EMD 645 — семейство дизельных двигателей , разработанных и изготовленных подразделением Electro-Motive компании General Motors . Хотя серия 645 предназначалась в первую очередь для использования в локомотивах , судовых и стационарных двигателях , одна 16-цилиндровая версия приводила в действие прототип самосвала 33-19 «Титан», разработанный подразделением GM Terex .
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.
В 1951 году Э. У. Кеттеринг написал для ASME статью под названием « История и развитие локомотивного двигателя General Motors серии 567» [1] , в которой подробно описаны технические препятствия, с которыми пришлось столкнуться при разработке двигателя 567. Те же соображения применимы к моделям 645 и 710, поскольку эти двигатели были логическим продолжением модели 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 улучшения мощности на единицу объема и мощности на единицу веса.
Из-за ограничений на выбросы эти двигатели постепенно были заменены 4-тактными вариантами.
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+От 1 ⁄ дюйма (216 мм) на серии 567 до 9+1 ⁄ дюйма ( 230 мм) на серии 645, сохраняя при этом тот же ход и высоту 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 для продувки цилиндров используется либо нагнетатель Рутса , либо турбонагнетатель . В двигателях с турбонаддувом турбокомпрессор имеет зубчатый привод и центробежную 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. Компания EMD построила три демонстратора SD45 (номера с 4351 по 4353) для полевых испытаний двигателя 20-645E3.
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). EMD также представила 38-ю серию с турбонаддувом ( 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 и СД40-2 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).
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 ⁄ 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] , которая находится в центре. четыре выпускных клапана. 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.
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, возникающих в морских условиях.
Скорость двигателя
Тормозная мощность (рейтинг ABS)
Полная мощность при 900 об/мин... 3300