1, 7, 4, 10, 2, 8, 6, 12, 3, 9, 5, 11. [ примечание 3 ]
- Шестнадцать цилиндров: 1, 8, 9, 16, 3, 6, 11, 14, 4, 5, 12, 13, 2, 7, 10, 15. [ примечание 4 ]
- Двадцатицилиндровый: 1, 19, 8, 11, 5, 18, 7, 15, 2, 17, 10, 12, 3, 20, 6, 13, 4, 16, 9, 14. [ примечание 5 ]
- Выпускные клапаны: четыре на цилиндр
- Коренные подшипники
- Восьмицилиндровый: 5 (цельный коленчатый вал)
- Двенадцатицилиндровый: 7 (цельный коленчатый вал)
- Шестнадцатицилиндровый: 10 (коленчатый вал, состоящий из двух частей, закреплен болтами посередине)
- Двадцатицилиндровый: 12 (коленчатый вал, состоящий из двух частей, закрепленный болтами посередине)
- Впрыск топлива: насос-форсунка ; Электронный насос-форсунка в двигателях после 1995 года.
- Запуск двигателя
- Тяговый генератор переменного тока: два электростартера, параллельно соединенные стартеры на 64 В в ранних применениях, последовательно соединенные стартеры на 32 В в поздних применениях.
- Тяговый генератор постоянного тока: поле серии генераторов
- Генератор переменного тока: двойные пневматические стартеры в большинстве стационарных двигателей.
- Управление двигателем
- Регулятор локомотива Woodward PGE или его аналог с механическими двигателями; Блок управления двигателем EMD в электронных двигателях
- Вес (модели E3B с турбонаддувом)
- Восьмицилиндровый: 22 050 фунтов (10,0 тонны)
- Двенадцать цилиндров: 28 306 фунтов (12,8 тонны)
- Шестнадцатицилиндровый: 36 425 фунтов (16,5 тонны)
- Двадцатицилиндровый: 43 091 фунт (19,5 тонны)
Версии
[ редактировать ]| ИДЕНТИФИКАТОР | Цилиндры | Индукция | Номинальная частота вращения | Мощность (л.с.) | Мощность (МВт) | Представлено | Приложения |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8-645С [ примечание 6 ] | 8 | Воздуходувка (1) | 900 | 1100 | 0.8 | 1965 | G18AR , новозеландский класс DBR |
| 6-645Э | 6 | Воздуходувка (1) | 900 | 750 | 0.6 | 1967 | Викторианские железные дороги класса Y (G6B) |
| 8-645Э | 8 | Воздуходувка (1) | 900 | 1000 | 0.75 | 1966 | SW1000 , SW1001 , класс V/Line P , класс T (3-я серия) / класс H , класс CIE 201 (восстановленный), класс Renfe 310 |
| 12-645Э | 12 | Воздуходувка (2) | 900 | 1500 | 1.1 | 1966 | МП15ДК , [ 4 ] MP15AC , G22 , SW1500 , SW1504 , GP15-1 , GP15AC , класс CIE 001 (восстановленный), класс Commonwealth Railways NJ , MV Liberty Star , SJ класс T44 |
| 16-645Э | 16 | Воздуходувка (2) | 900 | 2000 | 1.5 | 1966 | GP38 , GP38-2 , SD38 , SDP38 , SD38-2 , класс NSWGR 422 , класс Victorian Railways X (2-я и 3-я серии), G26 , класс Renfe 319 |
| 8-645Е3 | 8 | Турбокомпрессор | 900 | 1650 | 1.2 | МП15Т , серия ФГК 254 | |
| 12-645С | 12 | Воздуходувка (2) | 900 | 1650 | 1.2 | G22AR , класс постоянного тока Новой Зеландии | |
| 12-645Е3 | 12 | Турбокомпрессор | 900 | 2300 | 1.7 | 1968 | GP39 , GP39-2 , SD39 , SDL39 , CIE 071 , GT22 , класс British Rail 57/0 и 57601 |
| 16-645Е3 | 16 | Турбокомпрессор | 900 | 3000 | 2.2 | 1965 | GP40 , GP40-2 , GP40P , GP40P-2 , GP40TC , SD40 , SD40A , SD40-2 , SD40T-2 , SDP40 , SDP40F , F40PH , класс CL железных дорог Содружества (оригинал), национальный класс AL Австралии (оригинал), WAGR L класс , VR Класс C , GT26CW , Класс DSB MZ (серии I–II) [ 5 ] |
| 20-645Е3 | 20 | Турбокомпрессор | 900 | 3600 | 2.7 | 1965 | СД45 , СД45-2 , СДП45 , Ф45 , ФП45 , ДДМ45 , ДСБ Класс МЗ (серии III–IV) [ 5 ] |
| 16-645Е3А | 16 | Турбокомпрессор | 950 | 3300 | 2.5 | 1969 | DDA40X (двухмоторный) , Renfe Class 333 |
| 20-645Е3А | 20 | Турбокомпрессор | 950 | 4200 | 3.1 | 1970 | SD45X |
| 8-645Е3Б | 8 | Турбокомпрессор | 904 | 1514-1666 | 1.1-1.2 | Предложенный | |
| 12-645Е3Б | 12 | Турбокомпрессор | 904 | 2380-2570 | 1.8-1.9 | JT22CW , класс V/Line A , класс V/Line N (2-я серия), | |
| 16-645Е3Б | 16 | Турбокомпрессор | 904 | 3195-3390 | 2.4-2.5 | F40C , локомотив класса 81 Нового Южного Уэльса , австралийский национальный класс BL , класс V/Line G (оригинал), NSB Di 4 , класс DSB ME , [ 5 ] M62M Рейл Польша | |
| 20-645Е3Б | 20 | Турбокомпрессор | 904 | 3765-3960 | 2.8-3.0 | СД45Т-2 | |
| 8-645E3C | 8 | Турбокомпрессор | 904 | 1500 | 1.1 | ГП15Т [ 6 ] | |
| 12-645E3C | 12 | Турбокомпрессор | 900 | 2510 | 1.8 | Класс V/Line N (1-я серия), класс DFT Новой Зеландии , класс 2300 железных дорог Квинсленда | |
| 16-645E3C | 16 | Турбокомпрессор | 950 | 3300 | 2.5 | Класс British Rail 59 , класс V/Line G (исходный), класс Pacific National XRB , класс Freight Australia XR , класс VL (Австралия), класс CL Commonwealth Railways (восстановленные версии), класс Australian National ALF , TCDD DE33000 , F40PH-2 , SD40E, Хеншель DE3300 | |
| 16-645Е4 | 16 | Турбокомпрессор | 900 | 3300 | 2.46 | 1973 | Терекс 33-19 "Титан" Самосвал [ 7 ] |
| 16-645Ф | 16 | Турбокомпрессор | 950 | 3500 | 2.6 | 1977 | ГП40С , ГП50 , СД40С , СД50 |
| 12-645Ф3Б | 12 | Турбокомпрессор | 950 | 2800 | 2.1 | GP49 , класс 57/3 British Rail и 57602-57605 | |
| 16-645Ф3Б | 16 | Турбокомпрессор | 950 | 3600 | 2.7 | EMD FT36HCW-2 — Korail серия 7000; MPI MPXpress MP36PH-3S и -3C, класс RL , класс V/Line G (восстановленный) |
Стационарные/морские версии
[ редактировать ]Как и большинство двигателей EMD, модель 645 также продается для стационарного и морского применения.
Стационарные и морские установки доступны как с левосторонним, так и с правосторонним двигателем.
Судовые двигатели отличаются от железнодорожных и стационарных двигателей главным образом формой и глубиной масляного картера двигателя, который был изменен с учетом движений качения и тангажа, встречающихся в морских условиях.
Скорость двигателя
- Полный . . 900 об/мин для генерации электроэнергии с частотой 60 Гц; 750 об/мин для генерации электроэнергии 50 Гц; переменная скорость до 900 об/мин для морского применения
- Праздный . . 350 об/мин
- Степень сжатия. . 16:1
Тормозная мощность (рейтинг ABS)
- Двигатели модели 645E6 — 900 об/мин
- 8-цилиндровый. . . .1050
- 12-цилиндровый. . . 1500
- 16-цилиндровый. . . 1950 год
- Двигатели модели 645E7C/F7B — 800 об/мин/900 об/мин
- 8-цилиндровый. . . . ---- / 1525
- 12-цилиндровый. . . .2305/2550
- 16-цилиндровый. . . .3070/3400
- 20-цилиндровый. . . .3600/4000
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Сервисные силовые блоки доступны у EMD и у конкурентов как «Вилка», «Лезвие» и «Частичное» (ни «Вилка», ни «Лезвие»), номер по каталогу 40173918.
- ^ Равномерное зажигание: воспламенение каждые 45 градусов поворота коленчатого вала; Прямо противоположные пары цилиндров всегда срабатывают под углом 45 ° друг от друга.
- ^ Нечетное зажигание: в идеале воспламенение должно происходить каждые 30 ° поворота коленчатого вала; однако каждая пара цилиндров всегда срабатывает на расстоянии 45 ° друг от друга. В результате интервалы стрельбы чередуются между 45° и 15°.
- ^ Равномерное зажигание: воспламенение происходит каждые 22,5° поворота коленчатого вала. Поскольку каждая пара цилиндров всегда срабатывает под углом 45° друг от друга, двигатель работает по принципу право-право-лево-лево.
- ^ Нечетный обжиг: для достижения равномерного обжига интервалы обжига должны составлять 18°. Однако каждая пара цилиндров всегда срабатывает под углом 45° друг от друга. В результате интервалы стрельбы чередуются между 9° и 27°.
- ^ Двигатели 8-645С — двигатели 8-567С, которые были обновлены 645 «силовыми агрегатами»; обычно в двигателе 645 используется блок E или F, и их обозначение — 645E или 645F; двигатель 567 имеет существенно другой масляный картер и крепление рамы, чем более поздние двигатели 645 или 710, следовательно, двигатель «645C» является гибридом, возможно, рассчитанным на двигатель 645, но физически больше похож на более ранний двигатель 567.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кеттеринг, EW (29 ноября 1951 г.). История и развитие локомотивного двигателя General Motors серии 567 . Ежегодное собрание ASME 1951 г. Атлантик-Сити, Нью-Джерси: Электромобильное подразделение General Motors Corporation.
- ^ Фостер, Джеральд (1996). Полевое руководство по поездам . Бостон, Нью-Йорк: Компания Houghton Mifflin.
- ^ США 1 981 913
- ^ «Локомотивы МП15» . ГАТКС . Архивировано из оригинала 18 декабря 2012 года . Проверено 26 января 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Кристенсен, Питер; Джон Поулсен (1999). Материал двигателя 5: С двигателем GM (на датском языке). трековые книги. п. 100. ИСБН 87-88632-79-2 .
- ^ Руководство оператора EMD GP15T (1-е изд.). Электромоторный отдел . 1982 год . Проверено 2 сентября 2023 г.
- ^ «Терекс 33-19 Самосвал Форма № GMD 1946» . Канада: Подразделение Terex корпорации General Motors. Декабрь 1974 г. с. 1. Архивировано из оригинала (PDF) 11 мая 2012 года . Проверено 30 августа 2010 г.
Полная мощность при 900 об/мин... 3300
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Хоук, Рэнди (14 декабря 2012 г.). «История дизельных двигателей EMD» . Музей Тихоокеанской юго-западной железной дороги . Архивировано из оригинала 22 июля 2014 года . Проверено 5 января 2015 г.
- Кук, Престон (апрель 2010 г.). «Дизельный двигатель Electro-Motive 645» (PDF) . Железнодорожный вентилятор и железная дорога : 40–47. ISSN 0163-7266 . Проверено 15 июня 2016 г.
- Кук, Престон (2007). «История EMD 645 и 710» . Американское общество энтузиастов буксиров . Архивировано из оригинала 29 марта 2016 года . Проверено 15 июня 2016 г.