El EMD 1010 o EMD 265 es una línea de motores diésel 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 fue diseñado inicialmente para su uso como un 16 cilindros de 6.300 hp (4.700 kW), el EMD SD90MAC ; sin embargo, se descubrió que los primeros motores no eran confiables y no tuvieron éxito en el mercado, prefiriéndose el diseño probado EMD 710 de 2 tiempos. El motor EMD de cuatro tiempos resucitó en 2015 para cumplir con las regulaciones de emisiones Tier 4 de la EPA.
El desarrollo del motor H se anunció en 1994 como un motor específico para locomotoras ferroviarias; el diseño estuvo influenciado por la transición a 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 6.000 hp permitiría reemplazar dos de las muy comunes locomotoras SD40-2 de 3.000 hp. [1]
En lugar de desarrollar su diseño de dos tiempos, EMD optó por desarrollar un nuevo motor de cuatro tiempos , siendo el potencial de reducción de emisiones 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 cilindrada por cilindro). [1] Sin embargo, EMD pronto se dio cuenta de que para alcanzar el objetivo de 6000 CV, 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 fue diseñado utilizando técnicas modernas, incluido el modelado 3D , el análisis de elementos finitos , la dinámica de fluidos computacional y otras simulaciones, además de utilizar 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 a partir 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 una al lado de la otra y la inyección electrónica de combustible reemplazó a la inyección mecánica de combustible. Cada motor incorporaba dos turbocompresores, uno por bancada de cilindros. Se produjeron y probaron ocho motores en el Centro de Tecnología del Transporte bajo la dirección de la Asociación de Ferrocarriles Americanos 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 nominal de 4700 kilovatios (6300 hp) a 1000 rpm. , con freno de presión efectiva media 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 de las locomotoras con motor 265H se entregaron con motores EMD 710 de 4300 hp (denominados SD9043MAC), destinados a convertirse al diseño de 4 tiempos más adelante, 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 fue devuelta a EMD después de que expiró el contrato de arrendamiento. [2] Consideradas infructuosas 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 América del Norte y Australia han sido modernizadas con motores 16V710G de 4300 caballos de fuerza o desechadas. [ cita necesaria ]
EMD también construyó un demostrador SD89MAC , EMDX 92, como la versión menos potente 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 montaje final en la Fábrica de Locomotoras de Dalian , [3] [4] introducido a partir de 2009 como " Armonía" clase HXN3 . [5] También se recibieron pedidos de la India [ cita necesaria ] y de los ferrocarriles mineros australianos. [ cita necesaria ] 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.
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 diésel a base de urea , que convierte los NOx del 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 utilizar SCR. Aunque Merck había experimentado modificando el 710 para cumplir con el Nivel 4, el prototipo resultó ser demasiado pesado e ineficiente para ser práctico. [7] La primera locomotora (preproducción) que utiliza el motor 1010J, la SD70ACe-T4, que utiliza un motor de 12 cilindros de 4600 caballos de fuerza (3400 kW) (4400 hp de tracción) se presentó a finales de 2015. [8] [9] Pruebas La producción 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 rediseños del conjunto de potencia y 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 una inyección de combustible de doble pared para aumentar la seguridad.
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 del combustible del motor y al mismo tiempo cumplir con los objetivos de emisiones de escape. .