Propulsión marina

Tipos de cajas marinas: reductoras, inversoras y transmisiones en V

Caja reductora inversora marina de hierro fundido atornillada a la carcasa del volante de un motor diésel en línea sobre un banco de pruebas de taller

Una reductora marina se sitúa entre el motor y el eje de la hélice y cumple tres funciones: reduce las rpm del motor a una velocidad eficiente de la hélice, permite al operador seleccionar marcha avante, punto muerto y marcha atrás, y transmite el empuje de la hélice a través de su cojinete de empuje de salida. Los principales tipos son las reductoras inversoras (en línea, con ejes desplazados o con centro de salida rebajado), las reductoras de salida inclinada, las transmisiones en V y los grandes reductores sin inversión para instalaciones de baja velocidad y de paso controlable.

Puntos clave

  • Casi todas las embarcaciones con motor diésel intraborda necesitan una reductora marina, porque los motores funcionan a 1500–3000 rpm, mientras que la mayoría de las hélices de embarcaciones de desplazamiento trabajan mejor a unos pocos cientos de rpm.
  • Una reductora inversora combina un tren de engranajes reductores con embragues de marcha avante y marcha atrás; en tamaños comerciales, los embragues suelen ser paquetes multidisco en baño de aceite de accionamiento hidráulico.
  • La disposición de salida (coaxial, desplazada, inclinada o en V) se elige para adaptarse a la línea de ejes y a la sala de máquinas, no solo a la relación de reducción.
  • La capacidad de una reductora marina suele expresarse como potencia por rpm (kW/rpm o hp/rpm) para un servicio determinado, por lo que la misma reductora transmite más potencia a una mayor velocidad de entrada.
  • El patinamiento al embragar, el aumento de la temperatura del aceite, los ruidos nuevos y las partículas metálicas en el aceite son las señales tempranas clásicas de problemas en una transmisión marina.
  • La reparación suele ser conveniente en el caso de paquetes de embrague, retenes y cojinetes; cuando la carcasa, los dientes de los engranajes o los ejes están dañados, la sustitución suele ser más rápida y económica.

¿Qué hace realmente una reductora marina?

Una reductora marina convierte la salida del motor de alta velocidad y bajo par en la menor velocidad y el mayor par que necesita una hélice, y desacopla el motor del eje cuando está en punto muerto. Sin ella, un diésel típico de alta velocidad haría girar la hélice demasiado rápido para lograr una buena eficiencia.

Sus tres funciones principales son:

  1. Reducción — una relación como 2:1, 3:1 o 5:1 divide las rpm del motor para determinar la velocidad de la hélice. Las hélices más grandes y lentas suelen proporcionar más empuje por kW, por lo que las embarcaciones de trabajo y los remolcadores utilizan relaciones elevadas.
  2. Inversión — dos embragues, uno de marcha avante y otro de marcha atrás, seleccionan el sentido de giro, de modo que el motor siempre gira en el mismo sentido.
  3. Absorción del empuje — la hélice impulsa la embarcación a través del eje, y ese empuje lo absorbe un cojinete situado en la salida de la reductora, en lugar del cigüeñal del motor.

La selección de la relación se trata en detalle en nuestra guía sobre relación de reducción y adaptación de la hélice.

¿Cuáles son los principales tipos de reductoras marinas?

Las reductoras marinas se clasifican por su función (solo reducción o reducción con inversión), por el tipo de embrague (mecánico o hidráulico) y por la geometría de salida (coaxial, desplazada, inclinada o en V). La tabla resume los tipos que los compradores encuentran con mayor frecuencia.

Tipo de reductoraDisposición de salidaEmbragueUso habitual
Reductora inversora, con ejes desplazadosEje de salida paralelo al de entrada y situado por debajoHidráulico multidisco en baño de aceitePesqueros, embarcaciones de trabajo, remolcadores, transbordadores
Reductora inversora, coaxial (en línea)Salida en la misma línea central que el cigüeñalHidráulico o mecánicoEmbarcaciones cuyo casco admite una línea de ejes elevada
Salida inclinadaSalida inclinada unos grados hacia abajoHidráulicoEmbarcaciones de planeo y yates con ejes muy inclinados
Transmisión en VLa salida vuelve hacia atrás por debajo del motorHidráulicoYates, embarcaciones de esquí acuático, salas de máquinas cortas a popa
Reductora mecánica pequeñaNormalmente coaxial o ligeramente desplazadaMecánico de cono o discoPequeñas embarcaciones pesqueras y portuarias, baja potencia
Reductor grande (sin inversión o con inversión)Desplazada, a menudo con PTOHidráulico, a veces con hélice CPPMotores principales de media velocidad, grandes remolcadores y buques

Reductora inversora

Es la solución más utilizada en embarcaciones comerciales. La mayoría de las unidades emplean una disposición de ejes paralelos con un desplazamiento vertical entre la entrada y la salida, lo que baja la línea de ejes y permite instalar el motor más alto sobre la sentina. Las reductoras inversoras hidráulicas como la HC138 son habituales en embarcaciones pesqueras y portuarias, y las versiones con una relación específica, como la 135A de 4:1, se seleccionan para que la hélice funcione cerca de su velocidad de diseño.

Reductora de salida inclinada

Una reductora de salida inclinada orienta la brida de salida hacia abajo, normalmente unos 7 a 10 grados según el modelo, para que el motor pueda instalarse horizontal o casi horizontal mientras el eje adopta el ángulo que exige el casco. Esto ahorra altura en la sala de máquinas y mantiene el cárter de aceite y el sistema de combustible del motor funcionando con la inclinación prevista por el fabricante.

Reductora con transmisión en V

Una reductora con transmisión en V permite montar el motor de una embarcación al revés, con el volante orientado hacia proa, y redirige la transmisión hacia popa por debajo del motor hasta el eje de la hélice. El resultado es un motor situado muy a popa, lo que libera espacio en la cabina o la bañera. Las transmisiones en V añaden complejidad y cierto costo, y el acceso para mantenimiento puede ser más limitado, por lo que se utilizan principalmente en yates y embarcaciones de esquí acuático con motor intraborda, más que en embarcaciones de trabajo.

Grandes reductores y unidades PTO

En buques de mayor tamaño, el reductor principal puede carecer de inversión cuando el buque utiliza una hélice de paso controlable, porque el empuje de marcha atrás se obtiene cambiando el paso de las palas en lugar de invertir el giro del eje. Las reductoras para servicio pesado de esta categoría, como la serie GWC, suelen ofrecer una toma de fuerza (PTO) para bombas, cabrestantes o un generador de eje.

Embrague marino mecánico o hidráulico: ¿cuál es mejor?

Los embragues hidráulicos son adecuados para casi todo servicio comercial porque embragan suavemente, toleran cambios frecuentes y pueden controlarse a distancia. Los embragues mecánicos son más sencillos y económicos, y siguen siendo apropiados en embarcaciones pequeñas de baja potencia.

  • Embrague marino mecánico — la palanca de cambio acciona directamente un embrague de cono o disco. Las unidades pequeñas de baja potencia, como la 16A, suelen ser de este tipo; confírmelo en la ficha técnica. No hay bomba hidráulica ni enfriador de aceite que mantener, pero el esfuerzo de accionamiento aumenta con la potencia.
  • Embrague hidráulico — una bomba interna suministra presión de aceite que comprime los discos de fricción en baño de aceite. El embragado es uniforme y admite mandos monopalanca o electrónicos. El aceite de la reductora suele necesitar un enfriador, a menudo conectado al circuito de agua de mar del motor.

Para embarcaciones de alta velocidad, las reductoras ligeras como la MV100A priorizan el bajo peso y el tamaño compacto, mientras que las reductoras para embarcaciones de trabajo priorizan la capacidad de servicio continuo y unos cojinetes de empuje robustos.

¿Cómo dimensiono una reductora marina?

Dimensione una reductora marina comprobando su capacidad nominal a la velocidad nominal del motor y para su tipo de servicio, y confirme después que la relación, la carcasa de entrada y la brida de salida sean adecuadas. Los fabricantes de reductoras suelen publicar la capacidad en kW o hp por 1 rpm de velocidad de entrada, por separado para servicio ligero, medio y continuo.

  1. Tome la potencia máxima y las rpm nominales del motor de su ficha técnica, utilizando la clasificación de servicio con la que realmente operará el buque.
  2. Divida la potencia entre las rpm y compare el resultado con la capacidad de la reductora para ese servicio; el valor de la reductora debe ser igual o superior.
  3. Compruebe los límites de velocidad máxima de entrada y de par.
  4. Confirme que la campana SAE y el disco de transmisión sean compatibles con el volante del motor y su carcasa.
  5. Confirme la brida de salida y el acoplamiento del eje, y que la capacidad nominal del cojinete de empuje cubra el empuje de la hélice.
  6. Compruebe si el buque necesita aprobación de clase (por ejemplo, de una sociedad de clasificación).

A modo de ejemplo, un motor que produce 240 kW a 2200 rpm necesita una reductora con una capacidad nominal de al menos unos 0.11 kW/rpm para el servicio correspondiente. Para la selección final, utilice siempre la tabla de capacidades del fabricante en lugar de una regla aproximada.

¿Cuáles son los problemas habituales de las transmisiones marinas y conviene reparar o sustituir?

La mayoría de las averías de reductoras marinas comienzan con problemas de aceite, refrigeración o desalineación, y suelen dar señales de aviso antes del fallo total. Detectarlas a tiempo marca la diferencia entre reparar un paquete de embrague y comprar una reductora nueva.

Síntomas de avería que deben vigilarse

  • Patinamiento o embragado tardío — las rpm aumentan sin un incremento correspondiente de la velocidad de la embarcación, o el embragado tarda varios segundos. A menudo se debe a baja presión de aceite, discos de embrague desgastados o una bomba que está fallando.
  • Alta temperatura del aceite — enfriador de aceite obstruido o con incrustaciones, grado de aceite incorrecto o embragues que patinan.
  • Nuevos silbidos, retumbos o golpeteos — cojinetes desgastados, dientes de engranajes dañados o un disco amortiguador entre el motor y la reductora que está fallando.
  • Partículas metálicas u olor a quemado en el aceite — desgaste interno que debe investigarse antes del siguiente viaje.
  • Vibración que cambia con la velocidad del eje — desalineación del eje, eje doblado o hélice dañada que sobrecarga el cojinete de salida.
  • Fugas de aceite o aceite lechoso — retenes averiados o entrada de agua a través de un enfriador de aceite con fugas.
  • No engrana la marcha — fallos en el varillaje de cambio, la válvula de control o el sistema hidráulico.

Los cambios periódicos con el aceite especificado, las comprobaciones correctas del nivel y la verificación de la alineación entre motor y eje previenen la mayoría de estos problemas.

Reparar o sustituir

Reparar la reductora de una embarcación resulta conveniente cuando la carcasa y el tren de engranajes están en buen estado y el fallo afecta a piezas de desgaste. La sustitución suele ser la mejor opción cuando el daño es estructural o la unidad está obsoleta.

SituaciónNormalmente repararNormalmente sustituir
Discos de embrague, retenes o cojinetes desgastadosSí—
Dientes de engranajes o ejes dañadosA veces, si hay piezas disponiblesA menudo
Carcasa agrietada—Sí
Piezas obsoletas o plazo de entrega prolongado—Sí
Remotorización con un motor diferente—Sí, si la capacidad o la carcasa ya no son adecuadas
Presupuesto de reparación superior a aproximadamente la mitad del precio de una unidad nueva—Normalmente

Muchos especialistas en reconstrucción de transmisiones marinas desmontan la unidad y preparan un presupuesto, pero tenga en cuenta también el tiempo de inactividad. Para un buque comercial, una reductora nueva disponible en stock puede tener un costo total menor que permanecer semanas sin poder prestar servicios de fletamento.

¿Cómo elijo un proveedor de reductoras marinas?

Solicite la tabla de capacidades, las opciones de relación, los detalles de la campana y las bridas, y el plazo de entrega antes de preguntar por el precio. Un proveedor que adapta la reductora y el motor como un solo conjunto reduce el riesgo de incompatibilidad de capacidad o montaje.

MARS suministra reductoras marinas en stock y fabricadas bajo pedido, y puede probar el funcionamiento del motor y la reductora juntos antes del envío, con un informe escrito y un video. El proyecto de remolcador portuario con dos motores muestra el tipo de instalación de propulsión para servicio pesado en la que la capacidad de la reductora es especialmente importante. Para obtener una recomendación de reductora compatible, envíe el modelo de su motor, las rpm y los datos de la hélice.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre una transmisión marina y una reductora marina?

En la mayoría de los usos se refieren a lo mismo. «Transmisión marina» es más habitual en el mercado recreativo de Estados Unidos, mientras que «reductora marina» o «unidad de engranajes marina» son comunes en el uso comercial e internacional.

¿Qué es una reductora con transmisión en V en una embarcación?

Una reductora con transmisión en V redirige el flujo de potencia hacia atrás por debajo del motor para que este pueda montarse al revés, muy a popa dentro del casco. Se utiliza principalmente en yates y embarcaciones de esquí acuático con motor intraborda para liberar espacio interior.

¿Puedo utilizar un reductor industrial en una embarcación?

Por lo general, no. Los reductores industriales carecen de los embragues de inversión, el cojinete de empuje marino, la protección contra la corrosión y las clasificaciones de servicio marino que ofrece una reductora marina.

¿Con qué frecuencia debe cambiarse el aceite de una reductora marina?

Siga el manual del fabricante, que normalmente establece un intervalo en horas de funcionamiento y un primer cambio tras el rodaje. Los buques comerciales que acumulan muchas horas de funcionamiento lo cambian con mayor frecuencia que las embarcaciones de recreo.

¿Por qué se sobrecalienta la reductora de mi embarcación?

Las causas más habituales son un enfriador de aceite obstruido o con incrustaciones, un nivel bajo de aceite, un aceite incorrecto o discos de embrague que patinan. Compruebe primero el enfriador y el caudal de agua de mar.

¿Qué relación de reducción necesito?

La relación depende de las rpm nominales del motor, el tamaño de la hélice y el tipo de buque; las embarcaciones de trabajo y los remolcadores suelen utilizar relaciones más altas que las embarcaciones rápidas de planeo. Un cálculo de la hélice o los datos de la instalación existente son el mejor punto de partida.

Equipo de Ingeniería & Ventas de MARS

Escrito por el equipo de ingeniería y ventas de Shanghai Mars Industrial Co., Ltd., que cada semana especifica, inspecciona y envía equipos de potencia marinos e industriales desde Shanghái.

Compartir

Productos de esta guía

Caja reductora marina Advance HC138
Advance · Reductoras marinas

Caja reductora marina Advance HC138

La Advance HC138 es una caja reductora marina para servicio medio destinada a la propulsión de buques y embarcaciones. Su robusta…

Reductora marina Advance 120C
Advance · Reductoras marinas

Reductora marina Advance 120C

La Advance 120C es una reductora marina compacta para la propulsión de embarcaciones de servicio ligero y medio. Su…

Seguir leyendo

Todos los artículos