El motor de ocho cilindros en línea o de ocho cilindros en línea (abreviado a menudo como I8 ) 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 válvulas laterales , IOE , válvulas en cabeza , válvulas de manguito y levas en cabeza .
Un motor de ocho cilindros en línea puede sincronizarse para lograr un equilibrio primario y secundario inherente , sin fuerzas o momentos primarios o secundarios desequilibrados. Sin embargo, la vibración torsional del cigüeñal , presente en algún grado en todos los motores, es suficiente para requerir el uso de un amortiguador armónico en el extremo auxiliar del cigüeñal. Sin dicha amortiguación, puede producirse un agrietamiento por fatiga cerca del muñón del cojinete principal trasero , lo que provoca una falla del motor.
Aunque un motor de seis cilindros en línea también se puede sincronizar 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 con mayor suavidad bajo carga que un motor de seis cilindros en línea. Además, debido al número par de carreras de potencia por revolución, un motor de ocho cilindros en línea no produce vibraciones armónicas de orden impar desagradables en la línea de transmisión del vehículo a bajas velocidades del motor.
Las características de funcionamiento suave del motor de 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 del 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 "látigo del cigüeñal", causado por los efectos de la fuerza centrífuga en los recorridos del cigüeñal a altas revoluciones del motor , puede causar contacto físico entre las bielas y las paredes del cárter , lo que lleva a la destrucción del motor. Como resultado, el diseño ha sido reemplazado casi por completo por la configuración del motor V8 más corto.
El primer motor de ocho cilindros en línea fue concebido por Charron, Girardot et Voigt (CGV) en 1903, pero nunca se construyó. [2] [ página necesaria ] Se lograron grandes avances durante la Primera Guerra Mundial , ya que Mercedes fabricó motores de ocho cilindros en línea para aviones 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 avión 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, cuyos ejemplos se utilizaron en los automóviles De Dion-Bouton , Scripps-Booth y Cadillac en 1914, no se utilizaron motores de ocho cilindros en línea en automóviles de producción antes de 1920.
La italiana Isotta Fraschini presentó el primer automóvil de producción con ocho cilindros en línea, el 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 de Olympia, Londres, en 1920. [4] [5] Los hermanos Duesenberg presentaron su primer automóvil de producción con ocho cilindros en línea en 1921. [6] : p48
Los motores de ocho cilindros en línea se utilizaron en vehículos de lujo y de alto rendimiento hasta después de la Segunda Guerra Mundial. Los Bugatti y los Duesenberg utilizaban 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 tenían más de 4 pies (1,2 m) de largo, lo que dio lugar a los capós largos 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 motores de ocho cilindros en línea en automóviles destinados a la clase media. El fabricante de motores Lycoming construyó 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 Model 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 comprendían Auburn, Cord y Duesenberg, cerraron en 1937. Lycoming continúa hasta el día de hoy como fabricante de motores de aviación.
A fines de la década de 1920, los grandes vendedores 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, los siguieron Nash (con una unidad de encendido doble), REO y las divisiones Buick , Oldsmobile y Pontiac de General Motors .
El Buick de ocho cilindros en línea era 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 válvulas planas . Chevrolet, como marca de nivel de entrada, no tenía un motor de 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 de plano cruzado 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 automóviles Ford de nivel de entrada usaban motores V8 de cabeza plana hasta la década de 1950, mientras que sus automóviles de lujo Lincoln usaban V8 desde la década de 1930 hasta la de 1980 y motores V12 en las décadas de 1930 y 1940. Chrysler usaba motores de 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 Beardmore Tornado Mk I de ocho cilindros en línea. Estos motores estaban destinados a ofrecer una potencia de 700 CV (520 kW) a 1000 rpm, pero en la práctica tenían una potencia nominal continua de solo 585 CV (436 kW) a 900 rpm. [9]
Después de la Segunda Guerra Mundial , los cambios en el mercado automovilístico provocaron la decadencia y extinción definitiva del motor de ocho cilindros en línea. Los principales usuarios del motor de ocho cilindros en línea fueron los automóviles estadounidenses de lujo y de alta gama que se habían heredado de antes de la guerra. Un autobús interurbano flexible 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 de alto octanaje a bajo precio . Los motores podían diseñarse con relaciones de compresión más altas para aprovechar la gasolina de alto octanaje. Esto dio lugar a motores sometidos a mayores esfuerzos, lo que amplificó las limitaciones del cigüeñal y el árbol de levas largos en los motores de ocho cilindros en línea.
Oldsmobile reemplazó su motor de ocho cilindros en línea con válvulas en cabeza 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 motor de ocho cilindros en línea por su famoso Hemi V-8 en 1951. Hudson retiró su motor de ocho cilindros en línea a fines del año modelo 1952. Buick introdujo un V8 (diámetro de 4,0" × carrera de 3 13 ⁄ 64 " = 322 in³ (5,277 L)) en 1953, con una cilindrada similar a su motor de ocho cilindros en línea ( diámetro de 3 7 ⁄ 16 " × carrera de 4 5 ⁄ 16 " = 320,2 in³ (5,247 L)), este último se fabricó hasta fines del año modelo 1953. Pontiac mantuvo la producción de su motor de ocho cilindros en línea, así como de un motor de seis cilindros en línea con cabezal en L , hasta finales del año modelo 1954, después de lo cual un V8 se convirtió en estándar. Packard finalizó la producción de su emblemático 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 los EE. UU., y la mayoría del resto tenía motores de seis cilindros. [6] : pp99-103, 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 autos grandes volvieran a ser populares. El cambio en el diseño de los autos, de un compartimiento del motor largo entre guardabarros separados a la configuración moderna con un compartimiento del motor más corto, rápidamente llevó 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 impulsaron la mayoría de los autos en Europa, y los pocos autos de ocho cilindros producidos fueron de configuración V8. [6] : pp99-113, 119–135
El ejército británico seleccionó la serie B80 de Rolls-Royce de motores de ocho cilindros en línea para 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 cañón de baja presión de 76,2 mm en el centro y el conductor en la parte delantera. El transporte blindado de personal Saracen tenía el motor en la parte delantera con el conductor en el centro y espacio para hasta nueve tropas en la parte trasera. El transporte logístico anfibio Stalwart tiene el compartimiento del conductor sobre las ruedas delanteras, el motor B81 más grande en la parte trasera y un gran compartimento de carga sobre el medio 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.
Los motores de la serie B80 de Rolls-Royce también se utilizaron en otras aplicaciones militares y civiles, como el camión militar Leyland Martian, el motor de cabrestante del ARV Centurion y varios camiones de bomberos Dennis .
A pesar de las deficiencias de longitud, peso, fricción de los cojinetes y vibraciones torsionales que llevaron a la desaparición del ocho cilindros en línea después de la guerra, el ocho cilindros en línea fue el diseño de motor de alto rendimiento elegido desde finales de la década de 1920 hasta finales de la década de 1940, y continuó sobresaliendo en el automovilismo hasta mediados de la década de 1950. Bugatti, Duesenberg, Alfa Romeo , Mercedes-Benz y Miller construyeron autos de carrera exitosos con motores de ocho cilindros en línea de alto rendimiento con doble árbol de levas en cabeza en las décadas de 1920 y 1930.
Los hermanos Duesenberg introdujeron el primer motor de ocho cilindros en línea de competición 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 empresa había realizado en motores de aviación de 16 cilindros durante la Primera Guerra Mundial , el motor con árbol de levas en cabeza y tres válvulas por cilindro producía 115 caballos de fuerza (86 kW ) a 4250 rpm y era capaz de alcanzar unas asombrosas (en aquel momento) 5000 rpm. Ningún motor de Gran Premio antes de la guerra había alcanzado un máximo de más de 3000 rpm. [12] : pp22–25
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 coches de carreras más exitosos de todos los tiempos, que finalmente ganó más de 1000 carreras. Al igual que los Duesenberg, Bugatti obtuvo sus ideas de la construcción de motores de aviación 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 bhp (75 kW) a 5000 rpm y podía acelerarse a más de 6000 rpm. Se produjeron casi 400 del Type 35 y sus derivados, un récord histórico para las carreras de autos de Gran Premio . [12] : pp26–29
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Alfa Romeo fue la primera en reaccionar a los problemas de ingeniería del motor de ocho cilindros en línea: en los motores de sus coches de competición P2 y P3 y en sus coches deportivos Alfa Romeo 8C 2300/2600/2900, famosos por las Mille Miglia y Le Mans, el accionamiento del árbol de levas se había trasladado al centro del motor, entre los cilindros cuatro y cinco, reduciendo así las limitaciones antes mencionadas. El motor de ocho cilindros en línea se construyó en realidad como un par simétrico de motores de cuatro cilindros en línea unidos en el medio por trenes de engranajes comunes para los árboles de levas y los compresores. Tenía dos árboles de levas en cabeza, pero sólo dos válvulas por cilindro. [12] : pp34–37
El Alfa Romeo de ocho cilindros en línea volvería después de la Segunda Guerra Mundial para dominar la primera temporada de carreras de Fórmula Uno en 1950, y para ganar la segunda temporada contra la competencia del automóvil 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 una brecha de seis años en el medio causada por la guerra). En 1951, sus motores supercargados de 1,5 L podían producir 425 bhp (317 kW) a 9300 rpm y podían alcanzar hasta 10 500 rpm. Sin embargo, los motores estaban al final de su potencial, y los cambios de reglas para la temporada de 1952 hicieron que los Alfettas quedaran obsoletos. [12] : pp67–69
Mercedes-Benz crearía los últimos coches de carreras notables de ocho cilindros en línea en 1955, con el coche de carreras de Fórmula 1 ganador del campeonato W196 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 notorio por el accidente mortal 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 solo el árbol de levas, sino también la caja de cambios se impulsaban desde el centro del motor. Los ingenieros calcularon que las tensiones de torsión serían demasiado altas si tomaban la potencia del extremo del cigüeñal largo, por lo que colocaron un tren de engranajes central en el medio (que también hacía funcionar los árboles de levas dobles, los magnetos dobles y otros accesorios) y colocaron un eje de transmisión en la carcasa del embrague en la parte trasera. [12] : pp94-97