EMD 1010 или EMD 265 — это линейка четырехтактных дизельных двигателей, производимых Electro-Motive Diesel . Предшественник 1010 был представлен около 1998 года как 265H или H-Engine . Первоначально H-двигатель был разработан для использования в качестве 16-цилиндрового двигателя мощностью 6300 л. с. (4700 кВт), EMD SD90MAC ; однако первые двигатели оказались ненадежными и не имели успеха на рынке, поэтому предпочтение было отдано проверенной двухтактной конструкции EMD 710. Четырехтактный двигатель EMD был возрожден в 2015 году для соответствия нормам выбросов EPA Tier 4.
Разработка двигателя H была анонсирована в 1994 году как двигателя, предназначенного специально для железнодорожных локомотивов. На конструкцию повлиял переход к тяговым двигателям переменного тока, которые обладали улучшенными характеристиками сцепления и тягового усилия, что позволяло увеличить полезную мощность, преобразуемую в тягу. Таким образом, новая конструкция должна была иметь 6000 лошадиных сил (4500 кВт), доступных для тяги. Конструкция локомотива мощностью 6000 л. с. позволила бы заменить два очень распространенных локомотива SD40-2 мощностью 3000 л. с. [1]
Вместо разработки двухтактной конструкции EMD решила разработать новый четырехтактный двигатель , при этом потенциал снижения выбросов был одним из факторов в пользу изменения конструкции. EMD исследовала потенциал четырехтактных конструкций в 1984 году, построив два прототипа 4500 лошадиных сил (3400 кВт) 16-цилиндровых двигателей 854H (с рабочим объемом 854 куб. дюйма на цилиндр). [1] Однако вскоре EMD поняла, что для достижения цели в 6000 л. с. прототипов недостаточно. Поэтому план использовать 854H в качестве основы был заброшен, и EMD решила построить новую конструкцию двигателя с большим рабочим объемом на цилиндр, позже названную EMD 265H.
Новый двигатель был разработан с использованием современных технологий, включая 3D-моделирование , конечно-элементный анализ , вычислительную гидродинамику и другие симуляции, а также с использованием реальных усталостных испытаний и других испытаний. Первоначальным локомотивом, разработанным для использования H-двигателя, был SD90MAC . Конструкция картера была изменена на ковкий чугун со сварной стали (в серии 2-тактных двигателей); как и в конструкциях 2-тактных двигателей, новый двигатель включал унифицированные силовые узлы . V-образные шатуны были изменены с вилки и лезвия на бок о бок, а электронный впрыск топлива заменил механический впрыск топлива. Каждый двигатель включал два турбокомпрессора, по одному на ряд цилиндров. Восемь двигателей были изготовлены и испытаны в Центре транспортных технологий под руководством Ассоциации американских железных дорог в Пуэбло, штат Колорадо . [1]
Двигатель EMD 265H имел диаметр цилиндра 265 миллиметров (10,4 дюйма) и ход поршня 300 миллиметров (12 дюймов) (так что рабочий объем на цилиндр составлял 1010 кубических дюймов) с 16-цилиндровым двигателем GM16V265H мощностью 4700 киловатт (6300 л.с.) при 1000 об/мин и средним эффективным давлением тормозов 21,3 бара (2130 кПа). [1]
В 1998 году компания Union Pacific начала использовать в коммерческих целях некоторые локомотивы SD90MAC с двигателем H. [1]
Первоначальные заказы на локомотивы с двигателем 265H были поставлены с двигателями EMD 710 мощностью 4300 л. с. (именуемые SD9043MAC), которые должны были быть преобразованы в 4-тактную конструкцию позже, как только будут решены проблемы начального периода работы двигателя. Canadian Pacific , Union Pacific и арендодатель CIT Group приобрели этот тип локомотива. Только CP и UP эксплуатировали агрегаты с двигателем H (SD90MAC-H). Флот UP был возвращен EMD после истечения срока аренды. [2] Считавшиеся неудачными на внутреннем рынке из-за проблем с надежностью и ограниченной эксплуатационной гибкостью двигателя мощностью 6000 лошадиных сил, все версии с двигателем 265H в Северной Америке и Австралии были модернизированы двигателями 16V710G мощностью 4300 лошадиных сил или списаны. [ необходима ссылка ]
EMD также построила один демонстратор SD89MAC , EMDX 92, как менее мощную версию SD90MAC. Он использовал версию V12 двигателя 265H (12-265H), генерирующую 4500 л. с. Первоначально SD89MAC планировалось как преемник серии EMD SD70. Однако ни один из них не был заказан.
Двигатель 265H также использовался за рубежом: в 2005 году от Китайских железных дорог был получен заказ на 300 двигателей Tier 2 мощностью 6000 лошадиных сил (4500 кВт) с окончательной сборкой на Даляньском локомотивном заводе [ 3] [4] с 2009 года представлен как «Harmony» класса HXN3 . [5] Заказы также были получены от Индии [ нужна ссылка ] и австралийских горнодобывающих железных дорог. [ нужна ссылка ] В 2002 году компания Tidewater Marine приобрела двадцать 16-цилиндровых двигателей для морского использования на буксирах. [6]
16-265H остается самым мощным дизельным двигателем, когда-либо произведенным EMD.
Чтобы соответствовать стандартам выбросов EPA Tier 4 для оксидов азота ( NOx ), производители полагаются на один из двух методов: рециркуляция выхлопных газов (EGR), где выхлопные газы охлаждаются и рециркулируются обратно через цикл сгорания, или селективное каталитическое восстановление (SCR) с использованием дизельной выхлопной жидкости на основе мочевины , которая преобразует NOx в каталитическом нейтрализаторе в элементарный азот и воду. Хотя EGR требует дизельного сажевого фильтра, это предпочтительное решение для операторов класса I , поскольку SCR добавляет еще один расходный материал с проблемами обращения и хранения для обслуживающего персонала. [7]
Четырехтактный двигатель был повторно представлен в середине 2010-х годов для соответствия Tier 4 без использования SCR. Хотя EMD экспериментировала с модификацией 710 для соответствия Tier 4, прототип оказался слишком тяжелым и неэффективным, чтобы быть практичным. [7] Первый (предсерийный) локомотив с двигателем 1010J, SD70ACe-T4, использующий 4600 лошадиных сил (3400 кВт) (4400 тяговых л. с.) 12-цилиндровый двигатель, был представлен в конце 2015 года. [8] [9] Испытания новых локомотивов начались весной 2016 года. [10] Первые два из 65 единиц заказа на новый локомотив были доставлены Union Pacific в декабре 2016 года. [11]
Обозначение блока было изменено на J, чтобы отразить изменения в новом двигателе, которые включали в себя переделку силовой сборки и блока, а также добавление двухступенчатой системы турбонаддува, состоящей из трех турбонагнетателей. [12] Другими новыми функциями являются система EGR для снижения выбросов выхлопных газов и двухстенный впрыск топлива для повышения безопасности.
[Engine Research Facility], которая содержит одноцилиндровую версию четырехтактного двигателя «H» компании EMD, собирает экспериментальные данные, используемые для повышения топливной экономичности двигателя при достижении целевых показателей выбросов выхлопных газов.