EMD 567 — это линейка больших среднескоростных дизельных двигателей, выпускаемых подразделением General Motors Electro-Motive . Этот двигатель, пришедший на смену Winton's 201A, использовался в локомотивах EMD с 1938 года до его замены в 1966 году на EMD 645. Он имеет диаметр цилиндра 8+1 ⁄ 2 дюйма (216 мм), ход поршня 10 дюймов (254 мм) и рабочий объем 567 куб. дюймов (9,29 л) на цилиндр. Как и Winton 201A, EMD 645 и EMD 710 , EMD 567 — двухтактный двигатель .
Теперь GE производит запасные части, совместимые с EMD. [1]
Юджин В. Кеттеринг, сын Чарльза Ф. Кеттеринга , присоединился к Winton Engine в 1930 году. Он переехал в Детройт в 1936 году и был центральной фигурой в разработке 567 и Detroit Diesel 6-71 . Он перешел в EMD в 1938 году, стал главным инженером в EMD в 1948 году, затем директором подразделения в 1956 году и впоследствии научным сотрудником генерального директора в 1958 году до своего выхода на пенсию в 1960 году. [2] 567 был выпущен в 1938 году. [3]
В 1951 году Юджин Кеттеринг представил Американскому обществу инженеров-механиков доклад под названием « История и разработка локомотивного двигателя General Motors серии 567» [4] , в котором подробно описываются технические препятствия, возникшие при разработке двигателя 567 (те же соображения применимы к 645 и 710). Проектировщики 567 начали с чистого листа [5] , систематически устраняя каждый из многочисленных недостатков 201A, которые мешали более ранней конструкции стать успешной в грузовых перевозках, хотя 201A был относительно успешен в менее требовательных пассажирских и транзитных перевозках. Конструкция 567 не имела ничего общего с 201A, за исключением самого двухтактного цикла: каждый компонент 201A был заменен новой конструкцией, даже «масляный щуп», если перефразировать один из небрежных комментариев Кеттеринга. Модель 567 оказалась исключительно успешной в пассажирских, маршрутных, грузовых, морских и стационарных перевозках, а вместе с двумя ее преемниками, моделями 645 и 710 , которые по существу не отличаются от модели 567 (все имеют одинаковые внешние размеры, отличаясь в основном рабочим объемом цилиндра), в общей сложности прослужила почти 80 лет исключительно надежно в этих областях применения. Вот лишь один пример достижений конструкции tabula rasa : в то время как Winton 201A показал себя очень хорошо, имея ресурс поршня от 50 000 до 100 000 миль (от 80 000 до 161 000 км), 567 сразу же достиг ресурса поршня от 400 000 до 500 000 миль (от 640 000 до 800 000 км), и по крайней мере в одном случае достиг ресурса поршня в 1 000 000 миль (1 600 000 км), что составляет улучшение от 10:1 до 20:1. [6]
Все двигатели 567 являются двухтактными V-образными двигателями с углом между рядами цилиндров 45°. У 201A угол между рядами цилиндров составлял 60°; 45° позже оказались значимыми, когда EMD впоследствии адаптировала концепцию стрелочного перевода для большинства своих локомотивов, и это потребовало более узкого (хотя и более высокого) двигателя, который обеспечивает 45°. [3] 710, 645 и 567 являются единственными двухтактными двигателями, которые сегодня обычно используются в локомотивах.
Двигатель представляет собой конструкцию с прямым потоком с четырьмя тарельчатыми выпускными клапанами в головке цилиндра. Для обслуживания силовой узел , состоящий из головки цилиндра, гильзы цилиндра, поршня, поршневого держателя и штока поршня, может быть индивидуально и относительно легко и быстро заменен. Блок изготовлен из плоских, формованных и прокатанных элементов конструкционной стали и стальных поковок, сваренных в единую конструкцию («сварная деталь»). Поэтому блоки можно легко ремонтировать, если требуется, с помощью обычных инструментов. Каждый ряд цилиндров имеет верхний распределительный вал, который управляет выпускными клапанами и насос-форсунками. [7]
567-й скомпонован с вспомогательным оборудованием двигателя (масляные и водяные насосы и регуляторы) на "переднем" конце, а отбор мощности на "заднем" конце. Нагнетатели и распредвалы находятся на "заднем" конце двигателя, при этом нагнетатели установлены над отбором мощности. [8]
Все двигатели оснащены механически управляемыми насос-форсунками (запатентованными в 1934 году компанией General Motors, бывшим владельцем EMD).
Все двигатели 567 используют принудительную индукцию с помощью нагнетателя Roots или турбокомпрессора . Турбокомпрессор (комбинированная система турбокомпрессора) следует инновационной конструкции EMD, которая использует зубчатую передачу и обгонную муфту для привода ротора компрессора при низкой скорости двигателя, когда температура выхлопных газов (и, соответственно, тепловая энергия) сама по себе недостаточна для привода турбины. При более высоких оборотах двигателя повышенная температура выхлопных газов достаточна для привода турбины, и муфта отключается, превращая систему турбокомпрессора в настоящий турбокомпрессор. Турбокомпрессор может мгновенно вернуться в режим компрессора при необходимости значительного увеличения выходной мощности двигателя. Хотя он дороже в обслуживании, чем нагнетатели Roots, турбокомпрессор значительно снижает расход топлива и выбросы, одновременно улучшая высотные характеристики. Кроме того, турбокомпрессор EMD может обеспечить 50-процентное увеличение максимальной номинальной мощности по сравнению с двигателями с нагнетателем Roots при том же рабочем объеме двигателя.
Мощность двигателей без наддува (включая двухтактные двигатели с наддувом Roots) обычно снижается на 2,5 процента на каждые 1000 футов (300 м) над средним уровнем моря. Турбонаддув эффективно устраняет это снижение мощности. [ необходима цитата ]
Двигатели 567AC (блок "A", модернизированный до спецификаций блока "C") и двигатели 567BC (блок "B", модернизированный до спецификаций блока "C"), обе модификации которых устраняют "водяную палубу" двигателя и заменяют ее "водяным коллектором", а также двигатели 567C и 567D, могут быть модернизированы для использования силовых агрегатов 645, теоретически достигая увеличения мощности, но не без соответствующих изменений в регуляторе Woodward двигателя , который активирует и управляет "топливной стойкой" двигателя. Хотя такое увеличение мощности не рекомендуется, обновления лошадиных сил для лошадиных сил (например, 2000 л. с. или 1500 кВт 567D до 2000 л. с. или 1500 кВт "645D"—645 силовых агрегатов в блоке 567) являются довольно успешными и распространенными.
Поскольку силовые агрегаты 645 более доступны, чем силовые агрегаты 567, эта модернизация может также использоваться в так называемых программах «продления срока службы», в этом случае силовые агрегаты будут модернизированы, а двигатель может быть детурбирован без соответствующих изменений в регуляторе Вудворда двигателя, следовательно, без соответствующего увеличения мощности.
Из-за своего возраста двигатели 567, как правило, освобождены от правил выбросов. EMD производит специальную серию силовых агрегатов 645, которые особенно полезны при обновлении этих освобожденных двигателей 567, а также некоторых освобожденных двигателей 645.
Многочисленные ранние усовершенствования были направлены на повышение надежности и срока службы, включая переход от U-образного верхнего (выхлопного) колодца к V-образному верхнему колодцу. Это устранило литую верхнюю палубу, которая была источником некоторых ранних отказов, в пользу верхней палубы, изготовленной из листовой стали. [9] 567 уступил место 567A в 1941 году, которая включала дальнейшие улучшения верхней палубы и изменения в зубчатой передаче распределительного вала. [10] 567B последовал в 1946 году с небольшими улучшениями. [11] 567C был выпущен для дальнейшего повышения надежности и технологичности. Визуально 567C можно отличить от более ранних моделей по наличию круглых (вместо квадратных) отверстий для рук. [12]
Стоимость 16-567 в 1941 году составляла 24 000 долларов США, а 16-567B в 1951 году — 32 905 долларов США. [4]
Как и большинство двигателей EMD, 567 также продавался для стационарных и морских применений. Стационарные и морские установки были доступны с левым или правым вращением двигателя.
Судовые двигатели отличаются от железнодорожных и стационарных двигателей главным образом формой и глубиной масляного поддона двигателя, который был изменен для того, чтобы приспособиться к бортовой и килевой качке, возникающей в морских условиях.
В каталоге локомотивов EMD, современном модели 567, перечислены следующие модели:
Большинство моделей локомотивов 567C использовали тяговые двигатели D37B до середины 1959 года, когда в серийных локомотивах стали использовать тяговый двигатель D47B. Самые ранние локомотивы 567C с 1953 года использовали тяговый двигатель D27B.
Эти две модели, безусловно, наиболее удобны в обслуживании, поскольку многие запасные части 645 довольно легко устанавливаются на двигатели C и D.
Турбокомпрессор 567D, возможно, является наименее обслуживаемой частью такого двигателя, а турбокомпрессор 567D имеет гораздо больше проблем с обслуживанием, чем 645E и более поздние турбокомпрессоры. Обычным выбором является преобразование турбодвигателя 567D в Roots-blown, тем самым отказываясь от турбокомпрессора и его многочисленных проблем. Установка силовых агрегатов 645 по-прежнему позволит переоборудованным Roots 4-осным локомотивам ( GP20 ) вырабатывать 2000 л. с. (1500 кВт), как и Roots-blown 16-645E, тем самым становясь функциональным эквивалентом GP38, хотя и со старым электрооборудованием и органами управления, и, конечно, старым кузовом.
Многие локомотивы EMD с двигателями C и D все еще эксплуатируются, особенно потому, что их относительно небольшой вес (около 260 000 фунтов или 120 000 кг) дает значительные преимущества операторам коротких линий и промышленным операторам.