Informe redactado en Diciembre de 1943 por el Departamento de Investigación de la Luftwaffe donde se evalúan los defectos del motor Maybach HL 230 constatados por el comité de investigación,
las medidas tomadas por la empresa Maybach para solucionarlos así como una valoración sobre la posible participación de este departamento en el proyecto.
Notas:
- Este informe había sido solicitado a la Luftwaffe por el ministro Speer el 30 de Noviembre de 1943. Debe de tenerse en cuenta que el desarrollo de motores aeronaúticos y el de motores para vehículos acorazados eran totalmente independientes, no existiendo ni en la teoría ni en la práctica ningún tipo de colaboración ó intercambio de conocimientos entre ambos sectores.
- Como se desprende de este informe a finales de 1943 los defectos reclamados no eran de gran envergadura y en algunos casos eran infundidos. El esperanzador y positivo resultado de esta evaluación condujo finalmente a cancelar los preparativos para incorporar en el Panther el motor diesel MB 507 de la empresa Daimler-Benz, que sin lugar a dudas se hubiera llevado a cabo de no lograr mejorar la fiabilidad y vida útil del motor HL 230.
- Tras las medidas tomadas por Maybach a partir de comienzos de 1944 y como constatan diferentes informes (05.03.1944, 22.04.1944) la fiabilidad y vida útil del motor HL 230 aumentó notablemente, logrando igualar en la práctica la del motor HL 120.
Berlín, 15.12.1943
Forschungsführung des RdL und ObdL
Prof.Dr.-Ing. F. Seewald
Atendiendo a la petición que me fué realizada en su presencia por el ministro del Reich Speer de comprobar lo que sucede con el motor de carro de combate Maybach HL 230 he encargado la realización de una evaluación de la actual situación a los expertos adecuados. El resultado puede leerse en el informe adjunto. De este informe se desprende que Maybach Motorenbau GmbH vá por el buen camino para corregir los problemas existentes. En mi opinión no se trata de problemas fundamentales. Al contrario, el motor dá una excelente impresión y aparentemente los problemas comunicados no son otros que los que deben de esperarse en un nuevo modelo de motor que ha sido desarrollado y fabricado en série en un tan corto periódo de tiempo.
No se ha considerado necesaria la intervención de nuestros departamentos aeronaúticos pues las medidas tomadas por la empresa Maybach Motorenbau GmbH consideramos son las correctas.
Debido a que este encargo se realizó por su petición imagino que usted deseará entregarle la evaluación al ministro del Reich Speer personalmente, razón por la que adjunto un escrito introductorio para el ministro.
15.12.1943
Prof.Dr.-Ing. F. Seewald
Evaluación sobre el motor HL 230 de carros de combate pesados
El 30 de Noviembre de 1943 y a sugerencia del Generalfeldmarschall Milch el ministro del Reich Speer me encargó evaluar los problemas constatados en el modelo de motor anteriormente mencionado así como de estudiar en qué forma los investigadores aeronaúticos podrían apoyar la eliminación de los problemas de este motor.
Tras previo acuerdo telefónico con el señor Sauer del Ministerio de Armamento y Producción de Guerra encargué al Prof. Kamm en Stuttgart estudiar la situación técnica actual y posteriormente evaluar las conclusiones individuales de Maybach Motorenbau GmbH.
A continuación se listan los problemas conocidos y se incluye para cada uno de ellos una breve posición.
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Estanqueidad de la culata.
El anillo tórico situado alrededor del cilindro previsto para sellar los gases en la primera versión del motor era de aluminio. Este anillo en muchas ocasiones no era estanco y consecuentemente la entrada de agua provocaba graves averías en el motor.
Posición:
Maybach Motorenbau GmbH emplea actualmente un anillo de cobre para sellar los gases. Según Maybach la fiabilidad de esta junta ya ha sido comprobada. Debe de esperarse que si el grosor de la junta ha sido correctamente elegido ésta funcionará con éxito. -
Fisuras en los cilindros.
En algunos casos se han constatado fisuras en las camisas de los cilindros. Debido a que las piezas brutas de los cilindros se producen en base a fundición centrífuga de acero gris y las camisas son torneadas hasta un grosor de pared de 3,5 mm la creación de estas fisuras pueden producirse muy facilmente ya durante su manufacturación.
Según Maybach Motorenbau GmbH el subcomité ha propuesto reforzar la pared del cilindro a costa de su diámetro interior. La pérdida de potencia que esta medida traería consigo sería compensada con un mayor número de revoluciones.
Posición:
Debido a las inevitables irregularidades en el material de fundición un grosor de unicamente 3,5 mm supone un cierto riesgo. Aún y así debe de tenerse en cuenta que en todos los cilindros en los que el material de fundición dispone de las características adecuadas el grosor de la pared previsto es totalmente suficiente. Según Maybach estas fisuras no se han producido tras haber sido entregados los vehículos, los defectos en los cilindros son detectados durante su manufacturación ó bien durante la primera prueba de conducción. Por este motivo la fina pared supone unicamente un aumento de piezas defectuosas.
Un aumento del grosor de la pared a costa del diámetro interior del cilindro y el aumento del número de revoluciones necesário para compensar la pérdida de potencia supone sin lugar a dudas asumir un mayor riesgo que el actual. Lo mismo sucede si se sustituyeran las camisas de fundición por camisas de acero, que tendrían que ser pre-manufacturadas, pues entonces tendría que mezclarse un agente anticorrosivo en el agua, algo que no es necesario con acero gris de fundición. Por este motivo un aumento del grosor de la pared solamente debería de llevarse a cabo en el caso de que el número de piezas defectuosas alcanzára cotas intolerablemente altas.
Es posible que existan inquietudes sobre el fino grosor de las paredes de las camisas porque no es posible rectificar posteriormente las zonas defectuosas. Este hecho no puede considerarse como una desventaja pues en el diseño del motor desde un principio se ha considerado un fácil intercambio de las camisas y muy probablemente el intercambio de una camisa de cilindro defectuosa suponga menos trabajo que su reparación. -
Refrigeración del cilindro.
Para reforzar el bloque entre dos cilindros se ha previsto en él un nervio: en la zona más estrecha entre nervio y cilindro el espacio manufacturado es de 1,2 mm a lo largo de toda la longitud del cilindro y a través del cual tiene que fluir el líquido de refrigeración.
Según Maybach Motorenbau GmbH el subcomité es de la opinión que el ancho de la ranura es insuficiente como para permitir que el líquido de refrigeración fluya de un extremo al otro. Maybach en cambio considera que esta ranura es totalmente suficiente y destaca que hasta ahora no se han producido averías en pistones ó cilindros por causa de una insuficiente refrigeración.
Posición:
La posición de Maybach Motorenbau GmbH se considera legítima. La sección trasversal es absolutamente suficiente para las cantidades de agua de refrigeración necesarias. En motores de aviación de gran potencia se emplean ranuras todavía más estrechas con el objetivo de aumentar la velocidad de flujo y mejorar así la refrigeración. -
Cojinetes de biela.
Frecuentes averías en los cojinetes de biela, especialmente en el extremo delantero del cigüeñal, a pesar de que estos cojinetes funcionáran sin problemas anteriormente.
Posición:
Los motivos para una parte de estas averías tienen sin lugar a dudas que buscarse en la producción de las almohadillas del cojinete. Según Maybach Motorenbau GmbH despues de que, tras variar los los aditivos de plomo y fósforo, el material es producido en una perfecta calidad y despues de que mediante el tratamiento adecuado durante su moldeado las almohadillas sean producidas igualmente en una perfecta calidad, los cojinetes funcionan correctamente.
Se critica además el diferente grosor de 0,07 mm de los casquillos de soporte de las almohadillas del cojinete provocado por la desalineación excéntrica del casquillo y del revestimiento. Se reclama una desviación máxima de 0,008 mm.
No se considera fundamentada esta reclamación. Esta pequeña diferencia en el grosor de la almohadilla no puede en ningún caso influir en la seguridad operativa de los cojinetes. En interés de un corto periódo de manufacturación debería evitarse limitar en tal medida las tolerancias, especialmente porque la carga a la que están sometidos los cojinetes de biela principales y secundários en este motor son muy bajas (120 Kg/cm2 - 130 Kg/cm2).
Independientemente de los mencionados defectos en el método de moldeado, impredecibles vibraciones (que se tratan en los siguientes puntos) han contribuido de forma determinante en las descritas averías de los cojinetes y debe partirse de la premisa de que, una vez se hayan eliminado estas vibraciones, los cojinetes volverán a funcionar correctamente sin necesidad de aplicar medidas especiales. -
Oscilaciones de flexión.
Las llamativas averías en los cojinetes de biela en el extremo delantero del cigüeñal, que especialmente cuando el motor funciona al régimen máximo de revoluciones conduce a la total destrucción del cojinete en unos pocos minutos, se considera son provocadas por oscilaciones de flexión en el extremo del cigüeñal.
Esta suposición es muy probablemente correcta. El amortiguador de oscilaciones montado a este extremo del cigüeñal dispone de un desequilibrio de 800 - 1000 cmgr y el extremo del cigüeñal posee una frecuencia natural de 50 Hz, lo que explicaría la oscilación de 2 mm medida en el extremo del cigüeñal.
Como medida directa para la série Maybach Motorenbau GmbH ha reforzado el extremo del eje, ha eliminado el desequilibrio del amortiguador de oscilaciones y ha limitado las revoluciones del motor a 2500 con el objetivo de abandonar la zona de resonancia.
En motores de pruebas la incorporación de un cojinete adicional que soporta directamente el amortiguador de oscilaciones ha dado según Maybach buenos resultados. La incorporación de este cojinete adicional en la série está en marcha.
Posición:
La medidas tomadas son tecnicamente oportunas y ademas suficientes para solucionar las averías producidas hasta estos momentos. -
Biela.
A diferencia de la en el diseño de motores aeronaúticos generalmente empleada disposición del nervio en el cuerpo de la biela de forma paralela a su plano de oscilación, Maybach ha dispuesto el nervio de forma perpendicular al plano de oscilación.
Este diseño, que dispone de grandes ventajas en su manufacturación, no ha sido según Maybach probado con anterioridad y es criticado por el subcomité.
Posición:
No existe ningún motivo para pensar que esta forma de la biela pudiera provocar más dificultades que la otra, desplazada en 90 grados; además como indica Maybach Motorenbau GmbH estas bielas funcionan desde hace tiempo en este motor sin causar ningún problema. Por este motivo no debería considerarse la introducción de modificaciones en este componente. -
Disipación del calor.
Se considera el calor despedido a través del sistema de escape en comparación con el calor disipado por el líquido refrigerante como de demasiado alto y se entiende que esta es una de las desventajas fundamentales del HL 230.
Posición:
Esta reclamación no es tecnicamente justificable, pues se trata de una gran ventaja cuando en un motor la cantidad de calor que tiene que ser disipada por el radiador de agua es pequeña, pudiendo de esta forma mantener sus dimensiones lo más reducidas posible, mientras que a través del sistema de escape de gases pueden despedirse grandes cantidades de calor sin grandes dificultades.
Probablemente esta reclamación se deba a que las tripulaciones tienen que primero acostumbrarse a un motor de tan gran potencia. Mientras mayor es la potencia del motor mayores son las temperaturas. Otro motivo para esta reclamación puede tambien ser que los tubos de escape del carro de combate alcanzan muy elevadas temperaturas y se teme el peligro de incendio en el caso de que estos entrasen en contacto con gasolina.
Aún y así sería tecnicamente mucho más fácil cubrir los tubos de escape y refrigerarlos, reduciendo así la temperatura del vehículo y el peligro de incendio, que el aumentar la cantidad de calor disipada por el líquido de refrigeración. -
Lubricación.
Según indica Maybach el subcomité considera el abastecimiento de lubricante como de inseguro, especialmente porque ante la formación de espuma en el depósito no se puede asegurar el correcto control del nivél de aceite.
La creación de espuma se atribuye a la alta pérdida de presión en el radiador de aceite (6 ata). En una prueba provisional no ha podido constatarse una notable formación de espuma en el conducto de alimentación. Aún y así Maybach Motorenbau GmbH vá a esforzarse en conseguir un nuevo radiador de aceite con una menor velocidad de flujo.
Posición:
La espuma se crea cuando dentro del sistema de circulación las burbujas de gás que contiene el aceite se dilatan al pasar de una zona con mucha presión a otra zona con menor presión. Por este motivo para la formación de espuma es determinante la relación de las diferentes presiones en las distinas zonas del circuito de aceite.
En el caso concreto que nos ocupa este fenómeno no es posible pues el radiador de aceite se encuentra en el lado de presión de la bomba de alimentación y además según Maybach la presión medida detrás del cigüeñal es de 5 atm. Por lo tanto, a pesar de que el nivél total de presión es alto, la relajación del aceite en el cigüeñal es baja.
Si pudiera introducirse sin mayor esfuerzo un nuevo radiador de aceite con menor velocidad de flujo esta podría ser una medida conveniente, ahora bien, no debe esperarse de esta medida grandes ventajas técnicas para el motor. -
Curva de par del motor.
El motor posee desde su más bajo hasta el máximo régimen de revoluciones practicamente el mismo momento de fuerza. Esta característica - según indica Maybach Motorenbau GmbH - es considerada por el subcomité como una desventaja, considerando que por este motivo se precisa una caja de cambios de múltiples marchas.
Posición:
El practicamente constante par motor a bajo, medio y máximo régimen de revoluciones tiene que ser considerada como una ventaja muy especial de este motor pues en su empleo en la práctica este fenómeno tiene efectos muy positivos.
La función de una caja de cambios de múltiples marchas - independientemente de las características del par motor - es unicamente la de aumentar la capacidad de adaptación de la potencia del motor disponible a las exigencias de un terreno cuyas características pueden variar continuamente. Mientras mayor sea el momento de fuerza disponible en cualquier tipo de situación operativa mayores son las ventajas para las características de conducción del vehículo. Si lo que se pretende es reducir el número de marchas la mejor medida no es la elección de un motor cuyo momento de fuerza sea menor a mayor régimen de revoluciones sino más bien uno que desde un principio disponga de un mayor par motor, es decir, un motor de mayores dimensiones.
Recopilación:
Los defectos más graves aparecidos en el motor HL 230 parece ser han sido correctamente reconocidos por Maybach Motorenbau GmbH. Las contramedidas tomadas son muy oportunas y están en Maybach Motorenbau GmbH sin ningún lugar a dudas en buenas manos. La intervención de los departamentos de investigación aeronaúticos en cuestiones especiales en la actual situación no se considera necesaria. En el caso de aparecieran imprevisibles dificultades los departamentos de investigación aeronaúticos estarán a su disposición.