El EMD 1010 o EMD 265 es una línea de motores diesel de cuatro tiempos fabricados por Electro-Motive Diesel . El precursor del 1010 se introdujo alrededor de 1998 como 265H o H-Engine . El motor H se diseñó inicialmente para su uso como un motor de 16 cilindros de 6.300 hp (4.700 kW), el EMD SD90MAC ; sin embargo, se descubrió que los primeros motores no eran fiables y no tenían éxito en el mercado, y se prefirió el diseño probado de 2 tiempos del EMD 710 . El motor EMD de cuatro tiempos resucitó en 2015 para cumplir con las regulaciones de emisiones Tier 4 de la EPA.
EMD 265H | |
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Descripción general | |
Fabricante | Diésel electro-motriz |
También llamado | Motor H |
Diseño | |
Configuración | V12 y V16 |
Desplazamiento | 1010 pulgadas cúbicas (16.600 cm 3 ) por cilindro |
Diámetro interior del cilindro | 265 milímetros (10,4 pulgadas) |
Golpe del pistón | 300 milímetros (12 pulgadas) |
Material de bloque | Hierro |
Material de la cabeza | Hierro |
Tren de válvulas | 4 válvulas por cilindro |
Índice de compresión | 15,3: 1 |
Combustión | |
Turbocompresor | dos turbocompresores de baja inercia |
Sistema de combustible | Inyector unitario accionado por el árbol de levas del motor |
Gestión | Electrónico |
Tipo de combustible | Diesel |
Sistema de aceite | Sumidero húmedo |
Sistema de refrigeración | Enfriado por líquido |
Producción | |
Salida de potencia | hasta 4,7 MW (6.300 CV) para motores V16; hasta 3,52 MW (4725 CV) para motores V12. |
Cronología | |
Sucesor | EMD 1010 |
EMD 1010J | |
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Descripción general | |
Fabricante | Diésel electro-motriz |
También llamado | Motor J |
Diseño | |
Configuración | V12 |
Desplazamiento | 1010 pulgadas cúbicas (16.600 cm 3 ) por cilindro |
Diámetro interior del cilindro | 265 milímetros (10,4 pulgadas) |
Golpe del pistón | 300 milímetros (12 pulgadas) |
Material de bloque | Hierro |
Material de la cabeza | Hierro |
Tren de válvulas | 4 válvulas por cilindro |
Índice de compresión | 15,3: 1 |
Combustión | |
Turbocompresor | turbocompresor de dos etapas con un turbocompresor de alta presión para RPM medio-bajo y dos turbocompresores de baja presión para RPM medio-alto |
Sistema de combustible | Carril común |
Gestión | Electrónico |
Tipo de combustible | Diesel |
Sistema de aceite | Sumidero húmedo |
Sistema de refrigeración | Enfriado por líquido |
Producción | |
Salida de potencia | hasta 3,43 MW (4600 CV) para motores V12 |
Emisiones | |
Estándar objetivo de emisiones | EPA IV o EU Non-road IV |
Tecnología de control de emisiones | De recirculación de gases de escape |
Cronología | |
Predecesor | EMD 265H |
Sucesor | Ninguno [nota 1] |
Historia
Motor H
El desarrollo del motor H se anunció en 1994 como un motor específico para locomotoras ferroviarias; el diseño se vio influenciado por la transición a los motores de tracción de CA, que tenían características de mayor adherencia y esfuerzo de tracción, lo que permitió un aumento en la potencia utilizable para convertir la tracción de manera útil. por lo tanto, el nuevo diseño debía tener 6.000 caballos de fuerza (4.500 kW) disponibles para tracción; un diseño de locomotora de 6000 hp permitiría reemplazar dos de las muy comunes locomotoras SD40-2 de 3000 hp . [1]
En lugar de un desarrollo de su diseño de dos tiempos , EMD optó por desarrollar un nuevo motor de cuatro tiempos , con la posibilidad de reducir las emisiones como un factor a favor del cambio de diseño. EMD había investigado el potencial de los diseños de cuatro tiempos en 1984, construyendo dos prototipos de motores 854H de 16 cilindros y 4.500 caballos de fuerza (3.400 kW) (con 854 pulgadas cúbicas de desplazamiento por cilindro). [1] Sin embargo, EMD pronto se dio cuenta de que para alcanzar la meta de 6000 hp, los prototipos no eran suficientes. Por lo tanto, se abandonó el plan de utilizar el 854H como base y EMD decidió construir un nuevo diseño de motor con una mayor cilindrada por cilindro, más tarde denominado EMD 265H.
El nuevo motor se diseñó utilizando técnicas modernas, incluido el modelado 3D , el análisis de elementos finitos , la dinámica de fluidos computacional y otras simulaciones, además de utilizar la fatiga del mundo real y otras pruebas. La locomotora inicial diseñada para utilizar el motor H fue la SD90MAC . El diseño del cárter cambió a hierro fundido dúctil de acero soldado (en la serie de 2 tiempos); al igual que los diseños de 2 tiempos, el nuevo motor incorporó conjuntos de potencia unificados . Las bielas en V cambiaron de horquilla y cuchilla a lado a lado y la inyección electrónica de combustible reemplazó la inyección de combustible mecánica. Cada motor incorporó dos turbocompresores, uno por banco de cilindros. Se produjeron y probaron ocho motores en el Centro de Tecnología de Transporte de la Asociación de Ferrocarriles Estadounidenses en Pueblo, Colorado . [1]
El EMD 265H tenía un diámetro de 265 milímetros (10,4 pulgadas) y una carrera de 300 milímetros (12 pulgadas) (de modo que el desplazamiento por cilindro era de 1010 pulgadas cúbicas) con el GM16V265H de 16 cilindros con una potencia de 4.700 kilovatios (6.300 hp) a 1000 rpm. , con una presión efectiva media de frenado de 21,3 bares (2.130 kPa). [1]
Union Pacific comenzó a utilizar algunas locomotoras SD90MAC con motor H en servicio comercial en 1998. [1]
Los pedidos iniciales para las locomotoras con motor 265H se entregaron propulsados por motores EMD 710 de 4300 hp (denominados SD9043MAC), destinados a ser convertidos al diseño de 4 tiempos más tarde una vez que se resolvieran los problemas iniciales del motor. Canadian Pacific , Union Pacific y el arrendador CIT Group adquirieron este tipo de locomotora. Solo unidades con motor H operadas por CP y UP (SD90MAC-H). La flota de UP se devolvió a EMD después de que expiró el arrendamiento. [2] Considerado un fracaso en el mercado nacional debido a problemas de confiabilidad y flexibilidad operativa limitada del motor de 6000 caballos de fuerza, todas las versiones con motor 265H en Norteamérica y Australia se han actualizado con motores 16V710G de 4300 caballos de fuerza o se han desechado. [ cita requerida ]
EMD también construyó un demostrador SD89MAC , EMDX 92, como la versión menos poderosa del SD90MAC. Utilizaba una versión V12 del motor 265H (12-265H) que generaba 4500 hp. Inicialmente, el SD89MAC estaba destinado a ser el sucesor de la serie EMD SD70. Sin embargo, no se ordenó ninguno.
El motor 265H también se utilizó en el extranjero: en 2005 se recibió un pedido de 300 motores Tier 2 de 6.000 caballos de fuerza (4.500 kW) de los ferrocarriles chinos, con el montaje final en la fábrica de locomotoras de Dalian , [3] [4] introducido a partir de 2009 como " Harmony " clase HXN3 . [5] También se recibieron pedidos de la India [ cita requerida ] y de los ferrocarriles mineros australianos. [ cita requerida ] Tidewater Marine adquirió veinte motores de 16 cilindros para uso marino en remolcadores en 2002. [6]
El 16-265H sigue siendo el motor diésel más potente jamás producido por EMD.
Motor J
Para cumplir con los estándares de emisiones Tier 4 de la EPA para óxidos de nitrógeno ( NOx ), los fabricantes confían en uno de dos métodos: recirculación de gases de escape (EGR), donde los gases de escape se enfrían y recirculan a través del ciclo de combustión, o reducción catalítica selectiva (SCR) usando líquido de escape diesel a base de urea , que convierte NOx en el convertidor catalítico en nitrógeno elemental y agua. Aunque EGR requiere un filtro de partículas diésel, es la solución preferida para los operadores de Clase I , ya que SCR agrega otro consumible con problemas de manipulación y almacenamiento por parte del personal de mantenimiento. [7]
El diseño del motor de cuatro tiempos se reintrodujo a mediados de la década de 2010 para cumplir con el Nivel 4 sin usar SCR. Aunque EMD había experimentado con la modificación del 710 para cumplir con el Nivel 4, el prototipo resultó ser demasiado pesado e ineficiente para ser práctico. [7] La primera locomotora (de preproducción) que utiliza el motor 1010J, la SD70ACe-T4, que utiliza un motor de 12 cilindros de 4.600 caballos de fuerza (3.400 kW) (4.400 CV de tracción) se presentó a finales de 2015. [8] [9] Pruebas de las nuevas locomotoras comenzó en la primavera de 2016. [10] Las dos primeras unidades de un pedido de 65 unidades para la nueva locomotora se entregaron a Union Pacific en diciembre de 2016. [11]
La designación del bloque se cambió a J para reflejar los cambios en el nuevo motor, que incluyeron el montaje de potencia y el rediseño del bloque, así como la adición de un sistema de turbocompresor de dos etapas que consta de tres turbocompresores. [12] Otras características nuevas son un sistema EGR para reducir las emisiones de escape y la inyección de combustible de doble pared para aumentar la seguridad.
Versiones
IDENTIFICACIÓN | Número de cilindros | Inducción | Rpm máximas | Potencia (hp) | Potencia (MW) | Introducido | Locomotora (s) |
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12-265H | 12 | 2 x turbocompresor | 1000 | 4.725 | 3,52 | 1996 | EMD SD89MAC |
16-265H | dieciséis | 2 x turbocompresor | 1000 | 6.300 | 4,7 | 1996 | EMD SD90MAC , EMD JT56ACe (Ferrocarriles de China HXN3) |
12-1010J | 12 | 3 x turbocompresor | 1000 | 4.600 | 3.4 | 2015 | SD70ACe-T4 |
Ver también
- EMD 567 , EMD 645 , EMD 710 - motores de 2 tiempos anteriores de EMD
Notas
- ^ Según Progress Rail con el que se ha contactado personal y privadamente, el sucesor del EMD 265H sería el EMD 1010J. El Caterpillar C280 fue el sucesor de la serie Caterpillar 3600. Los motores EMD y los motores Caterpillar son entidades independientes. Por lo tanto, por ahora, no existe un sucesor del EMD 1010J.
Referencias
- ^ a b c d e "Las primeras locomotoras de 6000 hp de EMD ingresan al servicio de ingresos" , www.railwaygazette.com , 1 de abril de 1998
- ^ "El mercado estadounidense de locomotoras sigue siendo una carrera de dos caballos" , www.railwaygazette.com , 1 de julio de 2006
- ^ "China picks EMD" , www.railwaygazette.com , 1 de octubre de 2005
- ^ "JT56ACe para el Ministerio de Ferrocarriles de China" , Electro-Motive Diesel , archivado desde el original el 24 de septiembre de 2008
- ^ "Los motores diesel de alto rendimiento comienzan a entrar en servicio" , www.railwaygazette.com , 12 de junio de 2009
- ^ "Tidewater Selects New Model GM-EMDs" , www.marinelink.com , 18 de junio de 2002
- ^ a b Lustig, David (diciembre de 2015). "Las locomotoras Tier 4 salen a las vías" (PDF) . Railway Gazette International : 28–31. Archivado (PDF) desde el original el 16 de junio de 2016 . Consultado el 15 de junio de 2016 .
- ^ "EMD presenta su primera locomotora diésel Tier 4" , www.railwaygazette.com , 5 de octubre de 2015
- ^ Vantuono, William C. (11 de octubre de 2015), haga un recorrido por el SD70ACe-T4 de EMD
- ^ "CSX comienza a probar los demostradores EMD SD70ACe T4" . Revista Trenes , 22 de junio de 2016.
- ^ "Unidades Progress Rail EMD Tier 4 dirigidas al primer cliente" . Revista Trenes , 15 de diciembre de 2016.
- ^ Progress Rail "EMD Engines - 1010 Engine: Folleto en línea del motor de locomotora"
enlaces externos
- "Electro-Motive Diesel: H-Engine" . Diésel electro-motriz . Archivado desde el original el 17 de julio de 2004 . Consultado el 6 de enero de 2015 .
- "Energía / Marina / Industrial: Datos generales de motores diesel" . Diésel electro-motriz . Archivado desde el original el 10 de diciembre de 2001 . Consultado el 6 de enero de 2015 .
- Longman, Doug; El-Hannouny, Essam. "El programa de investigación de motores de locomotoras reduce las emisiones de trenes" . Laboratorio Nacional Argonne . Archivado desde el original el 16 de septiembre de 2008.
El [Engine Research Facility], que contiene una versión monocilíndrica del motor "H" de cuatro tiempos de EMD, ha estado generando datos experimentales utilizados para mejorar la eficiencia de combustible del motor al tiempo que se cumplen los objetivos de emisiones de escape. .