Mercedes D.III

El Mercedes D.III , o F1466 como se le conocía internamente, era un motor aeronáutico de seis cilindros en línea , SOHC, refrigerado por líquido, fabricado por Daimler y utilizado en una amplia variedad de aviones alemanes durante la Primera Guerra Mundial . ^{[ 1 ]} Las versiones iniciales se introdujeron en 1914 con 160 CV (118 kW) , pero una serie de cambios mejoraron esta potencia a 170 CV (125 kW) en 1917 y a 180 CV (132 kW) a mediados de 1918. Estos últimos modelos se utilizaron en casi todos los cazas alemanes de finales de la guerra, y su único competidor real, el BMW III , solo estaba disponible en cantidades muy limitadas. Comparado con los motores aliados a los que se enfrentaba, el D.III estaba generalmente desfasado.      

El D.III se basaba en el mismo patrón que el anterior Mercedes D.II , adaptado para alcanzar mayores potencias. Como la mayoría de los motores en línea de la época, utilizaba un gran cárter de aluminio como componente estructural principal, con cilindros separados de acero atornillados a él. En aquel entonces, no existía la tecnología para enroscar un cilindro roscado de acero en un cárter de aluminio. Las camisas de refrigeración cubrían los dos tercios superiores del cilindro, alimentando un radiador mediante conexiones en la parte posterior del motor. El único cambio de diseño evidente con respecto al anterior D.II era el uso de camisas de refrigeración independientes para cada cilindro, mientras que el D.III utilizaba una sola camisa para cada uno de los tres pares de cilindros adyacentes.

El D.III presentaba un árbol de levas en cabeza bastante prominente que accionaba las válvulas de admisión y escape, impulsadas por un eje que partía del cigüeñal en la parte trasera del motor. El encendido se realizaba mediante dos juegos de bujías , uno a cada lado de los cilindros, cada uno alimentado por un magneto independiente para mayor seguridad. Los cables de encendido estaban protegidos por tubos que recorrían ambos lados de los cilindros. El combustible se suministraba a los cilindros a través de tuberías en el lado izquierdo del motor, desde un carburador de doble cuerpo ubicado justo encima del cárter. Tanto el depósito de combustible como el de aceite se presurizaban mediante un compresor de aire accionado por el cigüeñal.

Durante este período, Daimler también utilizó los pistones del D.III para producir el Mercedes D.IV de ocho cilindros y 220 CV (162 kW) con reductora , pero no tuvo una gran acogida. El cigüeñal alargado del D.IV resultó propenso a romperse.  

El D.III original se introdujo en 1914. Si bien tuvo un uso generalizado en los primeros ejemplares de la serie C de biplanos de uso general de dos plazas, el D.III era demasiado grande para los diseños de cazas contemporáneos y no se utilizó en ese papel. En ese momento, los cazas generalmente estaban propulsados ​​por motores rotativos más ligeros con una potencia de salida de 60 kW (80 hp) a aproximadamente 82 kW (110 hp) , o por motores en línea refrigerados por agua en el rango de 75 kW (100 hp) a 89 kW (120 hp) , como el Mercedes D.II anterior . Para 1916, los nuevos diseños habían aumentado en tamaño y rendimiento, y el D.III se popularizó en los nuevos diseños. Para 1917, el D.III se utilizaba ampliamente en cazas, sobre todo en el famoso Albatros DI . La producción de esta versión prácticamente se redujo en mayo de 1917, y solo se siguieron entregando unas pocas unidades hasta octubre. Dado que las clasificaciones de potencia británicas son ligeramente diferentes (con 746 vatios = 1 hp) al estándar alemán PS o Pferdestärke de aproximadamente 735 vatios por caballo de fuerza PS, es probable que este motor hubiera tenido una clasificación ligeramente inferior según las cifras de potencia británicas. El consumo de combustible era de 53,4 L; 14,11 galones estadounidenses (11,75 galones imperiales ) por hora. ^{[ 2 ]} Su relación de compresión era de 4,5:1. ^{[ 3 ]}              

El desarrollo del diseño básico condujo al D.IIIa de 170 PS (125 kW) ligeramente modificado , que se incorporó a las líneas de producción en junio de 1917. El cambio principal fue modificar el perfil del pistón para que tuviera una cabeza plana en lugar de la anterior cóncava, aumentando así ligeramente la compresión máxima a 4,64:1. ^{[ 3 ]} Otros cambios fueron principalmente en detalles de diseño, en particular un cárter rediseñado y un nuevo carburador. Muchos de los accesorios también fueron rediseñados o reubicados en el motor. Este modelo se produjo solo brevemente, para su uso en el Albatros D.III , pero hay indicios de que posiblemente algunos de los primeros Fokker D.VII fabricados para Albatros (Alb.) también fueron equipados, pero probablemente se les mejoraron o reemplazaron los motores lo más rápido posible. Este motor ha sido mencionado en análisis británicos de posguerra como generador de 180 hp (134 kW; 182 PS) .     

Una mejora más "radical" fue el D.IIIaü de 180–200 CV (132–147 kW) , presentado a finales de 1917. El D.IIIaü era un perfeccionamiento estandarizado del diseño D.III y D.IIIa, y la designación ü nunca fue oficial. Este motor cambió los pistones de nuevo, esta vez a un perfil abovedado que aumentaba aún más la compresión máxima ; la ü era de "über", que significa "sobrecomprimido". Además, se añadió un nuevo carburador compensador de altitud, que mejoraba el rendimiento a mayores altitudes. Para apoyar las operaciones a estas altitudes, se utilizaba agua del radiador para calentar la entrada de aire y evitar la formación de hielo en el carburador. El modelo aü, que incluía bloques de motor D.III y D.IIIa mejorados, fue el motor de caza alemán más prolífico de 1918 y se incorporó a la mayoría de los diseños de cazas desde finales de 1917 en adelante. Esto incluía a la mayoría de los participantes en la Primera Competición de Cazas celebrada en Adlershof en enero de 1918, en particular el famoso Fokker D.VII . En la evaluación británica de posguerra, el D.IIIaü demostró una potencia de 200 hp (149 kW; 203 PS) según los estándares británicos.     

Una versión final que intentaba mantener la competitividad del bloque D.III fue el D.IIIav (o avü) de 200 CV (147 kW) , presentado a mediados de octubre de 1918. El av utilizaba pistones ligeramente más largos de aluminio (posiblemente una primicia para un motor de producción), lo que aumentaba aún más la compresión y, al mismo tiempo, permitía que se movieran más rápido debido a la reducción de peso. La velocidad máxima permitida del motor aumentó de 1400 rpm en los modelos anteriores a 1600 rpm en el av, lo que explica la mayor parte del aumento de potencia. No está claro si algún av llegó a utilizarse en servicio. El mayor uso de benceno en el combustible de aviación alemán pudo haber contribuido a esta última mejora de potencia, ya que su mayor octanaje se adaptaba mejor a la mayor relación de compresión.  

Diferencias externas entre modelos

Todos los motores de la serie D.III eran, en general, muy similares a otros modelos, con la excepción del perfil del pistón, los detalles del carburador y del tren de válvulas. Al parecer, existían mejoras disponibles para muchos de los motores, especialmente para las versiones III a IIIa y IIIaü. Resulta improbable que los primeros motores III alcanzaran el estándar IIIaü, ya que casi con toda seguridad se habrían desgastado con el uso.

Los cambios en el tren de válvulas afectaron la disposición de los balancines que accionaban las válvulas. Los primeros modelos tenían cajas de balancines cuadradas situadas directamente sobre los cilindros, con los balancines saliendo a través de ranuras verticales, una cortada en cada uno de los lados opuestos de las cajas, como se muestra a la izquierda. ^{[ 4 ]} El diseño anterior de balancines con ranura lateral también se había utilizado para los trenes de válvulas de los motores Mercedes DI y D.II. En versiones posteriores de los motores D.III, las cajas se reubicaron hacia atrás en la carcasa tubular del árbol de levas, y los ejes cilíndricos de los balancines, ahora fácilmente sellables, sobresalían hacia adelante a través de las superficies frontales de las cajas, accionando los balancines ahora completamente expuestos con los extremos de los ejes expuestos, como se muestra a la derecha. ^{[ 5 ]}

Se afirmó que la nueva configuración era intercambiable como un conjunto completo con el árbol de levas, las cajas de balancines, los balancines y los resortes de válvula, con el diseño anterior del sistema de transmisión de levas de "ranura lateral" del D.III; el sistema posterior parece haber influido en los diseñadores de motores de Packard y Hall-Scott para que adoptaran una característica de diseño de tren de válvulas de árbol de levas en cabeza con caja de balancines "sin ranuras" casi idéntica para el motor de aviación Liberty L-12 Allied V-12.

Resulta confuso que la "ü" no formara parte del nombre oficial. Esto genera varios problemas en diversas referencias, que a menudo confunden el IIIa con el IIIaü, catalogando al primero como un motor de 130 kW (180 hp) . Existen dos motores D.IV —según la nomenclatura de la clase de motores de aeronaves IdFlieg basada en la potencia—: uno de ocho cilindros en línea con pistones D.III de 140 mm de diámetro; y el posterior Mercedes D.IVa de seis cilindros con cilindros de 160 mm de diámetro, que era esencialmente independiente.    

La línea de motores D.III se vería eclipsada en rendimiento por el BMW IIIa de 185 CV (136 kW) y luego de 200 CV (147 kW) (los británicos lo calificaron en 230 CV (172 kW; 233 CV) ) en 1918; sin embargo, el pequeño número de BMW producidos aseguró que la serie Mercedes D.III sería el principal motor de caza alemán hasta el último mes o dos de la guerra y aún se vería en grandes cantidades incluso al final. Al final de la guerra, el D.IIIaü seguiría siendo el motor de caza alemán numéricamente predominante. Como resultado, los Fokker D.VII (aquellos no equipados con BMW IIIa) y los Pfalz D.XII tendrían un rendimiento limitado por el motor (en lugar de "limitado por la estructura del avión") y, aun así, seguirían siendo adversarios formidables para sus contrapartes aliadas. El motor D.IIIaü se consideraba el motor óptimo para los cazas Roland D.VI, Pfalz D.IIIa y Albatros D.Va, cuyos fuselajes pertenecían a una generación anterior, de diseño "totalmente de madera".       

Mercedes F1466

Designación de la empresa para el D.III

D.III

La versión de producción original se desarrolló directamente a partir del Mercedes D.II, con una potencia de 150-160 CV (110-118 kW).  

D.IIIa

Una versión mejorada del D.III, introducida en 1917, con una potencia nominal de 170 CV (125 kW).  

D.IIIaü

Designación no oficial (ü de über) para los motores D.IIIa con pistones abovedados, que funcionaban "sobrecomprimidos" (con una relación de compresión más alta). Estos motores no podían funcionar a máxima potencia a nivel del mar, ya que utilizaban un carburador autocompensador. 180–200 CV (132–147 kW)  

D.IIIav

Los motores D.IIIa con pistones abovedados fabricados en aleación de aluminio proporcionan una mayor relación de compresión, así como un mayor régimen de revoluciones por minuto y, por lo tanto, más potencia. 200 CV (147 kW) .  

D.IIIavü

designación no oficial alternativa para el D.IIIav

Datos de Jane's All the World's Aircraft 1919. ^{[ 6 ]}

Características generales

• Tipo: Motor de pistones en línea de 6 cilindros refrigerado por agua
• Diámetro interior : 140 mm (5,51 pulgadas)
• Carrera : 160 mm (6,30 pulgadas)
• Desplazamiento : 14,78 L (901,93 pulgadas cúbicas )
• Longitud: 1650  mm (64,96  pulgadas)
• Ancho: 490  mm (19,29  pulgadas)
• Altura: 1072  mm (42,20  pulgadas)
• Peso en seco : 310 kg (683 lb)

Componentes

• Tren de válvulas : SOHC, válvulas de admisión y escape simples accionadas por balancines.
• Sistema de combustible: Carburadores dobles Mercedes de doble chorro
• Tipo de combustible: Gasolina
• Sistema de aceite: Sistema de presión; bomba de émbolo múltiple
• Sistema de refrigeración: Refrigerado por agua

Actuación

• Potencia de salida: 130  kW (174  hp) a 1400 rpm (potencia nominal a nivel del mar), 152  kW (204  hp) a 1600 rpm (potencia máxima en altitud).
• Potencia específica : (10,281 kW/L (0,2259 hp/pulg³ )
• Relación de compresión : 4,64:1
• Consumo específico de combustible : 412 mL/kWh (0,541 pt/hp/hora)
• Consumo de aceite: 27  ml/kW/hora (0,0355 pt/hp/hora)
• Relación potencia-peso : 0,492 kW/kg (0,299 hp/lb)
• BMEP: 752  kPa (109,1  psi)

Motores comparables

• Austro-Daimler 6
• BMW IIIa
• Hiero 6
• Libertad L-6
• SPA 6A

Listas relacionadas

• Lista de motores de aeronaves

• Düsing, Michael (2022). Motores aeronáuticos alemanes y austrohúngaros de la Primera Guerra Mundial . Vol.  2. sp: Aeronaught Books. ISBN 978-1-953201-52-2.

• Motor Mercedes de alta compresión de 200 hp , Flight , volumen XI, número 8, n.° 530, 20 de febrero de 1919, págs.  233-236. (Descripción técnica contemporánea del D.IIIaü con dibujos y fotografías, publicada por el Ministerio de Municiones británico basándose en un ejemplar capturado).
• Daimler Sechszylinder Flugmotoren. Tipo D III y D IIIa, 1917 (manual de motores aeronáuticos Mercedes D.III y D.IIIa).