Multi-válvula - Multi-valve

Una culata de un motor de cuatro válvulas .
( Motor Nissan VQ )

En la ingeniería de automoción una multiválvula o multiválvula motor es uno donde cada cilindro tiene más de dos válvulas . Un motor de válvulas múltiples tiene mejor respiración y puede funcionar a mayores revoluciones por minuto (RPM) que un motor de dos válvulas, entregando más potencia .

Justificación de las válvulas múltiples

Diseño de motor de válvulas múltiples

Un diseño de motor de válvulas múltiples tiene tres, cuatro o cinco válvulas por cilindro para lograr un mejor rendimiento. Cualquier motor de combustión interna de cuatro tiempos necesita al menos dos válvulas por cilindro: una para la entrada de aire (y a menudo de combustible) y otra para el escape de los gases de combustión. Agregar más válvulas aumenta el área de la válvula y mejora el flujo de los gases de admisión y escape, mejorando así la combustión , la eficiencia volumétrica y la salida de potencia . La geometría de múltiples válvulas permite que la bujía se ubique idealmente dentro de la cámara de combustión para una propagación óptima de la llama. Los motores de válvulas múltiples tienden a tener válvulas más pequeñas que tienen una masa recíproca más baja , lo que puede reducir el desgaste en cada lóbulo de la leva y permitir más potencia de RPM más altas sin el peligro de que la válvula rebote . Algunos motores están diseñados para abrir cada válvula de admisión en un momento ligeramente diferente, lo que aumenta la turbulencia y mejora la mezcla de aire y combustible a bajas velocidades del motor. Más válvulas también proporcionan enfriamiento adicional a la culata. Las desventajas de los motores de válvulas múltiples son un aumento en el costo de fabricación y un aumento potencial en el consumo de aceite debido al mayor número de sellos de vástago de válvula. Algunos motores SOHC de válvulas múltiples (como el Mazda B8-ME ) usan un solo balancín en forma de horquilla para impulsar dos válvulas (generalmente las válvulas de escape), de modo que se necesitarán menos lóbulos de leva para reducir los costos de fabricación.

  • Culata de tres válvulas

Tiene una sola válvula de escape grande y dos válvulas de admisión más pequeñas. Un diseño de tres válvulas permite una mejor respiración que una cabeza de dos válvulas, pero la válvula de escape grande da como resultado un límite de RPM no mayor que una cabeza de dos válvulas. El costo de fabricación de este diseño puede ser menor que el de un diseño de cuatro válvulas. El diseño de tres válvulas era común a fines de la década de 1980 y principios de la de 1990; ya partir de 2004, la disposición de válvulas principal utilizada en las camionetas Ford F-Series y los SUV Ford. La Ducati ST3 V-twin tenía cabezas de 3 válvulas.

  • Culata de cuatro válvulas

Este es el tipo más común de cabezal de válvulas múltiples, con dos válvulas de escape y dos válvulas de entrada similares (o un poco más grandes). Este diseño permite una respiración similar en comparación con un cabezal de tres válvulas, y como las pequeñas válvulas de escape permiten altas RPM, este diseño es muy adecuado para salidas de alta potencia.

  • Culata de cinco válvulas

Menos común es la cabeza de cinco válvulas, con dos válvulas de escape y tres válvulas de entrada. Las cinco válvulas son de tamaño similar. Este diseño permite una respiración excelente y, como todas las válvulas son pequeñas, teóricamente están disponibles altas RPM y salidas de potencia muy altas. Aunque, en comparación con un motor de cuatro válvulas, un diseño de cinco válvulas debería tener un máximo de RPM más alto, y los tres puertos de entrada deberían proporcionar un llenado eficiente del cilindro y una alta turbulencia de gas (ambas características deseables), se ha cuestionado si un motor de cinco La configuración de válvulas ofrece un beneficio rentable sobre los diseños de cuatro válvulas. El aumento de la inyección directa también puede hacer que los cabezales de cinco válvulas sean más difíciles de diseñar, ya que el inyector debe ocupar algo de espacio en el cabezal. Después de fabricar motores Genesis de cinco válvulas durante varios años, Yamaha ha vuelto al diseño más barato de cuatro válvulas, ejemplos de los motores de cinco válvulas son los diversos motores 1.8L 20vT fabricados por AUDI AG, versiones posteriores del Ferrari Dino V8 y el muy raro motor 1.6L 4A-GE de Toyota.

  • Más allá de cinco válvulas

Para un diámetro interior cilíndrico y válvulas de igual tamaño, aumentar el número de válvulas más allá de cinco disminuye el área total de la válvula. La siguiente tabla muestra las áreas efectivas de diferentes cantidades de válvulas como proporción del diámetro interior del cilindro. Estos porcentajes se basan en una geometría simple y no tienen en cuenta los orificios para las bujías o los inyectores, pero estos huecos generalmente se ubicarán en el "espacio muerto" no disponible para las válvulas. Además, en la práctica, las válvulas de admisión suelen ser más grandes que las válvulas de escape en culatas con un número par de válvulas por cilindro:

  • 2 = 50%
  • 3 = 64%
  • 4 = 68%
  • 5 = 68%
  • 6 = 66%
  • 7 = 64%
  • 8 = 61%

Tecnologías alternativas

Modelo seccionado del sistema de sincronización variable de válvulas i-AVLS de Subaru en el motor bóxer SOHC de 4 válvulas por cilindro EJ25 en el Salón del Automóvil de Tokio 2007.

La turboalimentación y la sobrealimentación son tecnologías que también mejoran la respiración del motor y se pueden utilizar en lugar de, o junto con, motores de válvulas múltiples. Lo mismo se aplica a la distribución variable de válvulas y los colectores de admisión de longitud variable . Las válvulas rotativas también ofrecen una mejor respiración del motor y un rendimiento a altas revoluciones, pero nunca tuvieron mucho éxito. Los puertos de la culata de cilindros , como parte del ajuste del motor , también se utilizan para mejorar el rendimiento del motor.

Autos y camionetas

Antes de 1914

El Isotta-Fraschini Tipo KM de 1910 tenía un 4 en línea de 10,6 litros con un solo árbol de levas en cabeza y cuatro válvulas por cilindro y tenía uno de los primeros motores con engranajes de válvulas en cabeza completamente cerrados (fuente: Isotta Fraschini Tipo KM [1] y [2] )

El primer automóvil del mundo en tener un motor con dos árboles de levas en cabeza y cuatro válvulas por cilindro fue el auto de carreras Peugeot L76 Grand Prix de 1912 diseñado por Ernest Henry . Su monobloque de 4 cilindros en línea de 7,6 litros con modernas cámaras de combustión hemisféricas producía 148 CV (110 kW) (19,5 CV / Litro (0,32 CV por pulgada cúbica)). En abril de 1913, en el hipódromo de Brooklands en Inglaterra, un L76 especialmente construido llamado "la Torpille" (torpedo) batió el récord mundial de velocidad de 170 km / h. Robert Peugeot también encargó al joven Ettore Bugatti que desarrollara un coche de carreras GP para el Gran Premio de 1912. Este Bugatti Tipo 18 impulsado por cadena tenía un motor de 4 cilindros en línea de 5 litros con SOHC y tres válvulas por cilindro (dos de admisión, un escape). Produjo aprox. 100 bhp (75 kW; 101 PS) a 2800 rpm (0,30 bhp por pulgada cúbica) y podría alcanzar 99 mph (159 km / h). La culata de tres válvulas se usaría más tarde para algunos de los autos más famosos de Bugatti, incluido el Gran Premio Tipo 29 de 1922 y el legendario Tipo 35 de 1924. Tanto el Tipo 29 como el Tipo 35 tenían un motor de 2 litros de 100 CV (75 kW) SOHC de 24 válvulas NA recto-8 que producía 0,82 bhp (0,61 kW) por pulgada cúbica.

Entre 1914 y 1945

ALFA 40/60 GP fue uno de los primeros prototipos de coche de carreras totalmente funcional fabricado por la empresa que ahora se llama Alfa Romeo . Solo se construyó un ejemplo en 1914, que luego se modificó en 1921. Este diseño de Giuseppe Merosi fue el primer motor Alfa Romeo DOHC . Tenía cuatro válvulas por cilindro, un ángulo de válvula de 90 grados y encendido de doble chispa. El motor GP tenía una cilindrada de 4,5 litros (4490 cc) y producía 88 CV (66 kW) a 2950 rpm (14,7 kW / litro), y después de modificaciones en 1921 102 CV (76 kW) a 3000 rpm. La velocidad máxima de este automóvil era de 88 a 93 mph (140 a 149 km / h). No fue hasta la década de 1920 cuando estos motores DOHC llegaron a los automóviles de carretera Alfa como el Alfa Romeo 6C .

En 1916, la revista automotriz estadounidense Automobile Topics describió un motor de automóvil de cuatro cilindros y cuatro válvulas por cilindro fabricado por Linthwaite-Hussey Motor Co. de Los Ángeles, CA, EE. UU.: "La empresa ofrece dos modelos de motor de alta velocidad con motor gemelo tomas y escapes ". .

Los primeros motores de válvulas múltiples en configuración de cabezal en T fueron los motores Stutz de 4 cilindros en línea de 1917 , el modelo de automóvil de motor blanco GL 309 CID de doble válvula Mononblock de cuatro y los motores de 6 cilindros en línea Pierce-Arrow de 1919 . Los motores de cabeza plana estándar de esa época no eran muy eficientes y los diseñadores intentaron mejorar el rendimiento del motor mediante el uso de varias válvulas. El Stutz Motor Company utiliza un T-cabeza modificado con 16 válvulas, doble encendido y pistones de aluminio para producir 80 CV (59 kW) a 2400 rpm a partir de un 360,8 cid (5,8 litros) recta-4 (0,22 CV por pulgada cúbica ). Se fabricaron más de 2300 de estos potentes motores de válvulas múltiples. Stutz no solo los usó en su famoso auto deportivo Bearcat , sino también en sus autos de turismo estándar. El motor monobloque White Motor Car desarrolló 72 caballos de fuerza y ​​se construyeron menos de 150, solo se sabe que existen tres en la actualidad. En 1919, Pierce-Arrow presentó su motor de 6 cilindros en línea de 8,6 litros (524,8 cid) con 24 válvulas. El motor producía 48,6 CV (0,09 CV por pulgada cúbica) y funcionaba muy silenciosamente, lo que era una ventaja para los contrabandistas de esa época.

Los motores de válvulas múltiples continuaron siendo populares en motores deportivos y de carreras. Robert M. Roof, el ingeniero jefe de Laurel Motors, diseñó sus Overheads de carreras de techo de válvulas múltiples a principios del siglo XX. Los cabezales de 16 válvulas Tipo A tuvieron éxito en la adolescencia, el Tipo B se ofreció en 1918 y el Tipo C de 16 válvulas en 1923. Frank Lockhart condujo un automóvil de árbol de levas Tipo C a la victoria en Indiana en 1926.

Bugatti también había desarrollado un OHV de 4 cilindros en línea de 1.5 litros con cuatro válvulas por cilindro desde 1914, pero no usó este motor hasta después de la Primera Guerra Mundial . Produjo aprox. 30 CV (22,4 kW) a 2700 rpm (15,4 kW / litro o 0,34 CV / cid). En el Gran Premio de Voiturettes de 1920 en Le Mans, el piloto Ernest Friderich terminó primero en un Bugatti Tipo 13 con el motor de 16 válvulas, con una media de 91,96 km / h. Aún más exitoso fue el triunfo de Bugattis de los primeros cuatro lugares en Brescia en 1921. En honor a esta memorable victoria, todos los Bugattis con motor de 16 válvulas fueron apodados Brescia . Desde 1920 hasta 1926 se construyeron alrededor de 2000.

Peugeot tenía un auto Grand Prix de cinco válvulas y triple árbol de levas en 1921.

Bentley utilizó motores de válvulas múltiples desde el principio. El Bentley 3 litros , introducido en 1921, utilizaba un monobloque de 4 cilindros en línea con pistones de aluminio, cámaras de combustión de techo inclinado , encendido por chispa doble, SOHC y cuatro válvulas por cilindro. Produjo aprox. 70 CV (0,38 CV por pulgada cúbica). El Bentley 4½ litros de 1927 tenía un diseño de motor similar. El modelo de carreras de NA ofrecía 130 CV (0,48 CV por pulgada cúbica) y el 4½ litros sobrealimentado de 1929 (Blower Bentley) alcanzó los 240 CV (0,89 CV por pulgada cúbica). El Bentley de 6½ litros de 1926 agregó dos cilindros al monobloque de 4 cilindros en línea. Esta válvula multiválvula recta-6 ofrecía 180-200 CV (0,45-0,50 CV por pulgada cúbica). El 1930 Bentley 8 litros de válvulas múltiples de 6 cilindros en línea produjo aprox. 220 CV (0,45 CV por pulgada cúbica).

En 1931, Stutz Motor Company introdujo un 322 cid (5.3 litros) de doble árbol de levas de 32 válvulas en línea recta-8 con 156 bhp (116 kW) a 3900 rpm, llamado DV-32. El motor ofrecía 0,48 CV por pulgada cúbica. Se fabricaron alrededor de 100 de estos motores de válvulas múltiples. Stutz también los usó en su automóvil deportivo de primera línea, el DV-32 Super Bearcat que podía alcanzar las 100 mph (160 km / h).

El motor del Duesenberg SJ Mormon Meteor de 1935 era un motor de 8 cilindros en línea de 419,6 cid (6,9 litros) con DOHC, 4 válvulas por cilindro y un sobrealimentador. Alcanzó 400 CV (298,3 kW) a 5.000 rpm y 0,95 CV por pulgada cúbica.

El auto de carreras Mercedes-Benz W125 de 1937 usaba un motor de 8 cilindros en línea de 5.7 litros sobrealimentado con DOHC y cuatro válvulas por cilindro. El motor produjo 592-646 CV (441,5-475 kW) a 5800 rpm y alcanzó 1,71-1,87 CV por pulgada cúbica (77,8-85,1 kW / litro). La velocidad máxima del W125 fue de aprox. 200 mph (322 km / h).

Después de 1945

Cámara de combustión de un motor de gasolina V6 turboalimentado de 3,5 litros Ford Ecoboost 2009 (77,8 kW / litro) que muestra dos válvulas de admisión (derecha), dos válvulas de escape (izquierda), bujía colocada en el centro e inyector de combustible directo (derecha).

El motor Cosworth DFV F1 de 1967 , un V8 NA de 3.0 litros que produce aprox. 400 CV (298 kW; 406 PS) a 9.000 rpm (101,9 kW / litro), contaba con cuatro válvulas por cilindro. Durante muchos años fue el motor dominante en la Fórmula Uno, y también se utilizó en otras categorías, como CART , Fórmula 3000 y carreras de autos deportivos .

Debutando en el Gran Premio de Japón de 1968 en la versión original de 3.0 litros de 300 CV (221 kW; 296 hp), el motor Toyota 7 participó en carreras de resistencia como un V8 no turbo de 5.0 litros (4.968 cc) con DOHC y 32 válvulas . Produjo 600 PS (441 kW; 592 hp) a 8.000 rpm (88,8 kW / litro) y 55,0 kg⋅m (539 N⋅m; 398 lb⋅ft) a 6.400 rpm.

Hay mucha discusión sobre cuál fue el primer automóvil 'producido en serie' que usó un motor con cuatro válvulas por cilindro. Para los motores de seis cilindros, y considerando las versiones especiales de los automóviles producidos en serie, el primero parece haber sido el Nissan Skyline de 1969 , que utilizaba el motor de cuatro válvulas DOHC de seis cilindros Nissan S20 . Este motor también se instaló en la edición de carreras Nissan Fairlady Z432. Para un motor de cuatro cilindros, el primer automóvil producido en serie que usó un motor de cuatro válvulas por cilindro fue el británico Jensen Healey en 1972, que usó un Lotus 907 DOHC de 16 válvulas de 2 litros y 4 cilindros en línea con transmisión por correa que producía 140 bhp (54,6 kW). / litro, 1,20 CV / cid). Todos estos, aunque se producen en masa, también son de producción relativamente limitada. El primer automóvil de producción en serie ampliamente disponible y de precio popular con un motor de cuatro válvulas por cilindro fue el Triumph Dolomite Sprint de 1973 . Esta Triumph usó un motor SOHC de 16 válvulas y 1.998 cc (122 ci) de 4 cilindros en línea desarrollado internamente que producía 127 CV (47,6 kW / litro, 1,10 CV / cid) en el momento de la introducción.

El Chevrolet Cosworth Vega de 1975 presentaba un cabezal de válvulas múltiples DOHC diseñado por Cosworth Engineering en el Reino Unido. Este motor de 4 cilindros en línea de 122 pulgadas cúbicas produjo 110 CV (82 kW; 112 PS) a 5600 rpm (0,90 CV / cid; 41,0 kW / litro) y 107 libras · pie (145 N · m) a 4800 rpm.

El 1976 Fiat 131 Abarth (51,6 kW / litro), el Lotus Esprit 1976 con motor Lotus 907 (54,6 kW / litro, 1,20 bhp / cid) y el BMW M1 de 1978 con motor BMW M88 (58,7 kW / litro, 1,29 bhp / cid) todos usaban cuatro válvulas por cilindro. El motor BMW M88 / 3 se utilizó en el BMW M6 35CSi de 1983 y en el BMW M5 de 1985 .

El Porsche 935/78 racer de 1978 usó un motor turbo doble de 3.2 litros flat-6 (845 bhp / 630 kW a 8,200 rpm; 784 Nm / 578 ft.lbs @ 6,600 rpm). El motor refrigerado por agua tenía cuatro válvulas por cilindro y producía una enorme potencia de 196,2 kW / litro. Porsche tuvo que abandonar su refrigeración por aire tradicional porque el DOHC de válvulas múltiples dificultaba la refrigeración por aire de las bujías. Solo se construyeron dos autos.

Ferrari desarrolló sus motores Quattrovalvole (o QV) en los años 80. Se agregaron cuatro válvulas por cilindro para el 308 de 1982 y el Mondial Quattrovalvole , lo que devolvió la potencia al máximo anterior a FI de 245 hp (183 kW). Se utilizó un Dino Quattrovalvole muy inusual en el Lancia Thema 8.32 de 1986 . Se basaba en el motor del 308 QV, pero utilizaba un cigüeñal de plano dividido en lugar del plano plano tipo Ferrari. El motor fue construido por Ducati en lugar de Ferrari, y fue producido desde 1986 hasta 1991. El Quattrovalvole también fue utilizado por Lancia para su intento por el Campeonato Mundial de Automóviles Deportivos con el LC2 . El motor era biturbo y se destruyó a 2,65 litros, pero produjo 720 hp (537 kW) en el ajuste de calificación. Posteriormente, el motor se aumentó a 3,0 litros y se aumentó la potencia de salida a 828 CV (617 kW). El Ferrari Testarossa de 1984 tenía un motor flat-12 de 4.9 litros con cuatro válvulas por cilindro. Se produjeron casi 7.200 Testarossa entre 1984 y 1991.

En 1985, Lamborghini lanzó un Countach Quattrovalvole , que producía 455 PS (335 kW; 449 hp) de un motor Lamborghini V12 de 5.2 litros (5167 cc) (64.8 kW / litro).

El Mercedes-Benz 190E 2.3-16 con motor de 16 válvulas debutó en el Salón del Automóvil de Frankfurt en septiembre de 1983 después de establecer un récord mundial en Nardo, Italia, registrando una velocidad promedio combinada de 154.06 mph (247.94 km / h) sobre los 50,000. km (31.000 millas) prueba de resistencia. El motor se basó en la unidad de 2,3 litros, 8 válvulas y 136 CV (101 kW) ya instalada en las series 190 y E-Class. Cosworth desarrolló la culata de fundición de aleación ligera DOHC con cuatro válvulas grandes por cilindro. En el equipamiento de carretera, el 190 E 2.3-16 produjo 49 hp (36 kW) y 41 ft • lbf (55 N • m) de torque más que el motor básico de árbol de levas en cabeza simple 2.3 de 4 cilindros en línea en el que se basó y ofreció 185 hp. (138 kW) a 6.200 rpm (59,2 kW / litro) y 174 libras · pie (236 N · m) a 4.500 rpm. En 1988, un motor de 2.5 litros ampliado reemplazó al de 2.3 litros. Ofrecía cadenas de distribución de doble válvula para arreglar las cadenas simples que se rompían fácilmente en los primeros motores 2.3, y aumentó la potencia máxima en 17 CV (12,5 kW) con un ligero aumento en el par. Para la homologación, se produjeron modelos Evolution I (1989) y Evolution II (1990) que tenían un motor rediseñado para permitir un límite de revoluciones más alto y capacidades mejoradas de potencia de gama alta. El motor Evo II ofrecía 235 CV (173 kW; 232 CV) de 2463 cc (70,2 kW / litro).

Saab introdujo un cabezal de 16 válvulas en su 2.0 litros (1985 cc) de 4 cilindros en línea en 1984 y ofreció el motor con y sin turbocompresor (65.5 kW / litro y 47.9 kW / litro respectivamente) en el Saab 900 y Saab 9000 .

El 2,0-litros Nissan FJ20 fue uno de los primeros -4 rectas motores japoneses producidos en masa para tener tanto una configuración de 16 válvulas DOHC (cuatro válvulas por cilindro, dos de admisión, dos de escape) y la inyección electrónica de combustible (EFI) cuando se libera en Octubre de 1981 en el Nissan Skyline de sexta generación . La salida máxima fue de 148 caballos de fuerza (110 kW) a 6.000 rpm y 133 libras · pie (180 N · m) a 4.800 rpm. El FJ20 también se ofreció con un turbocompresor, produciendo 188 caballos de fuerza (140 kW) a 6.400 rpm y 166 libras · pie (225 N · m) a 4.800 rpm.

Siguiendo el ejemplo de Nissan, en 1983 se lanzó el motor Toyota 4A-GE Toyota de 1.6 litros (1587 cc) . La culata fue desarrollada por Yamaha Motor Corporation y construida en la planta de Toyota en Shimayama. Aunque originalmente se concibió como un diseño de dos válvulas, Toyota y Yamaha cambiaron el 4A-GE por uno de cuatro válvulas después de un año de evaluación. Produjo 115-140 bhp / 86-104 kW @ 6.600 rpm (54.2-65.5 kW / litro) y 148 Nm / 109 lbft @ 5.800 rpm. Para compensar la velocidad reducida del aire de un motor de válvulas múltiples a bajas rpm, los motores de primera generación incluían la función T-VIS .

En 1986 Volkswagen presentó un Golf GTI 16V con múltiples válvulas . El 1.8 litros de 16 válvulas y 4 cilindros en línea producía 139 CV (102 kW; 137 CV) o 56,7 kW / litro, casi un 25% más que los 45,6 kW / litro del anterior motor Golf GTI de 8 válvulas.

La familia de motores multiválvulas GM Quad 4 debutó a principios de 1987. El Quad 4 fue el primer motor multiválvula convencional producido por GM después del Chevrolet Cosworth Vega . El NA Quad 4 alcanzó 1,08 bhp (1 kW; 1 PS) por pulgada cúbica (49,1 kW / litro). Estos motores pronto se hicieron comunes cuando los fabricantes japoneses adoptaron el concepto de válvulas múltiples.

Tres valvulas

Una culata de un Honda CRX Si 1987 que muestra SOHC, balancines, resortes de válvulas y otros componentes. Esta es una configuración de válvulas múltiples con dos válvulas de admisión y una válvula de escape para cada cilindro.

El Honda Civic de 1975 introdujo los motores de 4 cilindros en línea de 12 válvulas y 1.5 litros SOHC de Honda. El motor SOHC KA24E 1988-1992 de Nissan también tenía tres válvulas por cilindro (dos tomas y un escape). Nissan se actualizó al DOHC después de 1992 para algunos de los autos deportivos, incluido el 240SX .

En 1988, Renault lanzó una versión de 12 válvulas de su Douvrin 4 cilindros 2.0l SOHC.

Mercedes y Ford producen motores V6 y V8 de tres válvulas, Ford afirma una mejora del 80% en la respiración a altas RPM sin el costo adicional de un tren de válvulas DOHC . El diseño de Ford usa una bujía por cilindro ubicado en el centro, pero el diseño de Mercedes usa dos bujías por cilindro ubicadas en lados opuestos, dejando el centro libre para agregar un inyector de combustible directo al cilindro en una fecha posterior.

El Citroën XM de 1989 fue el primer automóvil con motor diésel de 3 válvulas.

Cuatro valvulas

Nissan SR20VE culata de 4 cilindros en línea de 2.0 litros con DOHC , sincronización variable de válvulas Neo VVL de Nissan con control de elevación y cuatro válvulas por cilindro.
Tren de válvulas múltiples del motor diesel de camión Volvo 2005 D13A, un motor turboalimentado de 6 cilindros en línea de 12,8 litros (21,1-28,1 kW / litro) con SOHC y cuatro válvulas por cilindro ubicadas alrededor de un inyector central, y freno de motor VEB que opera ambas válvulas de escape .

Ejemplos de motores SOHC de cuatro válvulas incluyen: los motores Honda de la serie F, los motores de la serie D , todos los motores de la serie J , los motores de la serie R , el Mazda B8-ME, el motor Chrysler 3.5 L V6 .

Los motores V12 de muchos aviones de combate de la Segunda Guerra Mundial también utilizaron una configuración SOHC con cuatro válvulas para cada cilindro.

El 1993 Mercedes-Benz C-Class (motor OM604) fue el primer automóvil con motor diesel de 4 válvulas.

Cinco valvulas

Peugeot tenía un auto Grand Prix de cinco válvulas y triple árbol de levas en 1921.

En abril de 1988, un Audi 200 Turbo Quattro propulsado por un motor experimental de 2.2 litros turboalimentado de 25 válvulas en línea y 5 con una potencia de 478 kW / 650 CV a 6.200 rpm (217,3 kW / litro) estableció dos récords mundiales de velocidad en Nardo , Italia: 326,403 km. / h (202,8 mph) durante 1000 km (625 millas) y 324,509 km / h (201,6 mph) durante 500 millas.

Mitsubishi fue el primero en comercializar un motor de automóvil con cinco válvulas por cilindro, con el motor 3G81 de 548 cc en su automóvil Minica Dangan ZZ kei en 1989.

Yamaha diseñó la culata de cinco válvulas para el motor Toyota 4A-GE 20V 1991 Silvertop y 1995 Blacktop utilizado en algunos Toyota Corolla . Yamaha también desarrolló motores de Fórmula Uno de cinco válvulas, el OX88 V8 de 1989 , el OX99 V12 de 1991 , el OX10 V10 de 1993 y el OX11 V10 de 1996 , pero ninguno de ellos tuvo mucho éxito. Para sus motos de motocross YZ250F y YZ450F , Yamaha desarrolló motores de cinco válvulas.

Bugatti ( EB 110 ), Ferrari ( F355 , 360 y F50 ), Volkswagen - Audi ( Audi Quattro ) - Skoda ( Octavia vRS ) y Toyota ( 4A-GE 20V ) han producido vehículos con motor de cinco válvulas.

Seis válvulas

En 1985, Maserati fabricó un motor V6 turbo de 2.0 litros experimental con seis válvulas por cilindro (tres tomas, tres escapes). Alcanzó 261 CV (195 kW; 265 PS) a 7.200 rpm (97,5 kW / litro).

Varilla de empuje

Aunque la mayoría de los motores de válvulas múltiples tienen árboles de levas en cabeza , ya sea SOHC o DOHC , un motor de válvulas múltiples puede tener un diseño de motor de válvulas en cabeza de varilla de empuje (OHV). Chevrolet ha revelado una versión de tres válvulas de su Generación IV V8 que utiliza varillas de empuje para accionar balancines bifurcados, y Cummins fabrica un motor diésel de seis cilindros en línea OHV de cuatro válvulas , la Serie B de Cummins (ahora conocida como ISB). Ford también usa varillas de empuje en su motor Power Stroke de 6.7L con cuatro varillas de empuje, cuatro balancines y cuatro válvulas por cilindro. El motor Harley-Davidson Milwaukee Eight , presentado en 2016, utiliza cuatro válvulas por cilindro accionadas por varillas de empuje y un solo árbol de levas en el bloque.

Turboalimentado

El Lotus Essex Turbo Esprit de 1980 (con motor de cuatro cilindros en línea de 2,2 litros tipo 910 ) fue el primer automóvil de producción en utilizar un motor turbo de varias válvulas .

Motocicletas

Rara disposición de 8 válvulas por cilindro del motor de motocicleta 1979 Honda NR500 V4 GP con pistones ovalados y vástagos dobles. El motor DOHC de 500 cc entregaba más de 115 CV a 19.000 rpm (170 kW / litro).

Ejemplos de motocicletas con motores multiválvula incluyen:

  • Peugeot Grand Prix de 1914 , bicilíndrico en paralelo de 8 válvulas DOHC de 500 cc (velocidad máxima superior a 122 km / h).
  • 1915 Indian Board Track Racer , motor bicilíndrico en V de 8 válvulas OHV de 61 cid (1,0 litros).
  • 1921 Triumph Ricardo 499 cc OHV 4 válvulas monocilíndrico, copiado por Rudge-Whitworth con su 1924 Rudge Four 350 cc OHV 4 válvulas monocilíndrico y 1929 Rudge Ulster 500 cc OHV 4 válvulas monocilíndrico.
  • 1923 British Anzani 1098cc OHV 8-Valve V-twin, utilizado en Morgan de tres ruedas y motocicletas McEvoy
  • 1972 Honda XL250 Máquina monocilíndrica SOHC de 4 válvulas con "techo pent-techo" (la primera motocicleta de 4 válvulas producida en serie).
  • 1973 Yamaha TX500 "pent-roof" 500cc DOHC 8 válvulas bicilíndrico paralelo (la primera motocicleta DOHC de 4 válvulas por cilindro producida en serie)
  • 1977 Honda CB400 SOHC 6 válvulas bicilíndrico en paralelo.
  • 1978 Honda CX500 , un SOHC de 498 cc, OHV accionado por varilla de empuje, 4 válvulas por cilindro V-twin; 1982 La CX500 Turbo fue la primera motocicleta turbocargada multiválvula de fábrica .
  • 1978 Honda CBX1000 , 1.047 cc DOHC de 24 válvulas en línea y 6 (105 bhp (78 kW; 106 PS)).
  • 1979-1992: Serie Honda NR , motocicletas de carreras y producción con motores V4 de "pistón ovalado" de 8 válvulas por cilindro (en realidad, V8 de 32 válvulas con cilindros contiguos fusionados).
  • Motocicleta Yamaha FZ750 de 1985 con motor DOHC de 20 válvulas en línea y 4 Yamaha "Genesis" .
  • 1991-2010 Yamaha TDM y TRX motocicletas gemelas paralelas con 5 válvulas por cilindro
  • 1998-2006 Yamaha YZF-R1 superbike con rediseñado (más compacto) del motor "Genesis" . El modelo 2006 entregó 180 CV (134 kW; 182 PS) a 12.500 rpm (130,3 kW / litro).

La Yamaha XT660 individual una vez tuvo cinco válvulas por cilindro, pero un rediseño posterior redujo el recuento de válvulas a cuatro. La Aprilia Pegaso 650 single también comenzó con cinco válvulas, pero los modelos actuales solo tienen cuatro. El BMW F650 individual desarrollado conjuntamente siempre tuvo cuatro válvulas.

Aeronave

Junkers Jumo 213 seccionado, que muestra un diseño de tres válvulas
1916 Benz Bz.IV El motor de avión de 6 cilindros en línea refrigerado por agua de 19 litros con pistones de aluminio, árbol de levas doble y cuatro válvulas por cilindro alcanzó 230 CV / 170 kW a 1400 rpm (9,0 kW / litro). Aprox. Se produjeron 6.400 motores.
Vista en corte del motor de avión Packard Merlin 28 V12 de 1941 que muestra SOHC y cuatro válvulas por cilindro. Este motor sobrealimentado de la Segunda Guerra Mundial, ampliamente utilizado , produjo 1.390 CV (1.037 kW; 1.409 PS) a partir de 1.649 cid (38,5 kW / litro).

Ettore Bugatti diseñó varios motores de aviones de válvulas múltiples. El Bugatti U-16 de 1916 1484.3 cid (24.32 L) SOHC de 16 cilindros, que consta de dos bancos paralelos de 8 cilindros, ofrecía 410 bhp (305 kW) a 2.000 rpm (12.5 kW / litro o 0.28 bhp / cid). Cada cilindro tenía dos válvulas de entrada verticales y una sola válvula de escape vertical, todas accionadas por palancas oscilantes del árbol de levas. Otros motores de aviones avanzados de la Primera Guerra Mundial , como el Maybach Mb.IVa de 1916 que producía 300 bhp (224 kW; 304 PS) en altitud y el Benz Bz.IV de 1916 con pistones de aluminio y el Napier Lion de 1918 (un 24-4 de 450 bhp). litros DOHC 12 cilindros), utiliza dos válvulas de admisión y dos válvulas de escape.

Mucho después de que el motor de aviación King-Bugatti "U-16" los usara, poco antes de la Segunda Guerra Mundial, la empresa de aviación Junkers comenzó la producción del motor de aviación militar más producido del Tercer Reich (más de 68,000 producidos), el diseñado en 1936, 35 -litro de cilindrada, V12 invertido, Junkers Jumo 211 refrigerado por líquido , que utilizaba un diseño de culata de tres válvulas heredado del primer diseño V12 invertido de Junkers, el Junkers Jumo 210 de 1932, que se trasladó a la versión posterior, más Potente Junkers Jumo 213 de 1940 , producido hasta 1945, cuyas versiones de producción (los subtipos Jumo 213A y -E) conservaron el diseño de culata de tres válvulas del Jumo 211.

Los motores V12 de muchos aviones de combate de la Segunda Guerra Mundial utilizaron una configuración SOHC con cuatro válvulas para cada cilindro.

Un ejemplo de un motor de pistón multiválvula moderno para aviones pequeños es el Austro Engine AE300 . Este motor diésel de 4 cilindros en línea de 16 válvulas DOHC, refrigerado por líquido, turboalimentado de 2.0 litros (1.991 cc) utiliza inyección directa de combustible common rail y entrega 168 CV ​​(125 kW; 170 CV) a 3.880 rpm (62,0 kW / litro). La hélice es impulsada por una caja de cambios integrada (relación 1,69: 1) con amortiguador de vibraciones torsionales. El peso total de la unidad de potencia es de 185 kg (408 lb).

Barcos

En 1905, el fabricante de automóviles Delahaye había experimentado con un motor de carreras marino DOHC con seis válvulas por cilindro. Este motor Delahaye Titan era un enorme cuatro cilindros de 5190 cid (85,0 litros) que producía 350 bhp (0,07 bhp / cid). Permitió que la lancha a motor Le Dubonnet pilotada por Emile Dubonnet estableciera un nuevo récord mundial de velocidad en el agua, alcanzando 33,80 mph (54,40 km / h) en el lago de Juvisy , cerca de París , Francia .

Un ejemplo de motores multiválvulas modernos para embarcaciones pequeñas es la serie IPS de Volvo Penta . Estos motores diésel internos refrigerados por agua de mar y operados por palanca de mando utilizan carga combinada (turbo y sobrealimentador, excepto IPS450) con posenfriador, inyección de combustible common rail y DOHC con tecnología hidráulica de 4 válvulas. La potencia del eje de transmisión varía de 248 a 850 bhp (185 a 634 kW; 251 a 862 PS) (máxima eficiencia 59,7 kW / litro para IPS400 3.7 litros diesel de 4 cilindros en línea). Se pueden combinar varias unidades.

Referencias

enlaces externos