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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型柴油機車是美國通用汽車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GP60、SD60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、渦輪增壓的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和曲軸箱、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、氣缸蓋至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矽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. 
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