En ingeniería automotriz un motor multiválvula o multiválvula es aquel donde cada cilindro tiene más de dos válvulas . Un motor de válvulas múltiples respira mejor y puede funcionar a revoluciones por minuto (RPM) más altas que un motor de dos válvulas, entregando más potencia . [1] [2]
Un diseño de motor multiválvula 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 combustible [3] ) y otra para la salida de los gases de combustión. Agregar más válvulas aumenta el área de las válvulas y mejora el flujo de gases de admisión y escape, mejorando así la combustión , la eficiencia volumétrica y la potencia de salida . La geometría de válvulas múltiples permite que la bujía esté ubicada idealmente dentro de la cámara de combustión para una propagación óptima de la llama. Los motores multiválvulas tienden a tener válvulas más pequeñas que tienen una masa alternativa más baja , lo que puede reducir el desgaste en cada lóbulo de la leva y permitir más potencia a partir 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 refrigeración adicional a la culata. Las desventajas de los motores multiválvulas son un aumento del coste de fabricación y un posible aumento del consumo de aceite debido al mayor número de sellos de vástago de válvula. Algunos motores SOHC multiválvulas (como el Mazda B8-ME ) utilizan un solo balancín en forma de horquilla para accionar dos válvulas (generalmente las válvulas de escape), de modo que se necesitarán menos lóbulos de leva para reducir los costos de fabricación. [ cita necesaria ]
Tiene una única válvula de escape grande y dos válvulas de admisión más pequeñas. Un diseño de tres válvulas permite una mejor respiración que un cabezal de dos válvulas, pero la válvula de escape grande da como resultado un límite de RPM no superior al de un cabezal 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 finales de los 80 y principios de los 90; y desde 2004, la disposición de válvulas principal utilizada en las camionetas Ford Serie F y los SUV Ford. La Ducati ST3 V-twin tenía cabezales de 3 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.
Menos común es la cabeza de cinco válvulas, con dos válvulas de escape y tres válvulas de entrada. Las cinco válvulas son similares en tamaño. Este diseño permite una respiración excelente y, como cada válvula es pequeña, en teoría 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 unas RPM máximas más altas, y los tres puertos de entrada deberían ofrecer un llenado eficiente de los cilindros y una alta turbulencia del gas (ambas características deseables), se ha cuestionado si un motor de cinco válvulas La configuración de válvulas ofrece una ventaja rentable respecto a 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 económico de cuatro válvulas.
Ejemplos de motores de cinco válvulas son los distintos motores 1,8 L 20vT fabricados por AUDI AG, las versiones posteriores del Ferrari Dino V8 y el motor 1,6 L 20 válvulas 4A-GE fabricado por Toyota en colaboración con Yamaha.
Para válvulas de diámetro interior cilíndrico y de igual área, 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 del cilindro. Estos porcentajes se basan en una geometría simple y no tienen en cuenta los orificios para bujías o inyectores, pero estos huecos generalmente estarán ubicados 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 cabezas con un número par de válvulas por cilindro:
La turboalimentación y la sobrealimentación son tecnologías que también mejoran la respiración del motor y pueden usarse en lugar de, o junto con, motores multiválvulas. Lo mismo se aplica a la sincronización variable de válvulas y a 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 culata , como parte del ajuste del motor , también se utilizan para mejorar el rendimiento del motor.
Los coches de carreras Ariès VT de 1908 tenían motores monocilíndricos sobrealimentados de 1,4 litros con sistemas desmodrómicos de cuatro válvulas por cilindro. (Fuente: [1])
El Isotta-Fraschini Tipo KM de 1910 tenía un motor de cuatro cilindros 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 engranaje de válvulas en cabeza completamente cerrado (fuente: Isotta Fraschini Tipo KM [1] y [2] )
El primer automóvil del mundo que tuvo 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 motor monobloque de cuatro 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 circuito de carreras de Brooklands, en Inglaterra, un L76 construido especialmente, llamado "la Torpille" (torpedo), batió el récord mundial de velocidad de 170 km/h. [1] Robert Peugeot también encargó al joven Ettore Bugatti el desarrollo de un coche de carreras de GP para el Gran Premio de 1912. Este Bugatti Tipo 18 impulsado por cadena tenía un motor de cuatro cilindros en línea de 5 litros con SOHC y tres válvulas por cilindro (dos de entrada y una de escape). Produjo aprox. 100 CV (75 kW; 101 CV) a 2800 rpm (0,30 CV por pulgada cúbica) y podía alcanzar 99 mph (159 km/h). El cabezal 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 bhp (75 kW). SOHC NA de 24 válvulas y 8 cilindros en línea que producía 0,82 CV (0,61 kW) por pulgada cúbica.
ALFA 40/60 GP era uno de los primeros prototipos de coche de carreras en pleno funcionamiento fabricado por la empresa que ahora se llama Alfa Romeo . Sólo se construyó un ejemplar en 1914, que luego fue modificado en 1921. Este diseño de Giuseppe Merosi fue el primer motor DOHC de Alfa Romeo. Tenía cuatro válvulas por cilindro, un ángulo de válvula de 90 grados y encendido de doble chispa. [4] 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 coche era de 140 a 149 km/h (88 a 93 mph). No fue hasta la década de 1920 cuando estos motores DOHC llegaron a los coches 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 doble Admisiones y escapes." . [5]
Los primeros motores de válvulas múltiples en configuración de cabeza en T fueron los motores Stutz de cuatro cilindros en línea de 1917, el modelo de automóvil blanco GL 327 CID monobloque de cuatro válvulas duales y los motores Pierce-Arrow de seis cilindros en línea 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 múltiples válvulas. Stutz Motor Company utilizó una cabeza en T modificada con 16 válvulas, encendido de doble chispa y pistones de aluminio para producir 80 bhp (59 kW) a 2400 rpm a partir de un 360,8 cid (5,8 litros) de cuatro cilindros en línea (0,22 bhp por pulgada cúbica). ). Se construyeron más de 2.300 de estos potentes primeros motores multiválvulas. Stutz no sólo los utilizó en su famoso deportivo Bearcat , sino también en sus turismos estándar. [6] [7] [8] El motor monobloque White Motor Car desarrolló 72 caballos de fuerza y se construyeron menos de 150, se sabe que existen solo tres en la actualidad. En 1919, Pierce-Arrow presentó su motor de seis cilindros en línea de 524,8 cid (8,6 litros) con 24 válvulas. El motor producía 48,6 CV (0,09 CV por pulgada cúbica) y funcionaba de forma muy silenciosa, lo que era una ventaja para los contrabandistas de aquella época. [9] [10] [11]
Los motores multiválvulas siguieron siendo populares en los motores deportivos y de carreras. Robert M. Roof, ingeniero jefe de Laurel Motors, diseñó sus techos Roof Racing de válvulas múltiples a principios del siglo XX. Los cabezales Tipo A de 16 válvulas 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 coche con árbol de levas en cabeza Tipo C hasta la victoria en Indiana en 1926. [12] [13]
Bugatti también había desarrollado un motor OHV de 1,5 litros y cuatro válvulas por cilindro ya en 1914, pero no utilizó 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 Voiturettes de Le Mans de 1920, el piloto Ernest Friderich terminó primero con un Bugatti Tipo 13 con motor de 16 válvulas, con una media de 91,96 km/h. Aún más exitoso fue el Bugattis que arrasó con los cuatro primeros puestos en Brescia en 1921. En honor a esta memorable victoria, todos los Bugattis con motor de 16 válvulas fueron apodados Brescia . Entre 1920 y 1926 se construyeron unas 2.000 unidades.
Peugeot tenía un coche de Gran Premio de 5 válvulas y triple árbol de levas en cabeza en 1921. [14]
Bentley utilizó motores multiválvulas desde el principio. El Bentley de 3 litros , introducido en 1921, utilizaba un motor monobloque de cuatro cilindros en línea con pistones de aluminio, cámaras de combustión con techo inclinado , encendido por doble chispa, SOHC y cuatro válvulas por cilindro. Produjo aprox. 70 CV (0,38 CV por pulgada cúbica). El Bentley de 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) alcanzaba los 240 CV (0,89 CV por pulgada cúbica). El Bentley de 6½ litros de 1926 añadió dos cilindros al motor monobloque de cuatro cilindros en línea. Este motor de seis cilindros en línea con múltiples válvulas ofrecía 180-200 CV (0,45-0,50 CV por pulgada cúbica). El Bentley de 8 litros, multiválvula y seis cilindros en línea de 1930 produjo aprox. 220 CV (0,45 CV por pulgada cúbica).
En 1931, Stutz Motor Company introdujo un motor de 322 cid (5,3 litros), doble árbol de levas, 32 válvulas y ocho cilindros en línea con 156 bhp (116 kW) a 3900 rpm, llamado DV-32. El motor ofrecía 0,48 CV por pulgada cúbica. Se construyeron alrededor de 100 de estos motores multiválvulas. Stutz también los utilizó en su deportivo de gama alta, el DV-32 Super Bearcat, que podía alcanzar los 160 km/h (100 mph). [15] [16]
El motor del Duesenberg SJ Mormon Meteor de 1935 era un motor de ocho 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. [17] [18]
El coche de carreras Mercedes-Benz W125 de 1937 utilizaba un motor de ocho cilindros en línea sobrealimentado de 5,7 litros con DOHC y cuatro válvulas por cilindro. El motor producía 592-646 CV (441,5-475 kW) a 5800 rpm y alcanzaba 1,71-1,87 CV por pulgada cúbica (77,8-85,1 kW/litro). La velocidad máxima del W125 fue aproximada. 200 mph (322 kilómetros por hora).
El motor Cosworth DFV F1 de 1967, un V8 NA de 3.0 litros que producía 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, incluidas 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 PS (221 kW; 296 hp), el motor Toyota 7 participó en carreras de resistencia como un V8 no turbo de 5.0 litros (4968 cc) con DOHC y 32 válvulas. . Producía 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.
Se discute mucho sobre cuál fue el primer coche 'producido en serie' que utilizó un motor de cuatro válvulas por cilindro. Para los motores de seis cilindros, y considerando versiones especiales de automóviles producidos en serie, el primero parece haber sido el Nissan Skyline de 1969 , utilizando el motor Nissan S20 de seis cilindros DOHC y cuatro válvulas. Este motor también se instaló en la edición de carreras Nissan Fairlady Z432.
Para un motor de cuatro cilindros, el primer automóvil producido en masa que utilizó un motor de cuatro válvulas por cilindro fue el Ford Escort RS1600 británico . Este automóvil utilizó el motor Cosworth BDA, que era un bloque Ford 'Kent' con una culata de doble leva Cosworth de 16 válvulas. . El coche se convirtió en una leyenda de los rallyes en la década de 1970, ganando muchos eventos nacionales y del Campeonato Mundial. Otros autos que afirman ser los primeros son el Jensen Healey , lanzado en 1972 que usaba un Lotus 907 DOHC de 16 válvulas, 2 litros y cuatro cilindros en línea, accionado por correa, que producía 140 bhp (54,6 kW/litro, 1,20 bhp/cid). Todos estos, aunque producidos en masa, también son de producción relativamente limitada, por lo que se argumenta que el primer automóvil de producción en masa ampliamente disponible y de precio popular con un motor de cuatro válvulas por cilindro fue el Triumph Dolomite Sprint de 1973 . Esta Triumph utilizó un motor SOHC de 16 válvulas, 1.998 cc (122 ci) de cuatro cilindros en línea desarrollado internamente que producía 127 CV (47,6 kW/litro, 1,10 CV/cid) en el momento de su presentación.
El Chevrolet Cosworth Vega de 1975 presentaba un cabezal de válvulas múltiples DOHC diseñado por Cosworth Engineering en el Reino Unido. Este motor de cuatro cilindros en línea de 122 pulgadas cúbicas producía 110 bhp (82 kW; 112 PS) a 5600 rpm (0,90 bhp/cid; 41,0 kW/litro) y 107 lb⋅ft (145 N⋅m) a 4800 rpm. [19]
El Fiat 131 Abarth de 1976 (51,6 kW/litro), el Lotus Esprit de 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 utilizaron 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 de carreras de 1978 utilizaba un motor de seis cilindros planos de 3,2 litros biturbo (845 CV/630 kW a 8.200 rpm; 784 Nm/578 ft.lbs a 6.600 rpm). El motor refrigerado por agua presentaba cuatro válvulas por cilindro y generaba una enorme potencia de 196,2 kW/litro. Porsche tuvo que abandonar su refrigeración por aire tradicional porque el DOHC multiválvula obstaculizaba la refrigeración por aire de las bujías. Sólo se construyeron dos coches.
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 nivel anterior al FI de 245 hp (183 kW). En el Lancia Thema 8.32 de 1986 se utilizó un Dino Quattrovalvole muy inusual . Se basó en el motor del 308 QV, pero utilizó un cigüeñal de plano dividido en lugar del plano tipo Ferrari. El motor fue construido por Ducati en lugar de Ferrari, y se produjo entre 1986 y 1991. Lancia también utilizó el Quattrovalvole para su intento por el Campeonato Mundial de Autos Deportivos con el LC2 . El motor era biturbo y tenía una cilindrada de 2,65 litros, pero producía 720 CV (537 kW) en la versión de clasificación. Posteriormente, el motor se aumentó a 3,0 litros y aumentó la potencia a 828 CV (617 kW). El Ferrari Testarossa de 1984 tenía un motor bóxer de 12 cilindros y 4,9 litros con cuatro válvulas por cilindro. Entre 1984 y 1991 se produjeron casi 7.200 Testarossa.
En 1985, Lamborghini lanzó un Countach Quattrovalvole , que producía 455 CV (335 kW; 449 CV) con 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 media combinada de 154,06 mph (247,94 km/h) sobre los 50.000 kilómetros por hora. Prueba de resistencia de km (31.000 millas). 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 aleación ligera DOHC con cuatro válvulas grandes por cilindro. En versión de carretera, el 190 E 2.3-16 producía 49 hp (36 kW) y 41 ft·lbf (55 N·m) de torque más que el motor básico de árbol de levas en cabeza 2.3 de cuatro cilindros en línea en el que se basaba y que ofrecía 185 hp. (138 kW) a 6200 rpm (59,2 kW/litro) y 174 lb⋅ft (236 N⋅m) a 4500 rpm. En 1988, un motor ampliado de 2,5 litros reemplazó al de 2,3 litros. Ofrecía cadenas de distribución de válvulas dobles para arreglar las cadenas simples que se rompían fácilmente en los primeros motores 2.3 y aumentaba la potencia máxima en 17 CV (12,5 kW) con un ligero aumento del par. Para la homologación, se produjeron los 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 máxima. El motor Evo II ofrecía 235 CV (173 kW; 232 CV) desde 2463 cc (70,2 kW/litro).
Saab introdujo un cabezal de 16 válvulas en su motor de cuatro cilindros en línea de 2,0 litros (1985 cc) 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 el Saab 9000 .
El Nissan FJ20 de 2.0 litros fue uno de los primeros motores japoneses de cuatro cilindros en línea producidos en masa en tener una configuración DOHC de 16 válvulas (cuatro válvulas por cilindro, dos de admisión, dos de escape) e inyección electrónica de combustible (EFI) cuando se lanzó en Octubre de 1981 en la sexta generación del Nissan Skyline . La potencia máxima fue de 148 hp (110 kW) a 6000 rpm y 133 lb⋅ft (180 N⋅m) a 4800 rpm. El FJ20 también se ofreció con turbocompresor, que producía 188 hp (140 kW) a 6.400 rpm y 166 lb⋅ft (225 N⋅m) a 4.800 rpm.
Siguiendo el ejemplo de Nissan, Toyota lanzó el motor 4A-GE de 1,6 litros (1587 cc) en 1983. 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 a uno de cuatro válvulas después de un año de evaluación. Producía 115-140 CV (86-104 kW) a 6.600 rpm (54,2-65,5 kW/litro) y 109 lb⋅ft (148 N⋅m) a 5.800 rpm. Para compensar la velocidad reducida del aire de un motor multiválvula a bajas revoluciones, los motores de primera a segunda generación incluyeron el sistema de admisión T-VIS .
En 1986 Volkswagen presentó un Golf GTI 16V multiválvula . El motor de cuatro cilindros en línea y 1.8 litros de 16 válvulas producía 139 CV (102 kW; 137 bhp) 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 multiválvulas convencional producido por GM después del Chevrolet Cosworth Vega . El NA Quad 4 alcanzó 1,08 CV (1 kW; 1 PS) por pulgada cúbica (49,1 kW/litro). [2] [20] Estos motores pronto se volvieron comunes cuando los fabricantes japoneses adoptaron el concepto de válvulas múltiples.
El Honda Civic de 1975 introdujo los motores Honda SOHC de 1,5 litros, 12 válvulas y cuatro cilindros en línea. El motor SOHC KA24E de Nissan de 1988 a 1992 también tenía tres válvulas por cilindro (dos de admisión y una de escape). Nissan actualizó a DOHC después de 1992 para algunos de sus autos deportivos, incluido el 240SX .
En 1988, Renault lanzó una versión de 12 válvulas de su Douvrin de 4 cilindros y 2,0 l SOHC.
Mercedes y Ford produjeron motores V6 y V8 de tres válvulas, y Ford afirmó 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 ubicada 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.
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 y el motor Chrysler 3,5 L V6 .
Los motores V12 de muchos aviones de combate de la Segunda Guerra Mundial también utilizaban una configuración SOHC con cuatro válvulas para cada cilindro.
El Mercedes-Benz Clase C de 1993 (motor OM604) fue el primer automóvil con motor diésel de 4 válvulas.
Peugeot tenía un coche de Gran Premio de cinco válvulas y triple árbol de levas en cabeza en 1921. [14]
En abril de 1988, un Audi 200 Turbo Quattro propulsado por un motor experimental de 2,2 litros turboalimentado, 25 válvulas y cinco cilindros en línea 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 1.000 km (625 millas) y 324,509 km/h (201,6 mph) durante 500 millas. [21] [22]
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. [23] [24]
Yamaha diseñó la culata de cinco válvulas para los motores 4A-GE de 20 válvulas fabricados por Toyota para su uso en algunos modelos de Toyota Corolla en Japón en 1991. Yamaha también desarrolló motores de Fórmula Uno de cinco válvulas, el OX88 V8 de 1989, el OX99 V12 de 1991. , 1993 OX10 V10 y 1996 OX11 V10, 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.
En 1985, Maserati fabricó un motor experimental V6 turbo de 2,0 litros con seis válvulas por cilindro (tres de admisión y tres de escape). Alcanzó 261 CV (195 kW; 265 CV) a 7.200 rpm (97,5 kW/litro). [25]
Aunque la mayoría de los motores multiválvulas tienen árboles de levas en cabeza , ya sea SOHC o DOHC , un motor multiválvulas puede tener un diseño de motor de válvulas en cabeza (OHV) con varilla de empuje. GM ha revelado una versión de tres válvulas de su V8 de cuarta generación que utiliza varillas de empuje para accionar balancines bifurcados, y todos los motores Duramax V8 tienen cuatro válvulas por cilindro con varillas de empuje. Además, Cummins fabrica un motor diésel OHV de cuatro válvulas y seis cilindros en línea , el Cummins Serie B (ahora conocido como ISB). Ford también usa varillas de empuje en su motor Power Stroke de 6.7L usando cuatro varillas de empuje, cuatro balancines y cuatro válvulas por cilindro. Los motores Powerstroke 6.0 y 6.4 construidos por Navistar también utilizaban varillas de empuje con cabezales de cuatro válvulas. Los sistemas de válvulas múltiples con varilla de empuje son comunes en los motores diésel porque deben poder cumplir con los estándares de emisiones, pero también producir más torque a bajas revoluciones. El motor Harley-Davidson Milwaukee Eight , presentado en 2016, utiliza cuatro válvulas por cilindro impulsadas por varillas de empuje y un único árbol de levas en bloque. [26] [27]
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 turboalimentado de válvulas múltiples .
Ejemplos de motocicletas con motores multiválvulas incluyen:
La Yamaha XT660 single alguna vez tuvo cinco válvulas por cilindro, pero un rediseño posterior redujo el número de válvulas a cuatro. La Aprilia Pegaso 650 single también empezó con cinco válvulas, pero los modelos actuales sólo tienen cuatro. La BMW F650 single desarrollada conjuntamente siempre tuvo cuatro válvulas.
Ettore Bugatti diseñó varios motores de avión multiválvulas. El Bugatti U-16 1484,3 cid (24,32 L) SOHC de 16 cilindros de 1916, que constaba de dos bancos paralelos de 8 cilindros, ofrecía 410 bhp (305 kW) a 2000 rpm (12,5 kW/litro o 0,28 bhp/cid). Cada cilindro tenía dos válvulas de entrada verticales y una única válvula de escape vertical, todas impulsadas por palancas oscilantes del árbol de levas. Otros motores de avión 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 24-450 bhp) litro DOHC de 12 cilindros), utilizaba 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 firma de aviación Junkers comenzó la producción del motor de aviación militar más producido del Tercer Reich (más de 68.000 producidos), el 35, diseñado en 1936. Junkers Jumo 211 de litro de cilindrada, V12 invertido y refrigeración líquida , que utilizaba un diseño de culata de tres válvulas [31] heredado del primer diseño de V12 invertido de Junkers, el Junkers Jumo 210 de 1932 [32] ; hasta el posterior, más potente Junkers Jumo 213 , originario 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. [33]
Los motores V12 de muchos aviones de combate de la Segunda Guerra Mundial utilizaban una configuración SOHC con cuatro válvulas para cada cilindro.
Un ejemplo de motor de pistón multiválvula moderno para aviones pequeños es el Austro Engine AE300 . Este motor diésel DOHC de 2,0 litros (1991 cc) turboalimentado, 16 válvulas y cuatro cilindros en línea, refrigerado por líquido, utiliza inyección directa de combustible common rail y entrega 168 bhp (125 kW; 170 PS) a 3880 rpm (62,0 kW/litro). La hélice es accionada por una caja de cambios integrada (relación 1,69:1) con amortiguador de vibraciones de torsión. El peso total de la unidad de potencia es de 185 kg (408 lb).
En 1905, el fabricante de automóviles Delahaye había experimentado con un motor marino de carreras 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 el barco a motor Le Dubonnet pilotado 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 . [34]
Un ejemplo de motores multiválvulas modernos para embarcaciones pequeñas es la Serie IPS de Volvo Penta . Estos motores diésel intraborda refrigerados por agua de mar 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) (la eficiencia más alta es 59,7 kW/litro para el diésel IPS400 de cuatro cilindros en línea y 3,7 litros). Se pueden combinar varias unidades.
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En la reciente reunión internacional celebrada en Zúrich, varias de las máquinas alemanas de éxito fueron equipadas con el nuevo motor de gasolina Junkers 210... Se
proporcionan tres válvulas por cilindro, dos de admisión y una de escape,
accionadas por empujadores y balancines de un único árbol de levas.
El Jumo 213 tenía un cabezal de tres válvulas, pero se estaba desarrollando uno de cuatro válvulas para la versión "J".
Sin embargo, está documentado que el Jumo 213A tenía un rendimiento superior a gran altitud en ese momento particular, aunque el DB 603 se desarrolló más tarde con características iguales o mejores.