Motores: Daimler-Benz DB 601
A mediados de la década de los treinta, con la aparición del Daimler-Benz DB 600, la Alemania nazi tenía un motor relativamente potente, ligero y de tamaño adecuado (en lo referente al cubicaje total) para poder equipar a la punta de lanza de su renacida Luftwaffe.
Quiero hacer hincapié en lo de "tamaño adecuado", porque ya en esa época se tenía claro que el suministro de combustible de alto octanaje iba a ser un problema.Los motoristas alemanes estaban casi "limitados" a utilizar el combustible B4 de 87 octanos, ya que la previsión para poder usar gasolinas del orden de los 100 octanos era muy pesimista.Ese fue uno de los motivos principales por lo que los motores alemanes de la época fuesen algo mayores en cilindrada a sus homólogos de otros países que si pudieron disponer de gasolinas más refinadas.Al no poder optar a estas, y por tanto no poder aumentar la compresión en sus diseños, tuvieron que optar por motores algo mayores para potencias similares.
A su vez, una mayor cilindrada podía repercutir en un consumo mayor, lo que de nuevo era un problema, ya que se podía prever que no sólo el combustible de alto octanaje iba a ser escaso: era posible que cualquier tipo de combustible lo fuese.
Una de las formas en que se podía reducir el consumo de combustible era con la utilización de los nuevos sistemas de inyección en lugar de los carburadores.Por supuesto, estos sistemas ofrecían otras ventajas, pero la del ahorro de consumo es una de las que se suelen pasar por alto, cuando realmente era algo primordial para la planificación a largo plazo.Aunque el consumo individual de cada motor fuese una cantidad pequeña, miles de motores a lo largo de innumerables salidas diarias suponían un porcentaje bastante elevado.Y está claro que los que pensaron esto en la segunda mitad de la década de los treinta no estaban equivocados: como sabemos, la falta de combustible para aviación fue un mal que castigó a la Luftwaffe de forma severa durante la segunda parte de la Guerra.
Los diferentes sistemas de inyección se usaron casi desde el comienzo de la era del motor de combustión, pero en lo que nos atañe, fue a partir de finales de la década de los veinte cuando el DVL (Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt, algo así como Instituto de Investigación Alemán de la Aviación) le encargó a la empresa Bosch que comenzase a investigar más a fondo sobre este asunto, y para primeros de los treinta estaba claro que se conseguía reducir ligeramente el consumo y aumentar algo la potencia, siempre en relación a motores similares dotados de carburador.Las mejoras progresivas en estos sistemas llevaron al OKL a solicitar a los fabricantes de motores que los diseños futuros utilizasen la inyección de combustible.
Esto nos lleva de nuevo al DB 600, más bien a sus prototipos F4, porque fue uno de ellos, denominado F4E, el primero en montar la inyección, realizando su primer encendido en 1935, es decir, el desarrollo del nuevo DB 601 fue casi en paralelo con el DB 600, a sabiendas que el modelo de inyección tardaría más tiempo en estar disponible.Mientras se construiría el DB 600 de carburación, que serviría tanto para ir equipando a los modelos en producción como para ir puliendo distintos aspectos del diseño.No fue hasta noviembre de 1937 en que se empezó la producción en serie, bastante lenta en principio y que a duras penas podía satisfacer la demanda de estos motores, que iban destinados casi en exclusiva a los nuevos Messerschmitt Bf 109 de la serie E y a los bimotores Bf 110 de la serie C, aunque llegarían a montarse, en número más reducido, en algunos Heinkel He 111 de la serie P, en los Dornier Do 215 y más tarde en los desafortunados Messerschmitt Me 210.Por supuesto, también se montó en prototipos y series cortas de algunos modelos, como por ejemplo en el Heinkel He 100.Pero el grueso de la producción, que alcanzó los más de 19.000 ejemplares hasta el cese de su producción en 1943, estuvo destinado a los Bf 109 y Bf 110.
Las primeras versiones del DB 601 eran básicamente similares a su predecesor, con dos cambios sustanciales: uno, el ya comentado sistema de alimentación por inyección directa de combustible.Aparte de las ventajas de consumo y potencia, tenía otras: se eliminó el problema de congelación del combustible en los carburadores a grandes alturas, y se hizo inmune a los problemas de alimentación en maniobras de G negativas.Sobre este asunto hay que remarcar que, si bien el motor podía seguir funcionando, en lo referente a la alimentación, con el avión en invertido, tanto el diseño general del resto del motor como el del propio avión por descontado no lo estaban.La mayor ventaja que tenían los pilotos alemanes era que podían hacer picados muy bruscos, ya fuese directos o con medio tonel, y continuar acelerando, mientras que sus rivales con motores de carburación sufrían de fallos de alimentación si querían seguirlos (al menos en los primeros años, posteriormente se modificaron los carburadores para poder realizar estas maniobras).
La otra gran diferencia, incluso más importante, fue el nuevo sistema de convertidor de par hidráulico controlado barométricamente para el accionamiento del compresor mecánico, que ajustaba la velocidad de las aletas automáticamente según la altura, un sistema mucho más eficaz que el anterior de soplado fijo.
Gracias a un diseño ya de por si bastante acertado, sumado a estas mejoras, dieron como resultado un motor con un rendimiento más que aceptable.Las primeras versiones, 601 A-1 y 601Aa entregaban alrededor de los 1.100 Hp (más abajo dejaré una tabla de versiones y potencias), y equiparon a los cazas de Messerschmitt durante los primeros meses de la Guerra.
Antes incluso de la Batalla de Inglaterra, era evidente que había que seguir desarrollando el motor.Ya estaba en marcha una versión más avanzada, que en principio iba a equipar al nuevo Bf 109 de la serie F, pero tanto el motor como al avión aún les quedaban cierto tiempo para llegar a estar en servicio.Por ello, ante la necesidad de más potencia, se comenzó a construir una versión que pudiese utilizar las gasolinas C2 y C3 de casi 100 octanos.Esta versión, el DB 601N, introducía diferencias en la cabeza de los cilindros, y gracias a este combustible y al aumento de rpm del motor, llegaba a alcanzar los 1.270 Hp, y desde la segunda mitad de 1940 y primeros de 1941 era muy solicitada por todos los Gruppen de cazas, aunque su distribución fue algo escasa, porque incluso en esa época el combustible de 100 octanos también lo era.
No equipó a ningún modelo en exclusiva del Bf 109E, sino que fue repartido entre las diferentes versiones, que pasaron a llevar el sufijo -N para diferenciarlas (por ejemplo, Bf 109E-7N).
Pero como dije antes, eran relativamente escasos, ya que el combustible de 100 octanos no solía estar disponible.En un documento del Generalstab de la Luftwaffe del 1 de enero de 1941 se da un listado con la cantidad de aviones de primera línea que montaban los DB 601N: en total, estaban disponibles en esa fecha 112 Bf 109E en todas sus variantes y sólo 5 de los nuevos Bf 109F de preserie; 153 Bf 110 de las variantes -C, -D y -E, más un puñado de antiguos Heinkel He 111P y Dornier Do 215.
La solución para aumentar la potencia tenía que hacerse sin usar gasolinas de alto octanaje, y como ya comentamos, hacía un tiempo que se trabajaba en esa dirección en el modelo definitivo del DB 601, la variante -E.Por orden de nomenclatura debería de haber sido anterior al -N, pero este fue una versión interina de potencia más elevada usando el combustible C3 hasta que pudo entrar en servicio esta nueva versión, que volvía a la gasolina B4 de 87 octanos.Otra forma de aumentar un poco la potencia era subiendo el límite de la rpm.Los primeros modelos -A1 y Aa estaban en unas 2.400-2.500 rpm; en el -N se llegó a las 2.600, y en el -E se alcanzaban las 2.700 rpm.Para ello, el motor sufrió algunos cambios en los rodamientos del cigüeñal (y algunos otros cambios, como un mayor grado de superposición de las válvulas, del que hablaremos más en el siguiente capítulo), pero el más importante fue el de utilizar un sistema de refrigeración presurizado, que retrasaba el punto de ebullición de la mezcla del líquido refrigerante y permitía subir la temperatura de funcionamiento del motor, y por lo tanto las revoluciones.
Con una potencia máxima de 1.350 Hp, esta versión, aunque equipó a algunos de los últimos ejemplares de los E-7, fue a parar casi en exclusiva al nuevo Bf 109F en casi todas sus versiones, lo que hizo de esta versión aligerada una de las favoritas de los experten de la Luftwaffe.
Las últimas variantes de los DB 601 comenzaron a usar también los "aumentadores de potencia", que serían ampliamente utilizados en los siguientes años en versiones más avanzadas de los motores de la Daimler-Benz.El primero en usarse fue, posiblemente, en los Bf 109E-7/Z, y se trataba de la inyección de óxido nitroso GM-1, coloquialmente conocida como "Ha-Ha", y que aumentaba la potencia del motor en alta cota.Por supuesto tenía sus inconvenientes: elevaba el peso general del modelo y por tanto disminuía su actuación en cotas donde no se utilizara, por que estaba restringido a misiones exclusivamente de alta cota, además de reducir la vida útil del motor.
El DB 601 fue también exportado a los aliados alemanes del Eje.En Japón, los motores refrigerdos por líquido apenas estaban presentes en su arsenal, pero en 1938 tanto la Aichi como la Kawasaki, dos de las compañías más influenciadas por los diseños alemanes, recibieron las licencias de construcción del motor, que se conoció respectivamente como Aichi Atsuta y como Kawasaki Ha-40.Ambos modelos se utilizaron en varios proyectos, pero los modelos más importantes en recibirlos fueron el Yokosuka D4Y1 y -2 en el caso de los Atsuta, y el Kawasaki Ki-61, en todas sus variantes, en el caso del Ha-40.Los japoneses, acuciados por la falta de buenas materias primas y con una industria saturada y carente en muchas ocasiones de mano de obra cualificada, tuvieron graves problemas en la construcción de estos motores, sobre todo con la calidad de los ajustes de los rodamientos del cigüeñal.Una misma tirada de motores que salían de fábrica podían estar en perfectas condiciones o ser casi inservibles, por lo que los pilotos nunca tenían seguridad de como responderían sus aviones.Más avanzado el conflicto, ambos motores fueron descartados, y tanto el D4Y como el Ki-61 pasaron a montar motores radiales.
El otro país que los recibió fue, por supuesto, Italia, que ansiaba poder disponer de un motor de potencia y fiabilidad adecuadas.En su caso fue Alfa Romeo la que recibió la licencia, y tras tener también serios problemas para poder adaptarlo a sus necesidades industriales, tanto para los materiales, procesos de construcción y abastecimiento de componentes auxiliares, comenzó a fabricarse en serie a mediados de 1940 como el Alfa Romeo R.A.1000 RC-41-1 Monsoni, aunque no fue hasta mediados del año siguiente que hubo la cantidad necesaria para poder equipar a los Macchi MC.202 Folgore, su principal usuario, y con el que los italianos consiguieron por fin, al menos durante un corto tiempo y allí donde pudo actuar en un número adecuado, un caza tan bueno como cualquier rival al que se encontrase.
El avance de la Guerra trajo la necesidad de motores cada vez más potentes.El DB 601 estaba ya por entonces prácticamente al límite de lo que su diseño original podía ofrecer.Para aumentar más la potencia sería necesario un mayor rediseño, empezando por aumentar, aunque fuese ligeramente, la clindrada, así como otros cambios generales.El resultado sería el nuevo DB 605, del que hablaremos en el siguiente capítulo.
Principales variantes:
-DB 601A-1: 1.100 Hp a nivel del mar; 1.020 Hp a 4.500 metros; 2.400 rpm máximo; combustible B4.
-DB 601Aa: 1.175 Hp a nivel del mar; 1.100 Hp a 3.700 metros; 2.500 rpm máximo; combustible B4.
-DB 601N: 1.175 Hp a nivel del mar; 1.270 Hp a 2.100 metros; 2.600 rpm máximo; combustible C3.
-DB 601E: 1.350 Hp a nivel del mar; 1.320 Hp a 4.800 metros; 2.700 rpm máximo; combustible B4.
-Las variantes B-1, Ba, P y las F/G fueron versiones respectivas de los A-1, Aa, N y E, para su instalación en aparatos bimotores (Bf 110, Me 210, Do 215, He 111) con diferentes relaciones de reductores para las hélices.
Características principales (DB 601Aa):
-Tipo: lineal de 12 cilindros en V invertida a 60º refrigerado por líquido (agua-etilenglicol).
Cuatro válvulas por cilindro, las de escape rellenas de sodio para refrigeración, accionadas por un sólo árbol de levas en cabeza por bancada.
Compresor centrífugo mecánico con accionamiento mediante convertidor de par hidráulico controlado barométricamente.
Alimentación por inyección directa de combustible (bomba inyectora Bosch PZ-12-HM 100/11; inyectores Bosch PZ-2029A).Gasolina B4 de 87 octanos.
Motor de arranque eléctrico Bosch AL-SGC 24 R2; doble bujía por cilindro Bosch DW 225 ET 4/ET 8, magneto doble Bosch ZM 12 BR 4
Cárter seco con bomba una bomba de presión y dos de barrido.
-Diámetro-carrera: 150 mm x 160 mm
-Cubicaje: 33,93 litros
-Pesos: 590 kg vacío; 705 kg equipado
-Dimensiones: longitud 1.722 mm; altura 1.027 mm; ancho 739 mm
-Relación de compresión: 6,9 : 1
Fuentes:
-http://les-avions-de-legende.e-monsite.com/pages/les-moteurs/le-daimler-benz-db600.html
-https://aviationshoppe.com/daimler-benz-db-601-engine-p-221.html
-http://www.aviation-history.com/engines/db605.htm
-https://en.wikipedia.org/wiki/Daimler-Benz_DB_601
-https://web.archive.org/web/20110615180008/http://www.enginehistory.org/German/daimler-benz.shtml
-https://translate.google.es/translate?hl=es&sl=fr&u=http://super-soupape.com/daimler_benz_db_600.php&prev=search
-https://www.wikiwand.com/en/Daimler-Benz_DB_600_series
-http://kurfurst.org/#engines
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