Un motor V12 es un motor de pistón de doce cilindros en el que dos bancos de seis cilindros están dispuestos en una configuración en V alrededor de un cigüeñal común . Los motores V12 son más comunes que los motores V10 . Sin embargo, son menos comunes que los motores V8 .
El primer motor V12 se construyó en 1904 para su uso en barcos de carreras . Debido a la naturaleza equilibrada del motor y la entrega suave de potencia , los motores V12 se encontraron en los primeros automóviles de lujo, barcos, aviones y tanques. Los motores V12 de los aviones alcanzaron su apogeo durante la Segunda Guerra Mundial, tras lo cual fueron reemplazados en su mayoría por motores a reacción. En las carreras de Fórmula Uno, los motores V12 fueron comunes a fines de la década de 1960 y principios de la de 1990.
Las aplicaciones de los motores V12 en el siglo XXI han sido como motores marinos, en locomotoras ferroviarias, como grandes vehículos eléctricos estacionarios, así como en algunos automóviles deportivos y de lujo europeos.
Cada banco de un motor V12 funciona esencialmente como un motor de seis cilindros en línea , que por sí mismo tiene un equilibrio perfecto entre el motor primario y secundario . Un motor V12 de cuatro tiempos tiene un orden de encendido uniforme en ángulos en V de 60, 120 o 180 grados [1] Muchos motores V12 utilizan un ángulo en V de 60 grados entre los dos bancos de cilindros. [2] Se han producido motores V12 con otros ángulos en V, a veces utilizando muñequillas divididas para reducir las vibraciones desequilibradas. Las desventajas de los motores V12 incluyen un costo adicional, complejidad, pérdidas por fricción y tamaño y peso externos, en comparación con los motores que contienen menos cilindros.
En cualquier momento, tres de los cilindros de un motor V12 están en su carrera de potencia, lo que aumenta la suavidad de la entrega de potencia al eliminar espacios entre los pulsos de potencia.
Un motor V12 con un ángulo en V de 180 grados suele denominarse motor de doce cilindros planos . A veces también se los denomina motores "boxer doce", pero esta terminología es incorrecta para la mayoría de los motores V12 de 180 grados, ya que utilizan muñequillas compartidas y, por lo tanto, no están configurados como motores boxer. [3]
En teoría, las partes giratorias de un motor de competición V12 podrían ser más ligeras que las de un motor V8 de cilindrada similar, debido a que el motor V12 no requiere contrapesos en el cigüeñal ni tanta masa inercial para el volante. Además, el sistema de escape de un motor V12 es mucho más simple que el que se requeriría para un motor V8 de cilindrada cruzada para lograr un ajuste de los gases de escape por pulsos. Sin embargo, el uso de motores V12 en las carreras de autos es poco común en el siglo XXI.
Un motor V12 de 60 grados suele ser más angosto que un motor V6 o V8 de 90 grados de cilindrada similar. Sin embargo, el motor V12 suele ser más largo que los motores V6 y V8. La longitud adicional a menudo dificulta la instalación de un motor V12 en un automóvil de pasajeros, pero la longitud no suele ser un problema para camiones y aplicaciones estacionarias. Debido a su ancho más estrecho, el V12 es común como motor de locomotoras, tanques blindados y marinos. En estas aplicaciones, el ancho del motor está limitado por los estrechos espacios libres de los ferrocarriles o el ancho de las calles , mientras que la longitud del vehículo es más flexible.
En los barcos de doble hélice, dos motores V12 pueden ser lo suficientemente estrechos como para ir uno al lado del otro, mientras que en las configuraciones de tres hélices de alta velocidad a veces se utilizan tres motores V12. Los cruceros grandes y rápidos pueden tener seis o más motores V12. En los aviones de combate y bombarderos históricos con motor de pistón, la configuración V12 larga y estrecha utilizada en los aviones de alto rendimiento los hacía más aerodinámicos que otros motores, en particular el motor radial corto y ancho .
El primer motor en V (un diseño V-twin) fue construido por Daimler en 1889, [4] luego el primer motor V8 fue construido por Antoinette en 1903. A estos les siguió el primer motor V12 en 1904, que fue construido por Putney Motor Works en Londres para su uso en barcos de carreras. [5] Conocido como el motor "Craig-Dörwald" en honor a los socios fundadores de Putney, [6] el motor V12 se basó en el motor de dos cilindros existente de Putney con un diseño de culata plana , un ángulo en V de 90 grados y un cárter de aluminio. Como en muchos motores marinos, el árbol de levas podía deslizarse longitudinalmente para acoplar un segundo juego de levas , lo que proporcionaba una sincronización de válvulas que invertía la rotación del motor para lograr la propulsión hacia atrás . [7] El motor tenía una cilindrada de 18,4 L (1120 pulgadas cúbicas), un peso de 430 kg (950 libras) y desarrollaba barcos de carreras de 12 m (40 pies), pero se sabe poco de sus logros en las carreras. [5]
En la temporada de carreras de lanchas a motor de 1909-1910 aparecieron dos motores V12 más. La Lamb Boat & Engine Company de Estados Unidos construyó un motor de 25,5 L (1559 pulgadas cúbicas) para la lancha "Lamb IV" de 10 m (32 pies) de la empresa. La Orleans Motor Company construyó un enorme motor V12 de 56,8 L (3464 pulgadas cúbicas) con una potencia de salida estimada en "casi 298 kW (400 bhp)". En 1914, Panhard construyó dos motores V12 de 38,6 L (2356 pulgadas cúbicas) con cuatro válvulas por cilindro, que fueron diseñados para su uso en lanchas de carreras. [5]
Los grandes motores diésel V12 son comunes en los cruceros modernos, que pueden tener hasta seis motores de este tipo. [8] Un ejemplo de un motor marino V12 producido actualmente es el motor Wärtsilä 46F , donde la versión V12 tiene una cilindrada de 1157 L (70 604 pulgadas cúbicas) y una potencia de 14 400 kW (19 300 hp). [9]
Renault introdujo el primer motor V12 para aviones con su modelo de 90 hp de 1912. Este motor tenía un ángulo en V de 60 grados, refrigeración por aire y una disposición de válvulas de admisión sobre escape (cabeza F). La hélice era impulsada desde el extremo delantero del árbol de levas, girando así la velocidad de la hélice a la mitad de la velocidad de una hélice típica impulsada por cigüeñal, con el fin de mejorar la eficiencia de la hélice. [5] El motor Renault fue imitado de cerca por el RAF 4 y sus derivados, [ cita requerida ] que fue utilizado por varios aviones militares británicos durante la Primera Guerra Mundial. El motor RAF 4 tenía una cilindrada de 13,2 L (806 pulgadas cúbicas), pesaba 289 kg (637 libras) y producía 104 kW (140 hp) a 1800 rpm.
En marzo de 1914, se presentó en el Reino Unido una versión prototipo del motor Sunbeam Mohawk V12, basado en el motor de carreras "Toodles V". La versión de producción tenía una potencia nominal de 168 kW (225 hp) a 2000 rpm, lo que lo convirtió en el motor de avión más potente de Gran Bretaña al estallar la Primera Guerra Mundial. [5] Durante y después de la Primera Guerra Mundial, varias empresas de los Estados Unidos produjeron el motor Liberty L-12 . En Austria, los motores Austro Daimler V12 se utilizaron en los grandes hidroaviones de la Fuerza Aérea Naval y produjeron hasta 257 kW (345 hp). Al final de la Primera Guerra Mundial, los V12 estaban bien establecidos en la aviación, impulsando algunos de los aviones de combate y bombarderos más nuevos y más grandes.
Después de la Primera Guerra Mundial, muchos zepelines utilizaron motores V12 construidos por Maybach y Daimler . Los motores V12 impulsaron las primeras travesías transatlánticas de los hidroaviones Curtiss NC (utilizando cuatro motores Liberty L-12), la primera travesía transatlántica sin escalas en un Vickers Vimy (utilizando dos motores Rolls-Royce Eagle ) y la primera travesía transatlántica de un dirigible de la clase R-34 (utilizando cinco motores Sunbeam Maori ).
Los motores V12 alcanzaron su apogeo durante la Segunda Guerra Mundial con motores como los británicos Rolls-Royce Merlin y Rolls-Royce Griffon , los soviéticos Klimov VK-107 y Mikulin AM-38 , el estadounidense Allison V-1710 y los alemanes Daimler-Benz DB 600 y Junkers Jumo . Estos motores generaban unos 750 kW (1.000 CV) al comienzo de la guerra y más de 1.100 kW (1.500 CV) en su etapa de evolución final. Este rápido aumento de la potencia se debió a tecnologías como los sobrealimentadores de varias velocidades y los combustibles de alto octanaje , y el diseño V12 se adoptó comúnmente debido a sus bajas vibraciones para que los potentes motores no destrozaran las estructuras ligeras de los cazas.
Las fuerzas aliadas utilizaron motores V12 con un diseño "vertical", mientras que muchos motores alemanes (aparte del BMW VI , que fue diseñado antes de la Segunda Guerra Mundial), utilizaban un diseño de motor invertido , que tenía un centro de gravedad más bajo y mejoraba la visibilidad del piloto para los diseños de un solo motor. El único motor V12 invertido de diseño estadounidense de cualquier tipo que vio un servicio incluso limitado en la Segunda Guerra Mundial fue el Ranger V-770 refrigerado por aire , que se utilizó en aviones que solo se usaban con fines de entrenamiento dentro de los Estados Unidos, como el Fairchild AT-21 Gunner .
El motor Rolls-Royce Merlin V12 se utilizó en varios aviones británicos, incluidos los cazas Hawker Hurricane y Supermarine Spitfire , y los bombarderos Avro Lancaster y De Havilland Mosquito . El Hurricane y el Spitfire desempeñaron papeles vitales en la Batalla de Inglaterra . La configuración larga y estrecha del V12 contribuyó a una buena aerodinámica, mientras que su suavidad permitió su uso con fuselajes relativamente ligeros y frágiles.
En Estados Unidos, el motor Rolls-Royce Merlin fue producido bajo licencia por Packard Motor Car Company, que se utilizó en el caza P-51 Mustang . Este motor también se incorporó a algunos modelos del Curtiss P-40, específicamente el P-40F y el P-40L. Los Packard Merlins impulsaron los aviones Hurricane, Lancaster y Mosquito de fabricación canadiense, así como el Spitfire Mark XVI de fabricación británica , que por lo demás era el mismo que el Mark IX con su Merlin de fabricación británica. El Allison V-1710 fue el único motor V12 refrigerado por líquido diseñado en Estados Unidos que se utilizó en servicio activo durante la Segunda Guerra Mundial. Se utilizó inicialmente en el P-38 Lightning , pero el sistema de turbocompresor requería conductos voluminosos y tenía un rendimiento deficiente a gran altitud. En 1943, comenzó la producción de una versión que utilizaba un sobrealimentador mecánico más convencional .
Después de la Segunda Guerra Mundial, los motores V12 quedaron generalmente obsoletos en los aviones debido a la introducción de motores turborreactores y turbohélice que tenían más potencia para su peso y menos complicaciones.
En los automóviles, los motores V12 son menos comunes que los motores con menos cilindros, debido a su tamaño, complejidad y costo. Se han utilizado principalmente en autos deportivos y de lujo costosos gracias a su potencia, funcionamiento suave y sonido distintivo.
Uno de los primeros usos registrados de los motores V12 en automóviles fue en octubre de 1913, cuando un coche de carreras construido a medida compitió en el circuito de Brooklands en el Reino Unido. El coche fue presentado por Louis Coatalen , que era ingeniero jefe de la Sunbeam Motor Car Company. Se llamó 'Toodles V' (por el apodo que Coatalen le daba a su esposa) y logró varios récords de velocidad en 1913 y 1914. [5] El motor V12 tenía una cilindrada de 9,0 L (549 pulgadas cúbicas), un cárter de aluminio, cilindros de hierro con cámaras de combustión en forma de L, un tren de válvulas de levas en bloque y un ángulo en V de 60 grados. Cada banco del motor constaba de dos bloques de cilindros con tres cilindros cada uno. La holgura de las válvulas se establecía rectificando las piezas pertinentes, ya que el motor carecía de cualquier medio fácil de ajuste. Esto reflejaba la intención de que el motor se utilizara más tarde en aviones, ya que se debía evitar cualquier método de ajuste que pudiera salir mal en vuelo. Tal como se construyó inicialmente, el V12 tenía una potencia nominal de 150 kW (200 bhp) a 2.400 rpm y pesaba aproximadamente 340 kg (750 lb).
Entre los primeros automóviles de producción que utilizaron un motor V12 se encontraban el Packard Twin Six de 1915 , [10] [11] el motor National V12 de 1915 [ cita requerida ] y el Weidely Pathfinder de 1917 ; [12] todos ellos construidos en los Estados Unidos.
A finales de la década de 1920, el número de marcas que ofrecían motores V12 para sus automóviles de pasajeros aumentó y alcanzó su punto máximo en la década de 1930. La falta de vibración y sonido, la suavidad inherente y el aumento de potencia se citaron como beneficios clave para los motores V12. [13] La gasolina para automóviles producida en las décadas de 1920 y 1930 tenía un índice de octano más bajo , lo que conducía a índices de rendimiento del motor más bajos, y los soportes de motor con aislamiento de vibraciones rara vez se instalaron en los automóviles de pasajeros en la década de 1920 y principios de la de 1930. Agregar más cilindros al motor fue una de varias técnicas para aumentar el rendimiento.
Los turismos europeos con motores V12 eran:
Los automóviles de pasajeros estadounidenses con motores V12 eran:
Las dificultades económicas que provocó la Gran Depresión hicieron que todos los fabricantes de automóviles estadounidenses, excepto Lincoln, dejaran de producir motores V12 a finales de la década de 1930. Lincoln dejaría de producir motores V12 en 1948 y ningún fabricante de automóviles estadounidense ha fabricado motores V12 desde entonces. Las mejoras en el diseño de los motores, en concreto en la cámara de combustión, la forma del pistón, el sistema de suministro de combustible, etc., permitieron que los motores V8, más ligeros y económicos, superaran a los motores V12 en rendimiento.
Tras el fin de la Segunda Guerra Mundial, la austeridad económica y los cambios en los gustos de muchos países europeos provocaron la desaparición de los automóviles de lujo con motores V12 en las décadas de 1940 y 1950. Lincoln continuó con la producción limitada de automóviles de lujo con motores V12 entre 1946 y 1948. Los fabricantes estadounidenses se centraron en mejorar continuamente los motores V8 y sus prestaciones durante la década de 1950, lo que dio lugar a la primera "guerra de caballos de fuerza" en la década de 1960.
En Italia, Enzo Ferrari , que había admirado durante mucho tiempo los motores V12 de Packard , Auto Union y Alfa Romeo [17] (su antiguo empleador), presentó su primer automóvil de pasajeros, Ferrari 166 Inter , en 1948 y lo equipó con un motor Colombo V12 de 2,0 L (122 pulgadas cúbicas) . Insatisfecho con la fiabilidad y la tosquedad de su Ferrari 250 GT, Ferruccio Lamborghini quería desarrollar sus propios automóviles de pasajeros que fueran más cultos y más confiables que los automóviles producidos por Ferrari. Su primer automóvil de pasajeros, un gran turismo, fue el 350 GT con motor DOHC de 3,5 L (214 pulgadas cúbicas). Ambos fabricantes tienen una larga historia de producción de vehículos con motores V12, que continúa ininterrumpidamente hasta el día de hoy.
Cadillac experimentó con motores V12 en 1963 y 1964 como una posible opción de motor para su primer automóvil con tracción delantera, el Cadillac Eldorado . Sin embargo, Cadillac no estaba satisfecha con el rendimiento de su motor V12, ya que tenía pocas ventajas sobre el V8 de gran cilindrada que era más barato de ampliar para obtener más potencia. [18]
En Europa, varios fabricantes han añadido motores V12 a su gama, como se enumeran a continuación:
En Estados Unidos no se han construido motores V12 producidos en serie desde la década de 1940, y los fabricantes estadounidenses prefieren utilizar en su lugar motores V8 de gran cilindrada.
Los fabricantes japoneses rara vez producen motores con grandes cilindradas, por lo que los motores V12 son muy raros. El único motor V12 japonés es el motor Toyota GZ 1997-2016 , un diseño DOHC de 5,0 L (305 pulgadas cúbicas) que se utilizó en la limusina Toyota Century . [26] [27]
En China, la limusina Hongqi HQE 2009 , impulsada por un motor DOHC V12 de 6,0 L (366 pulgadas cúbicas), es el único automóvil chino que se produce con un motor V12. [ cita requerida ] [28]
Los motores V12 se han utilizado a menudo en la Fórmula 1, en particular desde la temporada 1966 hasta la temporada 1969. El primer motor V12 utilizado en la Fórmula 1 fue en el coche de carreras Honda RA271 de 1964 , y continuó hasta el coche de carreras Honda RA301 de 1968. La temporada 1966 vio cómo los motores V12 se volvían populares, con nuevos motores V12 de Ferrari, Maserati y Weslake. El motor de Ferrari debutó en el coche de carreras Ferrari 312 y se utilizó hasta el Ferrari 312B de 1975 , después del cual Ferrari cambió a un motor flat-twelve. El motor de Maserati se introdujo en el Cooper T81 y se utilizó hasta el Cooper T86 de 1969. El motor Weslake V12 se utilizó de 1966 a 1968 y se introdujo en el coche de carreras Eagle Mk1 . BRM produjo motores V12 desde el coche de carreras BRM P133 de 1968 hasta el BRM P207 de 1977. El motor Matra Sports V12 se introdujo en el coche de carreras Matra MS11 de 1968 y se utilizó hasta el Ligier JS9 de 1978. Se utilizaron pocos motores V12 en la década siguiente, con la excepción del Alfa Romeo V12 que se utilizó por primera vez en el Brabham BT48 de 1979 y luego en Alfa Romeo hasta el Alfa Romeo 182 de 1982 .
El resurgimiento de los motores V12 en la Fórmula 1 comenzó en 1989, con la introducción del monoplaza de carreras Ferrari 640. Ferrari siguió utilizando motores V12 hasta que el Ferrari 412 T2 de 1995 se convirtió en el último monoplaza de Fórmula 1 en utilizar un motor V12. El motor Lamborghini LE3512 fue utilizado por varios equipos entre 1989 y 1993. El motor Honda RA122-E se utilizó por primera vez en el McLaren MP4/6 de 1991 y se utilizó en carreras hasta el McLaren MP4/7A de 1992. El motor Yamaha OX99 se utilizó en el Brabham BT59 de 1990 hasta el Brabham BT60 de 1992 . El motor V12 de aspiración natural más potente utilizado en la Fórmula Uno fue el Tipo 043 , utilizado por Ferrari en 1994 , que producía 850 hp (630 kW) a 15.800 rpm. [29]
En las carreras de prototipos de coches deportivos, el exitoso Audi R10 TDI de 2006-2008 utilizó un motor diésel V12 biturbo . El Peugeot 908 HDi FAP , presentado en 2007, también utilizó un motor diésel V12 biturbo.
Varios fabricantes de camiones han producido motores diésel V12 en distintas épocas. Por ejemplo, el Tatra T813 de 1967-1982, construido en Checoslovaquia, utilizó un motor diésel V12 de aspiración natural de 17,6 L (1074 pulgadas cúbicas) , y el Tatra T815 de 1983-presente está disponible con un motor diésel V12 de 19,0 L (1159 pulgadas cúbicas) tanto en forma de aspiración natural como de turbocompresor. En los Estados Unidos, se produjeron versiones V12 del Detroit Diesel Serie 71 de 1938-1995 , el Detroit Diesel Serie 149 de 1967-1999 y el Detroit Diesel Serie 92 de 1974-1995. En Japón, Isuzu produjo motores diésel V12 de aspiración natural de 14,0 a 22,0 L (854 a 1343 pulgadas cúbicas) entre 1976 y 2000, para sus camiones pesados: New Power, 810 y Giga.
Los camiones que utilizan motores de gasolina V12 son raros, sin embargo, se produjeron varios en los Estados Unidos desde la década de 1930 hasta la de 1970. En 1931, American La France comenzó a producir camiones de bomberos con motores de gasolina V12 basados en el motor Lycoming BB . En 1935, el motor V12 utilizado por el automóvil de lujo Pierce Arrow se instaló en camiones de bomberos construidos por Seagrave (la producción continuó hasta 1970, ya que Seagrave compró el equipo para fabricar los propios motores Pierce Arrow). El motor V12 de gasolina GMC Twin Six de 11,5 L (702 pulgadas cúbicas) de 1960-1965 era básicamente el motor GMC 351 V6, duplicado, con cuatro tapas de balancines y cuatro colectores de escape. [30] La potencia máxima era de solo 250 hp (186 kW). Sin embargo, el par máximo era de 793 N⋅m (585 lb⋅ft).
Muchas locomotoras diésel utilizan motores V12. Algunos ejemplos son el EMD 12-710 de 2,39 MW (3200 hp) y el motor GEVO-12 de 3,28 MW (4400 hp) (utilizado en las locomotoras norteamericanas GE ES44AC ).
Los motores V12 utilizados en locomotoras ferroviarias incluyen: [ cita requerida ]
El V12 es una configuración de motor común para tanques y otros vehículos blindados de combate . Algunos ejemplos son:
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