La EMD F40PH es una locomotora diésel-eléctrica BB de cuatro ejes de 3000–3200 hp (2,2–2,4 MW) construida por General Motors Electro-Motive Division en varias variantes entre 1975 y 1992. Destinada a su uso en las rutas de pasajeros de corta distancia de Amtrak , se convirtió en la columna vertebral de la flota diésel de Amtrak después del fracaso de la EMD SDP40F . La F40PH también encontró un uso generalizado en los ferrocarriles de cercanías en los Estados Unidos y con VIA Rail en Canadá. Morrison-Knudsen y MotivePower fabricaron variantes adicionales de la F40PH entre 1988 y 1998, en su mayoría reconstruidas a partir de locomotoras más antiguas.
Amtrak retiró su flota de F40PH a principios de la década de 2000 a favor de la GE Genesis , pero la locomotora sigue siendo el pilar de los trenes de larga distancia de VIA Rail; una representación de la locomotora transportando a The Canadian aparece en el reverso del billete de $10 canadienses de la serie Frontier . Las F40PH siguen siendo una vista común en muchos otros ferrocarriles de cercanías en los Estados Unidos. Además, Amtrak ha mantenido 22 de sus F40PH en uso como unidades de control sin motor . [2]
Amtrak heredó una flota de locomotoras diésel envejecida y mecánicamente incompatible de varios ferrocarriles privados en su puesta en marcha en 1971. Las locomotoras más modernas permanecieron en manos privadas para el servicio de carga o para operar los diversos servicios de cercanías que, por ley, no pasaron a manos de Amtrak. [3] Para reemplazarlas, Amtrak ordenó 150 locomotoras EMD SDP40F , que comenzaron a entrar en servicio en 1973. Estas se complementaron con 25 GE P30CH que entraron en servicio en 1975. La SDP40F era un diseño problemático; los problemas con la distribución del peso llevaron a una serie de descarrilamientos a mediados de la década de 1970. [4] Mientras tanto, el mal diseño del camión P30CH (y el GE E60 CP eléctrico) redujeron los pedidos posteriores de esa unidad cuando Amtrak se encontró necesitando más energía para distancias cortas y medias en la primavera de 1975. [5]
El diseño de la F40PH se basó en la locomotora de maniobras para camiones de mercancías EMD GP40-2 y compartía el motor diésel turboalimentado EMD 645 E3 V16 de dos tiempos, refrigerado por agua ( motor principal ). El motor principal desarrollaba 3000 hp (2,2 MW) a 893 RPM. El generador principal (de tracción) convierte la energía mecánica del motor principal en electricidad distribuida a través de un gabinete de alto voltaje a los motores de tracción . Cada uno de los cuatro motores de tracción está engranado con un par de ruedas motrices ; la relación de transmisión determina la velocidad máxima de la locomotora. [6] Una F40PH estándar tiene una relación de transmisión de 57:20, lo que permite una velocidad máxima de 103 mph (166 km/h). [7] Algunas F40PH de Amtrak se entregaron con una relación de transmisión de 56:21 para 110 mph (177 km/h). [8] Las primeras 30 locomotoras se construyeron con un tanque de combustible de 1500 galones estadounidenses (5700 L; 1200 galones imperiales). Las unidades posteriores se construyeron con un tanque de 1800 galones estadounidenses (6800 L; 1500 galones imperiales). Comenzando con la EMD F40PH-2 , introducida en 1985, el motor principal desarrolló 3200 caballos de fuerza (2,4 MW). Muchas de las F40PH originales se actualizaron para igualar esa potencia. [9] Las locomotoras tenían 56 pies y 2 pulgadas (17,12 m) de largo. [10] Una F40PH estándar pesa 260 000 lb (120 000 kg). [1]
Para el servicio de pasajeros, el F40PH tiene otro alternador eléctrico, el generador de cabecera . La unidad HEP genera energía CA trifásica a 480 V (500 kW en el primer orden, 800 kW en unidades posteriores) para iluminación, calefacción y aire acondicionado del tren. Originalmente, los F40PH alimentaban el alternador HEP desde el motor principal. Como resultado de eso, el tren tenía que estar a una frecuencia constante de 60 Hz, y el motor principal tenía que girar a una velocidad constante de 893 RPM mientras suministraba energía a la cabecera (incluso parado, con el acelerador en ralentí). La energía a los motores de tracción se controlaba variando la excitación de campo del generador principal (de tracción). [8] En algunas versiones posteriores del F40PH (y en muchos F40 reconstruidos), un segundo motor diésel auxiliar pequeño en la parte trasera de la locomotora alimenta el alternador HEP. En estos motores, la velocidad del motor principal varía de la manera habitual. Se las puede identificar por el escape diésel en la parte trasera de la locomotora y por su silencioso ralentí. Las F40 restantes, con motores primarios de RPM constantes, son notablemente más ruidosas. [11]
En el diseño inicial, la caja de la batería y los depósitos de aire se ubicaban delante del tanque de combustible. En las locomotoras fabricadas después de 1977, estos se reubicaron detrás del tanque. La caja de la batería volvió a su ubicación original en la F40PH-2. [12] Las F40PH-2 entregadas a Caltrain incorporaron faros delanteros estilo Southern Pacific Railroad . [13]
La designación "F40PH" significaba lo siguiente: "F" para la carrocería con cubierta de ancho completo, "40" ya que la locomotora es parte de la serie 40 de EMD (basada en la locomotora de carga GP40-2), "P" para servicio de pasajeros y "H" para potencia en la cabecera. [14]
Amtrak ordenó sus primeras 30 EMD F40PH el 8 de mayo de 1975. La primera de las nuevas locomotoras entró en servicio el 9 de abril de 1976. Amtrak pretendía que las locomotoras fueran utilizadas en rutas cortas, como San Diego en California y los servicios del Corredor Noreste en la parte de la ruta entonces no electrificada entre New Haven, Connecticut y Boston, Massachusetts . [5]
Las rutas de larga distancia estaban protegidas por los entonces nuevos EMD SDP40F , descritos por J. David Ingles a fines de 1975 como las "estrellas de los trenes de larga distancia de Amtrak". [15] Sin embargo, dos eventos llevaron a un cambio importante en el pensamiento dentro de Amtrak con respecto al EMD SDP40F. El primer evento fue una marcada disminución en la confiabilidad mecánica del EMD SDP40F, incluidos varios descarrilamientos. El segundo evento fue el invierno inusualmente duro de 1976-1977 , que dejó fuera de servicio a muchos de los viejos vagones con calefacción a vapor de Amtrak. Amtrak suspendió numerosas rutas y puso en servicio los nuevos vagones Amfleet I equipados con HEP , diseñados para recorridos cortos. El F40PH, con su generador HEP incorporado, fue la opción natural para transportar estos vagones. [8] A medida que aumentaban los problemas con el EMD SDP40F, Amtrak adoptó el F40PH como su solución a largo plazo en todo el país para el servicio de motores diésel.
En la primavera de 1977, Amtrak devolvió 40 locomotoras EMD SDP40F a EMD. Los componentes, incluido el motor principal, se instalaron en un bastidor EMD F40PH. Las 40 locomotoras reconstruidas, denominadas F40PHR , eran idénticas a las EMD F40PH de nueva construcción, e incorporaban un tanque de combustible más grande y un generador HEP más potente que se había convertido en estándar. [16]
Amtrak finalmente adquirió 132 F40PHR de esta manera, lo que combinado con nuevos pedidos entre 1975 y 1988 y con la compra de seis GMD F40PH de GO Transit en 1990, condujo a una flota de 216 locomotoras, la flota más grande del país. [17] [nota 1]
El primer operador de trenes de cercanías que encargó locomotoras F40PH fue la Autoridad de Transporte Regional (RTA) de Chicago , precursora de Metra , que encargó 74 entre 1977 y 1983. Metra encargó 41 más entre 1988 y 1992. Otras agencias que compraron la F40PH fueron la Autoridad de Tránsito de la Bahía de Massachusetts (MBTA) (18), Caltrain (20), GO Transit (6), New Jersey Transit (17) y VIA Rail (59). Finalmente, la empresa de construcción ferroviaria Speno encargó cuatro. En total, EMD construyó 449 locomotoras, incluidas las F40PHR entregadas como parte de pago. [17]
La F40PH tuvo un buen desempeño para Amtrak: a principios de los años 90, solo cuatro de ellas habían sido retiradas debido a accidentes. La locomotora fue el centro de la publicidad de Amtrak. [20] La revista Trains estimó que, en promedio, cada F40PH viajaba hasta 175.000 millas (282.000 km) al año. [21]
Amtrak comenzó a reemplazar el F40PH con el GE Dash 8-32BWH en 1991, el GE P40DC en 1993 y el GE P42DC en 1996. [22] Todos fueron retirados en 2001 con la llegada del último P42DC, [20] y su última asignación regular fue en el Maple Leaf en diciembre de 2001. [23] El Panama Canal Railway adquirió varios ex-Amtrak F40PH tanto para servicio de carga como de pasajeros; la energía de 480 V en la cabecera coincidía con el voltaje utilizado por la refrigeración en los contenedores de Maersk Sealand . [24]
La EMD F40PH ha seguido prestando servicio a VIA Rail hasta el siglo XXI: entre 2007 y 2012, VIA renovó toda su flota por 100 millones de dólares canadienses . [25] El programa de reconstrucción incluyó generadores HEP separados, motores revisados, la adición de un tercer faro, reacondicionamiento de la cabina, bocinas de seguridad adicionales en la parte delantera y repintado según el nuevo esquema de VIA. [26] La locomotora reconstruida n.º 6403, que tira del Canadian a través de las Montañas Rocosas , se incluyó en el reverso del billete de diez dólares canadienses rediseñado en 2013 (el 6403 real se renumeró posteriormente a 6459). [27] A partir de 2018, VIA tiene 53 locomotoras EMD F40PH de este tipo en servicio. [28] VIA inició otra ronda de reconstrucción de 39 locomotoras F40PH-2D en 2024, con el objetivo de extender su vida útil hasta 2035. [29] Estas locomotoras F40PH ahora se complementan con locomotoras GE P42DC entregadas en 2001 y con locomotoras Siemens SCV-42 entregadas en 2023.
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La longevidad de la F40PH ha dado lugar a numerosas conversiones, reconstrucciones y remanufacturas. En algunos casos, se ensamblaron nuevas locomotoras utilizando componentes EMD. Varias agencias de tránsito alargaron sus locomotoras para incluir un generador HEP separado. Estas fueron designadas F40PH-2C y F40PH-CAT donde se utilizaron generadores Cummins y Caterpillar , respectivamente. [30] La F40PH-2C era considerablemente más pesada que el diseño estándar, con un peso de 282.000 lb (128.000 kg). [1] La F40PH-2D , empleada por Via Rail, tenía personalizaciones especiales para operar en Canadá, incluidas luces de cuneta . [31] Las últimas 30 locomotoras de Metra, designadas F40PHM-2 (ahora reconstruidas como F40PHM-3 ), se construyeron con una cabina inclinada similar a la EMD F69PHAC experimental . La apariencia aerodinámica adquirió el apodo de " Winnebago ". [30] Las cuatro locomotoras de Speno, designadas F40PH-2M , se entregaron sin turbocompresores , lo que limita la potencia de salida a 2000 caballos de fuerza (1500 kW). [30] Las cinco locomotoras EMD GP40 que Morrison-Knudsen reconstruyó para Tri-Rail en 1988 fueron designadas F40PHL-2 . [17] Progress Rail reconstruyó 41 unidades Metra con motores remanufacturados, motores de tracción reconstruidos y control de tracción por microprocesador. Estas han sido designadas F40PH-3 . [32] La docena de locomotoras F40PHM-2C de la MBTA se construyeron nuevas utilizando componentes EMD, al igual que las seis locomotoras F40PH-3C del Altamont Commuter Express construidas por MotivePower. [33] [34] Las locomotoras F40PH-2C y F40PHM-2 de MBTA fueron posteriormente reconstruidas por MotivePower y convertidas en locomotoras F40PH-3C a partir de 2019. [35] [36]
A medida que la flota F40PH de Amtrak fue reemplazada por locomotoras más nuevas de la serie GE Genesis , Amtrak convirtió varias de las unidades retiradas en vagones de equipaje / cabina . Conocidas coloquialmente como "cabbages" (un acrónimo de "cab" y "baggage"), y oficialmente conocidas como Unidades de Control No Motorizadas (NPCUs), a estas unidades se les quitaron los motores diésel, los motores de tracción y los alternadores principales , así como una gran puerta enrollable instalada en el costado (lo que permitió que el antiguo compartimiento del motor se usara para el equipaje). [37] Amtrak convirtió 22 locomotoras en vagones de equipaje/cabina entre 1996 y 2007. Cada unidad convertida fue renumerada anteponiendo "90" a su número original. [2] En 2011, Amtrak convirtió el F40PH n.° 406 (posteriormente renumerado 90406) en una NPCU para permitir la operación push-pull del tren de exhibición del 40.° aniversario de Amtrak; además, se instaló un generador HEP para suministrar energía auxiliar. Sin embargo, a diferencia de otras NPCU, se parece a un F40PH operativo externamente. [38]
Algunos F40PH llegaron al transporte de mercancías, tras las modificaciones pertinentes. El F40M-2F , que circula por el ferrocarril de San Luis y Río Grande y anteriormente por el ferrocarril canadiense-estadounidense , fue reajustado para una velocidad máxima de 65 millas por hora (105 km/h) y se le asignó un tanque de combustible ampliado de 2900 galones estadounidenses (11 000 L; 2400 imp gal). También se le instaló una puerta, una plataforma y escalones en la parte delantera. [39] Una unidad, la 450, fue adquirida por Western Maryland Scenic Railroad en 2018. [40]
En 2023-2024, Rolling Stock Solutions, una empresa estadounidense de leasing de locomotoras, reconstruyó varias locomotoras F40PH para arrendarlas a operadores de trenes de cercanías y las denominó F40PH-4C . [41] Estas cuentan con un motor principal Tier 0+ remanufacturado y un generador HEP Tier 4 separado, así como controles de microprocesador. [42] La primera de estas locomotoras, numerada "1001", se presentó en Boston a mediados de octubre de 2024. [43]
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La división Electro-Motive fabricó 475 locomotoras F40PH de todos los tipos entre 1975 y 1992. Los pedidos para GO Transit y VIA Rail Canada fueron construidos por General Motors Diesel (GMD), la filial canadiense de la empresa. Morrison-Knudsen (MK) y su sucesora MotivePower (MPI) remanufacturaron otras 31 locomotoras entre 1988 y 1998. [17]
Se han conservado tres ex-Amtrak F40PH:
Además, Coaster donó dos de sus locomotoras F40PHM-2C que fueron retiradas el 8 de febrero de 2021; la 2103 fue donada al Museo del Ferrocarril del Pacífico Suroeste y la 2105 al Museo del Ferrocarril del Sur de California . [47]
Como algunos de ustedes, entusiastas con vista de águila, ya habrán notado, ¡nuestra tan esperada primera locomotora RSTX 1001 está oficialmente en camino a Boston! ¡Ven a ver su debut del 14 al 16 de octubre en South Station durante la Cumbre de la Coalición de Ferrocarriles de Cercanías!
