EMD645系列柴油機
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EMD645系列柴油機（EMD 645）是美國EMD公司設計製造的一個二行程中速柴油機產品系列，該系列柴油機均採用9-1/16英寸（230.2毫米）缸徑和10英寸（254毫米）衝程，氣缸排列形式為45°夾角的V形排列，提供8氣缸、12氣缸、16氣缸、20氣缸等不同等級的型號，輸出功率範圍涵蓋750馬力至4,200馬力。該系列柴油機除了用於鐵路牽引動力外，也可以用於船舶動力和固定發電裝置。
| EMD645系列 | |
|---|---|
 裝用於JT22CW型柴油機車的12-645E3型柴油機 | |
| 概覽 | |
| 製造商 | EMD |
| 生產時期 | 1965年—1983年 |
| 後繼產品 | EMD710系列 |
| 技術資料 | |
| 衝程數 | 二行程 |
| 缸數及排列 | 8、12、16、20氣缸， V形排列，45°夾角 |
| 排氣量 | 單缸645立方英寸（10570立方厘米） |
| 氣缸內徑 | 9-1/16英寸（230.2毫米） |
| 活塞衝程 | 10英寸（254毫米） |
| 氣缸本體 | 普通碳素鋼 |
| 機械增壓器 | 羅茨鼓風機 |
| 渦輪增壓器 | 單級渦輪增壓、離合器驅動 |
| 燃料系統 | 直接噴射 |
| 燃料類型 | 柴油 |
| 冷卻系統 | 水冷式 |
| 性能參數 | |
| 輸出功率 | 750馬力～4,200馬力 |
發展歷史
EMD645系列柴油機是在EMD567系列柴油機的基礎上發展起來的。1938年，當時的通用汽車電氣動力分部（EMD公司的前身）研發出一款新的二行程柴油機，選用45°夾角的V形氣缸形式，氣缸直徑為8.5英寸（216毫米），活塞行程為10英寸（254毫米），單缸排量為567立方英寸（9291立方厘米），因而被命名為567系列柴油機。1950年代，隨著內燃機製造技術的進步以及對輸出功率的要求不斷提高，用於鐵路牽引動力的渦輪增壓技術應運而生，並且首先在四行程柴油機上得到成功應用和普及，使四行程柴油機的功率和燃油經濟性都得到了大幅度的提高。然而，二行程柴油機採用廢氣渦輪增壓卻遇到了困難，這是因為二行程柴油機在起動及低負荷時的廢氣能量很低，不足以推動增壓器當中的壓氣機。對於EMD公司來說，如果無法在567系列柴油機應用廢氣渦輪增壓，這種二行程柴油機勢必難以與其他公司的四行程柴油機競爭；此時EMD公司已經形成龐大的二行程柴油機生產能力，如果要重新發展四行程柴油機則意味著放棄現有的生產線，所造成的損失是EMD公司難以承受的。
結果，EMD公司設計了一種機械驅動裝置來解決這個難題。當排氣能量和發動機負荷處於較低水平時，曲軸通過一套由超速離合器驅動的剛性齒輪來驅動壓氣機；當柴油機負荷加大時廢氣能量也相應增加，一旦廢氣能量超過齒輪傳遞的能量，超速離合器自動脫離，渦輪增壓器直接由廢氣驅動。第一款採用廢氣渦輪增壓的567D3型柴油機於1958年投入生產，16缸機型的功率大幅提升至2250馬力，首先被裝用於SD24、GP30型柴油機車。至1963年，又發展出2500馬力的16-567D3A型柴油機，使EMD公司終於擁有可以與奇異公司FDL16型柴油機相比的柴油機產品，這也是567系列柴油機之中功率最大的型號，GP35、SD35型柴油機車均採用該型柴油機。
當567系列柴油機發展到應用渦輪增壓器這個階段，在不改變基本結構的條件下再要大幅度提高功率就很困難了。因此EMD公司在567系列柴油機的基礎上，將氣缸直徑加大到9-1/16英寸（230.2毫米），活塞行程仍為10英寸（254毫米），單缸排量增加到645立方英寸（10570立方厘米），設計出新一代的EMD645系列柴油機。645系列柴油機於1966年正式投產後，567系列柴油機亦同時停產。645系列柴油機有8、12、16、20氣缸等幾種功率等級，增壓裝置亦可選擇機械增壓（羅茨鼓風機）或渦輪增壓。
技術特點
EMD645系列柴油機的機體除主軸承座部分採用鍛鋼外，其餘都是普通碳素鋼板組焊結構。與567系列柴油機的機體相比，645系列柴油機擁有容積更大的空氣進氣箱，可以減少進氣的脈動和保證多缸均勻供氣；機體上部的V型夾角中沒有水冷式通道，可以減輕機體的熱應力及其引起的變形。曲軸採用普通碳素鋼鍛造而成，軸頸經過感應加熱淬火處理，主軸頸直徑為190毫米，連杆頸為165毫米。活塞外套採用合金鑄鐵材料，並採用可以自由轉動的浮動結構，使活塞得到均勻分布的熱負荷和磨損，活塞由噴嘴噴射到活塞冷卻腔的機油進行振盪冷卻，活塞壽命可達25000小時。帶有水套的氣缸套由合金鑄鐵製成。645系列柴油機採用將高壓油泵和噴油嘴合成一體的單元式噴油器。645系列和567系列柴油機一樣，採用機械增壓與廢氣渦輪增壓相結合的方式，巧妙地解決了二行程柴油機的增壓問題。當柴油機處於低負荷且排氣能量很低時，由柴油機曲軸通過齒輪帶動機械增壓器，當柴油機負荷高時由吸氣驅動渦輪轉動。這種設計既可以改善柴油機在低負荷時加速度和燃燒品質，高負荷時又能充分發揮渦輪增壓的優勢。
參見
參考文獻
外部連結
- （英文）EMD's Model 645 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- （英文）History of the EMD 645 and 710