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GP50型柴油機車

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GP50
BNSF的GP50型柴油機車
概覽
類型柴油機車
原產國 美國
生產商GM-EMD
生產年份1980年—1985年
產量278台
技術數據
AAR軸配置B-B
UIC軸式Bo'Bo'
軌距1,435毫米
輪徑1,016毫米(40英寸)
機車長度18,034毫米(59英尺2英寸)
機車寬度3,162毫米(10英尺4英寸)
機車高度4,750毫米(15英尺7英寸)
整備重量113.4公噸(250,000磅)
燃料儲備量2,600美制加侖
傳動方式交—直流電
發動機EMD 16-645F3B
發動機功率3,500馬力
牽引發電機GM AR15
牽引電動機GM D87
最高速度105公里/小時(65英里/小時)
持續速度15.7公里/小時(9.8英里/小時)
起動牽引力289千牛頓(65,000磅)
持續牽引力277千牛頓(62,400磅)
制動方式空氣制動電阻制動

GP50型柴油機車美國通用汽車EMD公司(GM-EMD)在1980年推出的一款電力傳動柴油機車。雖然以銷量而言GP50型柴油機車並未獲得成功,但它在EMD公司的機車家族歷史中具有承前啟後的過渡作用,它既是EMD公司第一款裝備微電腦控制系統並投入批量生產的車型,也是最後一款採用EMD645系列柴油機的車型[1]

發展歷史

1970年代中期,EMDDash 2系列柴油機車在激烈的美國市場取得成功之後,EMD公司着手研製下一代柴油機車產品[2]。1977年,EMD公司推出作出技術驗證平台的GP40X型柴油機車,並交付聖塔菲鐵路南太平洋鐵路聯合太平洋鐵路南方鐵路英語Southern Railway (U.S.)這四家大型鐵路公司試用,在這些鐵路公司的協助下EMD公司對GP40X型柴油機車進行了全面的性能試驗和運用考核。1980年,EMD公司正式推出以GP50、SD50型柴油機車為代表的「50系列」產品,該系列柴油機車具有許多當時最新的技術。GP50型機車裝用一台功率為3500馬力的16-645F3B型柴油機,而上一代GP40-2型柴油機車所使用的16-645E3C型柴油機功率為3000馬力;電力傳動系統採用全新的D87型牽引電動機和AR15型牽引發電機。同時,GP50型機車還裝備了已經在GP40X型機車上得到驗證的EMD「超級系列」(Super Series)輪對電子蠕滑控制裝置,可使機車粘着係數在一定條件下最高達到33%[3]

然而,曾經被EMD公司寄予厚望的「50系列」柴油機車在投放市場後銷售表現卻未如人意,主要原因是推出時間時間適逢1980年代初的美國經濟衰退,加上1980年《斯塔格斯鐵路法英語Staggers Rail Act》的實施帶來的鐵路公司併購潮,主要鐵路公司對於新車採購都抱着審慎態度。除此之外,GP50、SD50型柴油機車的可靠性方面亦存在着很多問題,特別是故障頻生的16-645F3B型柴油機更是對EMD公司聲譽的一大打擊,迫使EMD公司加快710系列柴油機的開發[4]。1983年,EMD公司在美國本土的機車銷量首次落後於通用電氣公司[2]。就在1980年代初美國鐵路機車市場蕭條的這段時間內,通用電氣公司開發出新一代的「Dash 8」系列柴油機車,這種機車在牽引能力、燃油經濟性、運用可靠性等方面都全面優於EMD的「50系列」機車。1984年,意欲收復失地的EMD公司宣佈推出以GP60SD60型柴油機車為代表的「60系列」產品,而「50系列」機車亦在推出短短五年之後的1985年停產。1980年至1985年間,EMD公司製造了共278台GP50型柴油機車,主要用戶包括南方鐵路、伯靈頓北方鐵路英語Burlington Northern Railroad芝加哥和西北鐵路、聖塔菲鐵路、密蘇里太平洋鐵路英語Missouri Pacific Railroad[2]

技術特點

總體佈置

GP50型柴油機車是3500馬力的幹線貨運用四軸柴油機車,機車總體佈置延續了調車柴油機車的基本形式,採用單司機室、底架承載結構、雙側外走廊的罩式車體,車體上部自前向後由電氣室、司機室、動力室、冷卻室四部分組成。柴油機進氣和電氣裝置的冷卻空氣均經過離心式空氣濾清器,並將通過發電機的部分冷卻空氣導入到動力室內,從而使動力室內的空氣壓力保存為微正壓,以減少灰塵進入車內。為了將軸重限制在與GP40-2型柴油機車相同的29.5噸以內,GP50型柴油機車採用了由較薄鋼板焊接而成的高強度主底盤中梁,降低了車體下部結構重量。為了符合美國聯邦政府於1980年1月頒佈生效、關於限制鐵路沿線噪聲的若干標準,GP50型柴油機車設有排氣消聲器和低噪音冷卻風扇[5]。機車走行部標準配置為兩台布貝格M型二軸轉向架,採用導框式軸箱定位、搖動台式搖枕彈簧懸掛、兩系彈簧懸掛裝置(一係為軸箱螺旋圓彈簧,二係為搖枕鋼板彈簧)、心盤牽引裝置、雙側閘瓦制動裝置。EMD公司還提供HT-B輕型轉向架的安裝選項,這種轉向架採用人字形橡膠彈簧作為二系懸掛,可以改善機車運行平穩性並減少維護,但由於價格較高且出於標準化的考慮,沒有鐵路公司願意採用這種特殊的轉向架。

柴油機

動力裝置為一台16氣缸二衝程水冷式渦輪增壓16-645F3B型柴油機,氣缸直徑為230毫米,活塞行程為254毫米,當轉速為每分鐘950轉時的標定功率為3800馬力,裝車運用功率為3500馬力。該型柴油機是在以往使用的645E型柴油機基礎上強化而成,主要特點包括採用增加強度的曲軸曲軸箱、裝用了新型渦輪增壓器、經過激光表面強化英語Laser peening處理的氣缸套、氣缸蓋機體採用整體側板夾緊等。為了改善GP50型機車的燃油經濟性,柴油機空轉最低轉速由645E型柴油機的每分鐘315轉,降低至645F型柴油機的每分鐘250轉[5]

傳動系統

傳動系統採用交—直流電傳動,柴油機直接驅動一台AR15型交流發電機,發出的交流電通過大功率整流裝置轉換為直流電,然後供給四台D87型直流牽引電動機。AR15型牽引發電機採用矽橡膠絕緣的分離式定子線圈,這種線圈結構是為了滿足強電流工況之需要而設計的,發電機持續電流高達4680安培,額定電壓為1350伏特。四台牽引電動機則通過整流器端子實行固定並聯,這樣可以使機車可以獲得較寬廣的恆功速度範圍,而無需改變牽引電動機的聯接方式或進行磁場削弱。D87型牽引電動機是在以往的D77型牽引電動機基礎上強化而成的六極直流串勵摩打,額定電流為1050安培,額定功率為536千瓦,電樞線圈沿用杜邦卡普頓英語Kapton聚酰亞胺薄膜作為絕緣材料,主極線圈則使用矽橡膠絕緣。為了提高牽引電動機的換向性能和延長電刷壽命,將補償線圈匝數從D77型牽引電動機的14匝增加至17匝,主極線圈用銅量亦比D77型牽引電動機增加16%[3]。牽引電動機採用軸懸式驅動方式,牽引齒輪傳動比為4.13(62:15)。

控制系統

GP50型柴油機車的控制電路延續了自EMDDash 2系列開始採用的模組化電子控制系統。控制電路採用模組化電子控制系統,全部控制電路及保護系統分裝在多塊印刷電路板插件上,便於迅速查找故障並節省維護時間。GP50型柴油機車設有由微處理器控制的EMD「超級系列」輪對電子蠕滑控制裝置,利用多普勒雷達來測量機車實際移動速度,並由相應自動調節供給牽引電動機的電流,使機車在各種運用條件下的粘着係數得到大幅提高。由於該測速裝置的頻段頗為接近警察執法部門使用的雷達槍,因此一般的汽車用雷達探測器也可能偵測到行駛中的GP50型柴油機車[2]

參見

參考書目

參考文獻

  1. ^ EMD GP50. American-Rails.com. [2018-10-25]. (原始內容存檔於2017-06-29). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 Solomon, Brian. EMD Locomotives. St. Paul, MN, USA: Voyageur Press. 2006: 130-138. ISBN 9780760323960. 
  3. ^ 3.0 3.1 Max Ephraim, Jr. The GP - 50 Locomotive. ASME paper (ASME). 1980,. 80-RT-6: 1–7. 
  4. ^ EMD 710. American-Rails.com. [2018-10-25]. (原始內容存檔於2017-10-06). 
  5. ^ 5.0 5.1 GP50 diesel locomotives. Railway Gazette International (London, UK: Railway Gazette Group): 513–514. ISSN 0373-5346.