GP50型柴油機車
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]。
| 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 |
| 牽引馬達 | 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） |
| 制軔方式 | 氣軔、電阻制軔 |
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公司著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型牽引馬達和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，可使機車粘著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》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著審慎態度。除此之外，GP50、SD50型柴油機車的可靠性方面亦存在著很多問題，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奇異公司[2]。就在1980年代初美國鐵路機車市場蕭條的這段時間內，奇異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公司宣布推出以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、芝加哥和西北鐵路、聖塔菲鐵路、密蘇里太平洋鐵路[2]。
技術特點
總體布置
GP50型柴油機車是3500馬力的幹線貨運用四軸柴油機車，機車總體布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月頒布生效、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、雙側閘瓦制軔裝置。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次懸吊，可以改善機車運轉平穩性並減少維護，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、二行程、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、經過雷射表面強化處理的氣缸套、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型直流牽引馬達。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。四台牽引馬達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，而無需改變牽引馬達的聯接方式或進行磁場削弱。D87型牽引馬達是在以往的D77型牽引馬達基礎上強化而成的六極直流串勵馬達，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聚醯亞胺薄膜作為絕緣材料，主極線圈則使用矽橡膠絕緣。為了提高牽引馬達的換向性能和延長電刷壽命，將補償線圈匝數從D77型牽引馬達的14匝增加至17匝，主極線圈用銅量亦比D77型牽引馬達增加16%[3]。牽引馬達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，利用都卜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馬達的電流，使機車在各種運用條件下的粘著係數得到大幅提高。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
- Solomon, Brian. The American Diesel Locomotive. Osceola, WI, USA: MBI Publishing. 2000. ISBN 0760306664.
- Solomon, Brian. EMD Locomotives. St. Paul, MN, USA: Voyageur Press. 2006. ISBN 9780760323960.
- Solomon, Brian. North American Locomotives: A Railroad-by-Railroad Photohistory. Minneapolis, MN, USA: Voyageur Press. 2012. ISBN 9780760343708.
參考文獻
- ^ EMD GP50. American-Rails.com. [2018-10-25]. （原始內容存檔於2017-06-29）.
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 Solomon, Brian. EMD Locomotives. St. Paul, MN, USA: Voyageur Press. 2006: 130-138. ISBN 9780760323960.
- ^ 3.0 3.1 Max Ephraim, Jr. The GP - 50 Locomotive. ASME paper (ASME). 1980,. 80-RT-6: 1–7.
- ^ EMD 710. American-Rails.com. [2018-10-25]. （原始內容存檔於2017-10-06）.
- ^ 5.0 5.1 GP50 diesel locomotives. Railway Gazette International (London, UK: Railway Gazette Group): 513–514. ISSN 0373-5346.
