Instalaciónes del motor diésel M.A.N. y G.W.

La instalación del motor diésel para algunos sumergibles Tipo VII C,  consiste en 2 motores G.W. ó M.A.N.  con maquinaria auxiliar asociada. Los motores son de acción simple, de cuatro tiempos, con inyección  de combustible pulverizado y sobrealimentación. Ambos tipos de motores son reversibles.


M.A.N. datos generales y cifras de rendimiento

Tipo M.A.N. - Marine Motor Diesel, Tipo M6V40/46 con inducción forzada por compresor Buchi.

  • Potencia nominal a plena carga: 1400 SHP.
  • Sobrecarga: 1500 SHP.
  • Carga máxima: 1600 SHP.
  • Velocidad de rotación: 470/480/490 R.P.M.
  • Consumo de combustible: 231 kg / hora (a plena carga)
  • Cilindros: 6
  • Supercharger velocidad: 9400 a 10900 R.P.M.
  • Diámetro del cilindro: 400 mm.
  • Carrera del pistón: 460 mm.
  • Desplazamiento del pistón: 6 x 57,8 litros.
  • Longitud total: 5630 mm.
  • Altura total: 2810 mm.
  • Ancho tota:l 1400 mm.

G.W. datos generales y cifras de rendimiento

Tipo G.W. Germaniawerft Marine Diesel, modelo e.V. 40/46 con la inducción forzada por ventilador tipo Roots.

  • Potencia a plena carga: 1400 SHP
  • Sobrecarga: 1500 SHP
  • Carga máxima: 1600 SHP
  • 470/480/490 Velocidad R.P.M.
  • Consumo de combustible: 254 kg / hora (a plena carga)
  • Cilindros: 6
  • Diámetro del cilindro: 400 mm.
  • Carrera: 460 mm.
  • Desplazamiento: 6 x 57,8 litros.
  • Longitud total: 5600 mm.
  • Altura total: 2895 mm.
  • Ancho total: 1525 mm.

 


Comparación entre motores M.A.N. y G.W.
  M.A.N.

Krupp (G.W.)

Número de cilindros 6 6
Cilindrada 57.8. litros 57.8. litros
Velocidad del émbolo 7,2 metros / segundo 7,2 metros / segundo
Eficiencia 82,5 82,5
Velocidad 470 RPM 470 RPM
Velocidad de compresor 10.900 RPM 10.900 RPM
Potencia/rendimiento 1400 SHP 1400 SHP
Carrera 460 mm 460 mm
Diámetro del cilindro 400 mm 400 mm
Largo (motor entero) 5630 mm 5600 mm
Ancho (motor entero) 1400 mm 1400 mm
Altura 2810 mm 2895 mm
Peso del motor 38,476 toneladas 43,440 toneladas
Relación peso potencia 13,75 kg / SHP 15,5 kg / SHP
Consumo de Fuel oil (+) 0.165 kg / SHP 0,182 kg / SHP
Compresor Buchi gas de escape de la turbina B.B.C. Cargador tipo Roots G.W.
Regulación de Fuel oil Por ajuste de caudal Mediante ajuste del borde biselado

En esta imagen, observamos perfectamente la abertura efectuada en el casco resistente, para poder introducir los motores diésel.
Procedente de la torreta, se observa el troncal de admisión de aire.


Maquinaria asociada a los motores M.A.N.


Turbocompresores

El turbocompresor es un  tipo Büchi de la B.B.C. de Mannheim. Los incrementos del soplado de barrido de la cámara de combustión, después de la carrera de potencia, enfrian la superficie del pistón, la culata y las válvulas de escape, y facilitan el llenado de los cilindros, con un mayor volumen de aire para el ciclo de potencia.

El aire de admisión es suministrada por turbo-ventilador, cuyo accionamiento tiene lugar a través de una turbina impulsada por los gases de escape del motor.

Las turbinas de gases de escape y soplantes de admisión, están montados en un conjunto, en el lado del embrague del motor, y sobre él y los colectores de admisión y escape asociados en un lado que, una vez montados en la sala diésel, los motores quedan situados hacia los costados del sumergible.


Motor MAN M6v40/46. En la parte superior izquierda se encuentra el turbo compresor y en la parte inferior derecha vemos el compresor.

Bombas

Bomba de agua de refrigeración

El agua de refrigeración para la refrigeración del lubricante del motor, enfriador de aceite, las camisas de los cilindros, culatas de cilindro, las válvulas de escape y colectores de escape es alimentado por una bomba de doble pistón. El accionamiento de la bomba se lleva a cabo a través de una transmisión, que a su vez es impulsado por la rueda de engranaje de transmisión del cigüeñal (relación 2:1).

Bomba de aceite lubricante

Todo el motor, así como todas las superficies de contacto importantes, son lubricados por aceite a presión. El aceite lubricante, es distribuido por una bomba de engranajes, que se encuentra sobre la bomba de agua de refrigeración. La bomba de aceite, es accionada por la rueda de engranaje, de la unidad de la bomba de agua de refrigeración. La presión del aceite lubricante, es controlado por medio de una válvula de control de presión, en la estación de control de funcionamiento.

Bomba de alimentación de combustible

La bomba de alimentación combustible,  es una bomba de engranajes y está situada en el lado del embrague del motor. Es impulsada desde el árbol de levas. La bomba alimenta el combustible en las bombas de inyección de combustible individuales, asociado con cada cilindro.

Bomba de inyección de combustible

Cada cilindro tiene su propia bomba de inyección de combustible asociada. El émbolo de la bomba, es impulsado por levas en el árbol de levas. La regulación de la cantidad de aceite combustible, en función de la carga, se produce a través de una válvula de seguridad, que permite que parte del flujo de combustible a presión retorne al colector de succión.
Sistema de gobierno hidráulico de la bomba de inyección.
El aceite necesario para el ajuste automático de las bombas de inyección de combustible líquido, se toma de la línea de aceite lubricante y se suministra al gobierno hidráulico por una pequeña bomba de engranajes especial. Esta bomba se conecta directamente al gobernador hidráulico, y está impulsada por este gobernador.

Bomba de aceite del turbocompresor

Esta bomba, es responsable de la lubricación de los cojinetes del compresor. Se trata de una bomba de engranaje accionado, y está montada en la brida de entrada de la turbina . El eje de accionamiento, está acoplado con el eje de la turbina, y acciona los engranajes de la bomba a través de un engranaje de tornillo. La bomba de aceite de la turbina, aspira el aceite a partir de su propio tanque, y lo fuerza por un eje helicoidal hueco, taladrado en oposición a los cojinetes del eje de la turbina. El aceite que sale de los cojinetes, fluye de vuelta al tanque.

Bomba auxiliar de agua de refrigeración

En caso de un fallo de las bombas de refrigeración conectadas a los motores, se arranca una bomba centrífuga accionada eléctricamente, que actúa como bomba auxiliar de agua de refrigeración, y se encuentra situada en la sala de motores diésel. El rendimiento de la bomba, es de 48 m³ / hora a una altura de descarga de 30 metros. La carcasa de la bomba, está conectada directamente con su motor de accionamiento.

Bomba manual de refrigeración de agua

La bomba de agua accionada a mano, está diseñada como una bomba de pistón de doble efecto. Se extrae el agua del mar y lo descarga al colector de control de agua de refrigeración.

Bomba auxiliar de aceite lubricante

La bomba auxiliar de aceite lubricante, sirve para la lubricación de los motores antes de la puesta en marcha, y respalda o sustituye a las bombas de aceite del motor conectadas en caso de avería. La bomba auxiliar, es una bomba de tornillo accionada eléctricamente y dispuesta verticalmente, que suministra 38 m³  de aceite/ hora  . La bomba de aceite lubricante auxiliar, puede ser usada también, si es necesario, para la distribución de aceite combustible.

Bomba manual de aceite lubricante

La bomba manual de aceite lubricante, se utiliza para rellenar los tanques colectores de  aceite lubricante, para la lubricación de los motores antes de la puesta en marcha, y en caso de fallos se utiliza como una bomba de aceite lubricante auxiliar. Se construye como una bomba de pistón de doble efecto. Su rendimiento es de 4,3 m³ / hora.


Reguladores, filtros, enfriador de aceite lubricante, botellas de aire de arranque de aire (M.A.N.).

Regulador de velocidad

Con el fin de evitar que el motor alcance un exceso de velocidad, a causa de una reducción repentina de la carga, se proporciona un regulador automático, que disminuye el suministro de combustible para así evitar que se exceda la velocidad máxima permitida del motor. El regulador no actúa directamente sobre el árbol de ajuste, pero acciona la válvula piloto del regulador hidráulico.

Regulador hidráulico

El gobernador hidráulico, amplifica y transfiere la salida del regulador centrífugo para el mecanismo de control de las bombas de combustible líquido. La transferencia y la amplificación se realiza por medio de aceite lubricante, que se suministra al regulador bajo una presión de 6-8 kg / cm ², por una pequeña bomba de engranajes acoplados. El regulador centrífugo acciona la válvula piloto, que permite el flujo del combustible.
El control de las bombas de inyección de combustible líquido, está por lo tanto movido por un pistón desplazado por el aceite a presión. El motor recibe, respectivamente, más o menos combustible moviéndose por efecto de las interrupciones de la válvula piloto, causada por la trayectoria del aceite, y entonces el proceso de regulación de velocidad se completa.

Filtros

La purificación del aceite combustible, se realiza por medio de filtros de disco CE, y para la purificación de aceite lubricante se utiliza un filtro de disco CE - 2-etapas. Los filtros de combustible y los filtros de aceite lubricante, puede limpiarse mientras la instalación se encuentra en servicio.

Enfriador de aceite lubricante

El aceite calentado por las superficies de fricción, es enfriado en enfriadores de aceite lubricante. Los refrigeradores se construyen como enfriadores de tubo. El agua de mar fluye a través de los tubos combinados en un paquete, mientras que el aceite fluye alrededor del radiador. La instalación de refrigeración, está diseñado de manera que los refrigeradores o enfriadores pueden ser anulados, alternando la circulación de aceite por medio de un by-pass.

Botellas de aire de arranque

El arranque de los motores se inicia por aire a una presión de 30 atm. El engranaje de marcha atrás también es operado por el mismo aire comprimido. Cada motor tiene asociado un tanque de 125 litros de aire. La presión de funcionamiento de la botella de aire de arranque es de 75 atm. Está equipado con una válvula deseguridad, una válvula de retención, una válvula de drenaje y una válvula de presión manométrica.



Esquema del motor M.A.N. M6V40/46

Maquinaria asociada a los motores G.W.

Turbocompresores

Con el fin de tener un mayor suministro de aire disponible, se montaba en el lado del embrague del motor un turbocompresor tipo Roots. El turbo es impulsado por el cigüeñal del motor por medio de ruedas dentadas. El ventilador es accionado por medio de un acoplamiento de resorte-envolvente, que impide que las vibraciones de torsión y que absorbe la distorsión del movimiento de rotación.
El embrague del compresor, es de un tipo de doble cono que puede conectarse y desconectarse desde la estación de operación y solamente, mientras la unidad funcione en marcha avante, y sólo cuando el motor está funcionando a la velocidad máxima de servicio. Con el fin de preservar el revestimiento de fricción, la velocidad de funcionamiento se reduce, si es posible, cuando se embraga el compresor.


Motores GW instalados en el U995. En primer plano (a izquierda y derecha) tenemos los turbocompresores.

Bombas

Bomba de agua de refrigeración

El agua de refrigeración para enfriar el refrigerador de aceite del motor, cuerpos de cilindro, de culata y del escape, es alimentado por una bomba de pistón doble, que está en la parte delantera del motor. El accionamiento de la bomba, se lleva a cabo a través de una transmisión, que a su vez es impulsada por la rueda de engranaje de transmisión del cigüeñal. Una válvula de seguridad, situada en el lado de descarga de la bomba, se abre automáticamente cuando las válvulas de salida están cerradas.

Bomba de aceite lubricante

Todo el motor, así como todas las superficies de contacto importantes, son lubricados por el aceite lubricante alimentado desde la línea de presión de aceite, a la presión apropiada, esto es reducida. La bomba de aceite lubricante es impulsada por la rueda de engranaje de la unidad de la bomba de agua de refrigeración. Se trata de una bomba de engranajes, y funciona en ambos sentidos de giro. El ajuste de la presión del aceite, tiene lugar a través de una válvula de control de presión, situada en la estación de control de funcionamiento.

Bomba de alimentación de combustible

El combustible, es suministrado por una bomba de alimentación especial, situada sobre el árbol de levas, y desde el depósito de gravedad de combustible a las bombas de inyección de combustible líquido. Se trata de una bomba de engranajes y funciona en ambos sentidos de giro.

Bomba auxiliar de agua de refrigeración

Para la refrigeración de los motores, en caso de fallo de la bomba de agua de refrigeración acoplada a ellos, se acciona una bomba centrífuga accionada eléctricamente, que se encuentra situada en la sala de motores diésel, y actúa como una bomba de agua de refrigeración auxiliar. El rendimiento de la bomba es de 48 m³ de agua / hora. Esta bomba está conectada directamente con el motor de accionamiento asociado.

Bomba manual de refrigeración de agua

La bomba de agua, accionada a mano, está diseñada como una bomba de pistón de doble efecto. Se extrae el agua del mar y lo descarga al colector de control de agua de refrigeración.

Bomba auxiliar  de aceite lubricante

La bomba auxiliar de aceite lubricante, sirve para la lubricación de los motores antes de la puesta en marcha, y respalda a las bombas de aceite del motor conectadas en caso de avería. La bomba es una bomba de tornillo accionada eléctricamente, dispuesta verticalmente,  que suministra 38 m³  de aceite/ hora. La bomba de aceite lubricante auxiliar, puede ser usada también si es necesario, para la distribución de aceite combustible.

Bomba manual de aceite lubricante

La bomba manual de aceite lubricante, se utiliza para rellenar los tanques colectores de aceite lubricante, para la lubricación de los motores, antes de la puesta en marcha, y en caso de fallos se utiliza como una bomba de aceite lubricante auxiliar. Se construye como una bomba de pistón de doble efecto. Su rendimiento es de 4,3 m³ / hora.


Planta, alzado y perfil de un motor F46a6p de la casa Krupp-Germaniawerft.

Reguladores, filtros, enfriador de aceite, botellas de aire de arranque y sistema purificador de aceite

Regulador


Un regulador del tipo centrífugo se utiliza como regulador. Está montado en el lado del embrague del motor y es accionado por un engranaje loco de la unidad del eje de levas. El regulador evita  que se sobrepase la velocidad máxima admisible del motor en más de un 10 por ciento. Si la velocidad máxima del motor es superior a la permitida, el regulador impulsa la palanca de control hacia la posición cero.

Tan pronto como disminuye el número de revoluciones, el regulador vuelve a su posición anterior y el varillaje de control lleva la palanca de combustible de nuevo a la posición de funcionamiento por medio de un resorte.


Combustible y filtro de aceite lubricante

La purificación del combustible, se realiza por medio de un sistema de filtros de disco CE. Para proteger estos filtros contra suciedad más gruesa o espesa en el combustible, se inserta,  en la línea y antes del tanque de combustible de gravedad, un tamiz grueso.

Para la purificación de aceite lubricante, se utiliza para cada motor un disco de filtro CE. El aceite lubricante de los cojinetes, así como aceite para las embragues y el regulador hidráulico, es filtrado por estos filtros tras la ramificación del enfriador de aceite.


Botellas de aire de arranque

El arranque y el cambio de marcha de los motores, se realiza por medio de aire comprimido a 30 atm. El aire comprimido se almacena en botellas de arranque, con una capacidad de 200 litros cada una, conectados entre sí por medio del distribuidor de alta presión (alta presión de aire de banco 1 - colector de alta presión) a través de la válvula de reducción.
La válvula reductora de presión funciona automáticamente, y mantiene la presión en los cilindros de aire de arranque a 30 atm. Los depósitos tienen válvulas de seguridad, reguladas a 30 atmósferas, así como las necesarias válvulas de conexión, válvulas de drenaje y la válvula de control con indicador de presión.


Sistema purificador de aceite lubricante

Un purificador de accionamiento eléctrico, con una capacidad de 250 litros / hora, se sitúa en la sala de motores diésel para la purificación de aceite lubricante sucio. El purificador está equipado con un pre-calentador eléctrico de aceite  y un pre-calentador de agua caliente. Directamente acoplado con el eje de transmisión están las bombas de alimentación de aceite limpio y sucio.

Estas dos bombas orientadas se encuentran dispuestas una después de la otra. La bomba de aceite sucio aspira el aceite contaminado de los tanques de recogida de aceite lubricante, y lo pasa sobre el pre-calentador de aceite por el purificador de aceite lubricante. El aceite limpio es bombeado por la bomba de aceite limpio.

El agua residual del proceso de purificación de aceite, drena hacia la sentina. Se utiliza también un pre-calentador de agua caliente  para una mejor limpieza de aceite lubricante de motor.


Nota de U-Historia:
Os recomendamos consultar el artículo técnico "Motores diésel en los uboote (1931 – 1945)" para ampliar esta sección.

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