El EMD 645 es una familia de motores diésel que fue diseñada y fabricada por la División Electro-Motive de General Motors . Si bien la serie 645 estaba destinada principalmente al uso de locomotoras , motores marinos y estacionarios , una versión de 16 cilindros impulsó el prototipo de camión de transporte "Titan" 33-19 diseñado por la división Terex de GM.
La serie 645 fue una evolución de la anterior serie 567 y precursora de la posterior serie 710 . Introducida por primera vez en 1965, la serie EMD 645 permaneció en producción bajo pedido mucho después de ser reemplazada por la 710, y la mayoría de las piezas de repuesto del 645 todavía están en producción. La serie de motores EMD 645 cuenta actualmente con el respaldo de Electro-Motive Diesel, Inc. , que compró los activos de la División Electro-Motive de General Motors en 2005.
En 1951, EW Kettering escribió un artículo para ASME titulado Historia y desarrollo del motor de locomotora General Motors serie 567 , [1] que detalla con gran detalle los obstáculos técnicos que se encontraron durante el desarrollo del motor 567. Estas mismas consideraciones se aplican al 645 y 710, ya que estos motores eran una extensión lógica del 567C, al aplicar un aumento del diámetro del cilindro, 645, y un aumento del diámetro del cilindro y un aumento de la carrera, 710, para lograr una mayor potencia de salida, sin cambiando el tamaño externo de los motores, o su peso, logrando así mejoras significativas en caballos de fuerza por unidad de volumen y caballos de fuerza por unidad de peso.
Debido a las restricciones de emisiones, estos motores se han ido eliminando gradualmente de las alternativas de 4 tiempos.
Los motores de la serie 645 entraron en producción en 1965. Como la serie 567 había alcanzado sus límites en aumento de caballos de fuerza, se necesitaba una cilindrada mayor; Esto se logró aumentando el diámetro de 8+1 ⁄ 2 pulg. (216 mm) en la serie 567 a 9+1 ⁄ 16 pulg. (230 mm) en la serie 645, manteniendo la misma carrera y altura de la plataforma. Si bien el cárter fue modificado a partir de la serie 567, los motores 567C y posteriores (o motores 567 que han sido modificados según las especificaciones 567C, a veces denominados motores 567AC o 567BC) pueden aceptar piezas de servicio de la serie 645, como conjuntos de potencia . Por el contrario, el motor 567E emplea un bloque de la serie 645E con conjuntos de potencia de la serie 567.
Todos los motores 645 utilizan un soplador Roots o un turbocompresor para limpiar los cilindros . Para los motores turboalimentados, el turbocompresor es impulsado por engranajes y tiene un embrague centrífugo que le permite actuar como un ventilador centrífugo a bajas velocidades del motor (cuando el flujo de gases de escape y la temperatura por sí solos son insuficientes para impulsar la turbina) y un turbocompresor impulsado exclusivamente por el escape. a velocidades más altas. El turbocompresor puede volver a actuar como sobrealimentador cuando se requieren grandes aumentos en la potencia de salida del motor. Si bien es más caro de mantener que los sopladores Roots, EMD afirma que este diseño permite una reducción "significativa" del consumo de combustible y las emisiones, un mejor rendimiento a gran altitud e incluso un aumento de hasta el 50 por ciento en la potencia nominal máxima en comparación con los motores soplados por Roots para el mismo desplazamiento del motor.
Los caballos de fuerza de los motores de aspiración natural (incluidos los motores de dos tiempos de Roots) generalmente se reducen en un 2,5 por ciento cada 1.000 pies (300 m) sobre el nivel medio del mar, una penalización tremenda a 10.000 pies (3.000 m) o mayores elevaciones que varios países occidentales de EE. UU. y los ferrocarriles de Canadá operan, y esto puede representar una pérdida de energía del 25 por ciento. La turboalimentación elimina efectivamente esta reducción de potencia.
La serie 645 tiene una velocidad máxima del motor de entre 900 y 950 revoluciones por minuto (rpm), un aumento con respecto a la velocidad máxima de 800 a 900 rpm de la serie 567. Una velocidad del motor de 900 rpm era esencial para aplicaciones de generadores de energía estacionarios de 60 Hz y ciertas locomotoras de pasajeros equipadas con sistemas de "potencia de cabecera" trifásicos de 480 voltios y 60 Hz. Cuando se utiliza únicamente con fines de tracción, la velocidad del motor varía según la posición del acelerador. La velocidad máxima de 950 rpm del motor 645F resultó ser demasiado alta, comprometiendo así su confiabilidad, y el motor de reemplazo, el 710G, volvió a una velocidad máxima de 900 rpm.
EMD construyó un demostrador SD40 (número 434) en julio de 1964 para probar en campo el motor 16-645E3, seguido de otros ocho demostradores SD40 (números 434A a 434H) y un demostrador GP40 (número 433A) en 1965. En diciembre de 1965 y enero de 1966 , EMD construyó tres demostradores SD45 (números 4351 a 4353) para probar en campo el motor 20-645E3.
Cuando el motor 645 entró en producción en 1965, se introdujo una gran serie de nuevos modelos de locomotoras. La versión turboalimentada se utilizó en la Serie 40 de EMD ( GP40 , SD40 y SD45 ) en 3.000 caballos de fuerza (2.200 kW), forma de dieciséis cilindros y en 3.600 caballos de fuerza (2.700 kW), forma de veinte cilindros. EMD también presentó la Serie 38 Roots-blown ( GP38 , SD38 ) y la Serie 39 turboalimentada de doce cilindros ( GP39 , SD39 ). Todos estos modelos de locomotoras comparten ampliamente componentes y subsistemas comunes, lo que reduce significativamente los costos y aumenta la intercambiabilidad. La GP38-2 y la SD40-2 se convirtieron en los modelos más populares de la serie y entre los modelos de locomotoras más populares jamás construidos. [2]
A partir de la introducción de los motores de la serie 645, la convención de nomenclatura de modelos de EMD generalmente aumentó los diseños de modelos en diez (como con las series 40, 50, 60 y 70). El número se redujo en uno para las versiones de doce cilindros (como las series 39, 49 y 59); reducido en dos para las versiones Roots-blown (para la serie 38); y aumentado en cinco para las versiones de mayor potencia (como las series 45 y 75).
Todos los motores 645 son motores en V de 45 grados y dos tiempos . Cada cilindro tiene una cilindrada de 645 pulgadas cúbicas (10,57 L) , de ahí el nombre; con un diámetro de 9+1 ⁄ 16 pulgadas (230 mm), una carrera de 10 pulgadas (254 mm) y una relación de compresión de 14,5:1. El motor tiene un diseño de flujo único con cuatro válvulas de escape de tipo asiento en la culata y puertos de evacuación de aire de carga dentro de los lados de los cilindros. Todos los motores utilizan un solo árbol de levas en cabeza por banco, con válvulas de escape operadas por dos lóbulos de leva (cada uno de los cuales opera dos válvulas de escape a través de un "puente") y un lóbulo de leva para operar el inyector unitario [3] que está en el centro de las cuatro válvulas de escape. Los balancines están equipados con rodillos para reducir la fricción, mientras que los actuadores de válvulas hidráulicas se utilizan para reducir el juego de válvulas. Los motores 710 posteriores a 1995 emplean inyectores unitarios electrónicos ; sin embargo, estos inyectores todavía utilizan una bomba de pistón accionada por árbol de levas, como en los inyectores que no son EFI.
Los cilindros en cada par en V están directamente opuestos entre sí, y las bielas tienen una disposición de horquilla y cuchilla, con varillas de "horquilla" en un banco de cilindros y varillas de "cuchilla" en el otro (con la misma carrera en ambos bancos). (Por el contrario, los motores 7FDL y 7FDM de General Electric utilizan bielas maestra y esclava "articuladas", esencialmente dos cilindros adyacentes en un motor radial , y tienen una carrera ligeramente más larga en el banco usando bielas esclavas) . Los motores están equipados con un soplador Roots simple o doble , o un solo turbocompresor asistido mecánicamente, dependiendo de la potencia requerida.
Para el mantenimiento se puede sustituir individualmente de forma relativamente fácil y rápida un conjunto motor compuesto por culata, camisa de cilindro, pistón, soporte de pistón y vástago de pistón. El bloque del motor está hecho de miembros de acero estructural planos, formados y laminados y piezas forjadas de acero soldadas en una sola estructura (una "soldadura"), por lo que se puede reparar fácilmente con herramientas de taller convencionales.
Como la mayoría de los motores EMD, el 645 también se vende para aplicaciones estacionarias y marinas.
Las instalaciones estacionarias y marinas están disponibles con motor giratorio hacia la izquierda o hacia la derecha.
Los motores marinos se diferencian de los motores ferroviarios y estacionarios principalmente en la forma y profundidad del cárter de aceite del motor, que ha sido modificado para adaptarse a los movimientos de balanceo y cabeceo que se encuentran en las aplicaciones marinas.
La velocidad del motor
Potencia de frenado (clasificación ABS)
HP bruto a 900 RPM... 3300