El motor de ocho cilindros en línea o de ocho en línea (a menudo abreviado como I8 o L8 ) es un motor de combustión interna de ocho cilindros con los ocho cilindros montados en línea recta a lo largo del cárter . El tipo se ha producido en configuraciones de válvula lateral , IOE , válvula en cabeza , válvula de manguito y leva en cabeza .
Un ocho en línea puede cronometrarse para lograr un equilibrio primario y secundario inherente , sin fuerzas o momentos primarios o secundarios desequilibrados. Sin embargo, la vibración torsional del cigüeñal , presente hasta cierto punto en todos los motores, es suficiente para requerir el uso de un amortiguador armónico en el extremo accesorio del cigüeñal. Sin dicha amortiguación, pueden producirse grietas por fatiga cerca del muñón del cojinete principal trasero , lo que provocaría una falla del motor.
Aunque un motor de seis cilindros en línea también puede sincronizarse para lograr un equilibrio primario y secundario inherente, un motor de ocho cilindros en línea desarrolla más carreras de potencia por revolución y, como resultado, funcionará más suavemente bajo carga que un motor de seis cilindros en línea. Además, debido al número par de golpes de potencia por revolución, un ocho en línea no produce vibraciones armónicas desagradables de orden impar en la línea motriz del vehículo a bajas velocidades del motor.
Las características de marcha suave del ocho cilindros en línea lo hicieron popular en los autos de lujo y de carreras del pasado. Sin embargo, la longitud del motor exigía el uso de un compartimiento de motor largo, lo que hacía que el diseño básico fuera inaceptable en los vehículos modernos. [1] Además, debido a la longitud del motor, la vibración torsional tanto en el cigüeñal como en el árbol de levas puede afectar negativamente la confiabilidad y el rendimiento a altas velocidades. En particular, un fenómeno conocido como "latigazo del cigüeñal", causado por los efectos de la fuerza centrífuga en los giros del cigüeñal a altas revoluciones del motor , puede causar contacto físico entre las bielas y las paredes del cárter , provocando la destrucción del motor. Como resultado, el diseño ha sido desplazado casi por completo por la configuración del motor V8 más corto .
El primer ocho cilindros en línea fue concebido por Charron, Girardot et Voigt (CGV) en 1903, pero nunca construido. [2] [ página necesaria ] Se lograron grandes avances durante la Primera Guerra Mundial , cuando Mercedes fabricó motores de avión de ocho cilindros en línea como el Mercedes D.IV. Las ventajas del motor de ocho cilindros en línea para aplicaciones aeronáuticas incluían la eficiencia aerodinámica de la configuración larga y estrecha y el equilibrio inherente del motor que hacía innecesarios los contrapesos en el cigüeñal. Las desventajas de la torsión del cigüeñal y del árbol de levas no se consideraron en ese momento, ya que los motores de los aviones de la época funcionaban a bajas velocidades para mantener la velocidad de la punta de la hélice por debajo de la velocidad del sonido.
A diferencia de la configuración del motor V8, ejemplos de los cuales se utilizaron en automóviles De Dion-Bouton , Scripps-Booth y Cadillac en 1914, no se utilizaron motores de ocho cilindros en línea en los automóviles de producción antes de 1920.
La italiana Isotta Fraschini presentó el primer automóvil de ocho cilindros en línea de producción en su Tipo 8 en el Salón de París de 1919. [3] Leyland Motors presentó su automóvil de lujo Leyland Eight con motor de ocho cilindros en línea OHC en la Exposición Internacional del Automóvil en Olympia, Londres en 1920. [ 4] [5] Los hermanos Duesenberg introdujeron su primera producción de ocho cilindros en línea en 1921. [6] : p48
Los motores de ocho cilindros en línea se utilizaron en costosos vehículos de lujo y de alto rendimiento hasta después de la Segunda Guerra Mundial. Bugattis y Duesenberg usaban comúnmente motores de ocho cilindros en línea con doble árbol de levas en cabeza . Otros automóviles notables con motor de ocho cilindros en línea fueron construidos por Daimler , Mercedes-Benz , Isotta Fraschini , Alfa Romeo , Stutz , Stearns-Knight y Packard . Una característica de marketing de estos motores era su impresionante longitud: algunos de los motores Duesenberg medían más de 1,2 m (4 pies) de largo, lo que daba lugar a los largos capós que se encuentran en estos automóviles.
En los Estados Unidos, en la década de 1920, los fabricantes de automóviles, incluidos Hupmobile (1925), Chandler (1926), Marmon (1927), Gardner (1925), Kissel (1925), Locomobile (1925) y Auburn (1925) comenzaron a utilizar vehículos rectos. ocho motores en coches destinados a la clase media. El fabricante de motores Lycoming fabricó motores de ocho cilindros en línea para venderlos a fabricantes de automóviles, incluidos Gardner, Auburn, Kissel y Locomobile . Hupmobile construyó su propio motor. Lycoming fue comprado por el propietario de Auburn, Errett Lobban Cord , quien usó un Lycoming de ocho cilindros en línea en su automóvil Cord L-29 de tracción delantera, [7] e hizo que Lycoming construyera el motor de ocho cilindros en línea para el Duesenberg Modelo J , que había sido diseñado por los hermanos Duesenberg para Duesenberg Inc., propiedad de Cord. [8] Los fabricantes de automóviles dentro de Cord Corporation, que comprenden Auburn, Cord y Duesenberg, cerraron en 1937. Lycoming continúa hasta el día de hoy como fabricante de motores de aviones.
A finales de la década de 1920, los vendedores de gran volumen Hudson y Studebaker introdujeron motores de ocho cilindros en línea para los vehículos premium de sus respectivas líneas. A principios de la década de 1930 les siguieron Nash (con una unidad de doble encendido), REO y las divisiones Buick , Oldsmobile y Pontiac de General Motors .
El Buick de ocho cilindros en línea tenía un diseño de válvulas en cabeza , mientras que el Oldsmobile de ocho cilindros en línea y el Pontiac de ocho cilindros en línea eran motores de cabeza plana . Chevrolet, como marca básica, no tenía ocho cilindros en línea. Cadillac, la marca de lujo de General Motors, se quedó con sus tradicionales motores V8. Para tener motores tan suaves como los de ocho cilindros en línea de sus competidores, Cadillac introdujo el cigüeñal crossplane para su V8 y agregó motores V12 y V16 a la parte superior de su línea.
Ford nunca adoptó el motor de ocho cilindros en línea; sus autos Ford básicos usaron motores V8 de cabeza plana hasta la década de 1950, mientras que sus autos de lujo Lincoln usaron V8 desde la década de 1930 hasta la de 1980 y motores V12 en las décadas de 1930 y 1940. Chrysler utilizó ocho cilindros en línea de cabeza plana en sus automóviles Chrysler premium, incluido el modelo de lujo Imperial.
El dirigible rígido británico R101 estaba equipado con cinco motores diésel de ocho cilindros en línea Beardmore Tornado Mk I. Estos motores estaban destinados a dar una potencia de 700 CV (520 kW) a 1.000 rpm, pero en la práctica tenían una potencia nominal continua de sólo 585 CV (436 kW) a 900 rpm. [9]
Después de la Segunda Guerra Mundial , los cambios en el mercado del automóvil provocaron el declive y la extinción definitiva del motor de ocho cilindros en línea como motor de automóvil. Los principales usuarios del ocho cilindros en línea eran los automóviles estadounidenses de lujo y premium que se conservaron antes de la guerra. Un autobús interurbano Flxible utilizaba el Buick de ocho cilindros en línea.
Durante la Segunda Guerra Mundial, las mejoras en la tecnología de refinería utilizada para producir gasolina de aviación dieron como resultado la disponibilidad de grandes cantidades de gasolina económica de alto octanaje . Los motores podrían diseñarse con relaciones de compresión más altas para aprovechar la gasolina de alto octanaje. Esto llevó a motores con mayor estrés que amplificaron las limitaciones del cigüeñal largo y el árbol de levas en los motores de ocho cilindros en línea.
Oldsmobile reemplazó su motor de ocho cilindros en línea con cabeza plana por un motor V8 con válvulas en cabeza en 1949, momento en el que el V8 de Cadillac se cambió por uno con válvulas en cabeza. Chrysler reemplazó su ocho cilindros en línea con su famoso Hemi V-8 en 1951. Hudson retiró su ocho cilindros en línea al final del año modelo 1952. Buick introdujo un V8 (4,0" de diámetro × 3 13 ⁄ 64 " de carrera = 322 in³ (5,277 L)) en 1953, con un desplazamiento similar al de su (3 7 ⁄ 16 " de diámetro × 4 5 ⁄ 16 " de carrera = 320,2 in³ (5,247 L)) 8 cilindros en línea, este último se produjo hasta finales del año modelo 1953. Pontiac mantuvo la producción de sus ocho cilindros en línea, así como de seis cilindros en línea con cabeza en L , hasta el final del año modelo 1954, después de lo cual un V8 se convirtió en estándar. Packard finalizó la producción de su característico motor de ocho cilindros en línea a finales de 1954, reemplazándolo por un V8 con válvulas en cabeza. [10] [11]
A finales de la década de 1970, los V8 con válvulas en cabeza impulsaban el 80% de los automóviles fabricados en Estados Unidos, y la mayoría del resto tenía motores de seis cilindros. [6] : págs. 99-103, 116-117
En Europa, muchas fábricas de automóviles habían sido destruidas durante la Segunda Guerra Mundial, y pasaron muchos años antes de que las economías devastadas por la guerra se recuperaran lo suficiente como para que los automóviles grandes volvieran a ser populares. El cambio en el diseño de los coches desde un compartimiento de motor largo entre guardabarros separados a la configuración moderna con un compartimiento de motor más corto llevó rápidamente a la desaparición del motor de ocho cilindros en línea. Como resultado de esto, y de que los precios de la gasolina eran varias veces más caros que en los EE. UU., los motores de cuatro y seis cilindros impulsaban la mayoría de los automóviles en Europa, y los pocos automóviles de ocho cilindros producidos estaban en la configuración V8. [6] : págs. 99-113, 119-135
El ejército británico seleccionó la serie Rolls-Royce B80 de motores de ocho cilindros en línea en la familia de vehículos blindados Alvis FV 600. El vehículo blindado Alvis Saladin tenía un diseño 6x6 con el compartimiento del motor en la parte trasera, una torreta de baja presión de 76,2 mm en el centro y el conductor al frente. El vehículo blindado de transporte de personal sarraceno tenía el motor delante con el conductor en el centro y espacio para hasta nueve soldados en la parte trasera. El vehículo logístico anfibio Stalwart tiene el compartimento del conductor sobre las ruedas delanteras, el motor B81 más grande en la parte trasera y un gran compartimento de carga en el centro y la parte trasera. El vehículo de extinción de incendios Salamander no estaba blindado y se parecía al Stalwart con una superestructura de camión de bomberos convencional.
La serie de motores Rolls-Royce B80 también se utilizó en otras aplicaciones militares y civiles, como el camión militar Leyland Martian, el motor de cabrestante del Centurion ARV y varios camiones de bomberos Dennis .
A pesar de las deficiencias de longitud, peso, fricción de los cojinetes y vibraciones de torsión que llevaron a la desaparición del motor de ocho cilindros en línea en la posguerra, el motor de ocho cilindros en línea fue el diseño de motor de alto rendimiento elegido desde finales de los años 1920 hasta finales de los 1940, y continuó sobresaliendo. en el deporte del motor hasta mediados de los años cincuenta. Bugatti, Duesenberg, Alfa Romeo , Mercedes-Benz y Miller construyeron exitosos autos de carreras con motores de ocho cilindros en línea y doble árbol de levas en cabeza de alto rendimiento en las décadas de 1920 y 1930.
Los hermanos Duesenberg introdujeron el primer motor de carreras de ocho cilindros en línea con éxito en 1920, cuando su motor de 3 L quedó tercero, cuarto y sexto en las 500 Millas de Indianápolis . Al año siguiente, uno de sus coches ganó el Gran Premio de Francia , mientras que otros dos quedaron cuarto y sexto en la carrera. Basado en el trabajo que la compañía había realizado en motores de avión de 16 cilindros durante la Primera Guerra Mundial , el motor de árbol de levas en cabeza y tres válvulas por cilindro producía 115 caballos de fuerza de frenado (86 kW ) a 4250 rpm , y era capaz de acelerar a un ritmo asombroso. (en ese momento) 5.000 rpm. Ningún motor de Gran Premio antes de la guerra había alcanzado un máximo de más de 3.000 rpm. [12] : págs. 22-25
Bugatti experimentó con motores de ocho cilindros en línea a partir de 1922 y, en 1924, presentó el Bugatti Type 35 de 2 L , uno de los autos de carreras más exitosos de todos los tiempos, que eventualmente ganó más de 1000 carreras. Al igual que los Duesenberg, Bugatti obtuvo sus ideas de la construcción de motores de aviones durante la Primera Guerra Mundial y, al igual que ellos, su motor era una unidad de árbol de levas en cabeza de altas revoluciones con tres válvulas por cilindro. Producía 100 CV (75 kW) a 5.000 rpm y podía acelerarse a más de 6.000 rpm. Se produjeron casi 400 unidades del Tipo 35 y sus derivados, un récord histórico para los Grandes Premios de automovilismo . [12] : págs. 26-29
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Alfa Romeo fue el primero en reaccionar a los problemas de ingeniería del motor de ocho cilindros en línea: en sus motores de carreras para el P2 y P3 y en sus autos deportivos Alfa Romeo 8C 2300/2600/2900 de Mille Miglia y Le Mans , la transmisión por árbol de levas se había trasladado al centro del motor, entre los cilindros cuatro y cinco, reduciendo así las limitaciones mencionadas. El motor de ocho cilindros en línea en realidad se construyó como un par simétrico de motores de cuatro cilindros en línea unidos en el medio en trenes de engranajes comunes para los árboles de levas y los sobrealimentadores. Tenía dos árboles de levas en cabeza, pero sólo dos válvulas por cilindro. [12] : págs. 34-37
El Alfa Romeo de ocho cilindros en línea regresaría después de la Segunda Guerra Mundial para dominar la primera temporada de las carreras de Fórmula Uno en 1950, y para ganar la segunda temporada contra la competencia del auto con motor V12 de Ferrari en 1951. El Alfa Romeo 158/159 Alfetta Fue diseñado originalmente en 1937 y ganó 47 de los 54 Grandes Premios disputados entre 1938 y 1951 (con un intervalo de seis años a mitad de camino causado por la guerra). En 1951, sus motores sobrealimentados de 1,5 L podían producir 425 CV (317 kW) a 9.300 rpm y podían acelerar hasta 10.500 rpm. Sin embargo, los motores estaban al límite de su potencial y los cambios en las reglas para la temporada de 1952 hicieron que los Alfettas quedaran obsoletos. [12] : págs. 67–69
Mercedes-Benz crearía los últimos coches de carreras notables de ocho cilindros en línea en 1955, con el coche de carreras de Fórmula Uno W196 ganador del campeonato y el coche de carreras deportivo 300SLR . El 300SLR fue famoso por la victoria de Stirling Moss y Denis Jenkinson en la Mille Miglia de 1955 , pero famoso por el mortal accidente de Pierre Levegh en las 24 Horas de Le Mans de 1955 . El 300SLR fue el desarrollo final del diseño de Alfa Romeo de principios de la década de 1930, ya que no sólo el árbol de levas, sino ahora también la caja de cambios, se accionaba desde el centro del motor. Los ingenieros calcularon que las tensiones de torsión serían demasiado altas si tomaran energía del extremo del cigüeñal largo, por lo que colocaron un tren de engranajes central en el medio (que también accionaba los árboles de levas duales, los magnetos duales y otros accesorios) y ejecutaron una transmisión. eje a la carcasa del embrague en la parte trasera. [12] : páginas 94-97