El Quad 4 es una familia de motores de cuatro cilindros en línea producidos por la división Oldsmobile de General Motors . Se fabricaron varias versiones con doble árbol de levas en cabeza (DOHC) entre 1987 y 2002, y un modelo con un solo árbol de levas en cabeza (SOHC) entre 1992 y 1994.
El Quad 4 es el primer motor de cuatro cilindros DOHC de producción regular totalmente nacional diseñado y construido por GM; el único ejemplar similar anterior fue el Chevrolet Cosworth Vega , cuya culata DOHC fue diseñada por Cosworth en Inglaterra. Además de los Quad 4 DOHC de 2,3 litros, también hubo una variante SOHC de 2,3 litros de corta duración llamada "Quad OHC", disponible de 1992 a 1994, y el Twin Cam de 2,4 litros, disponible de 1996 a 2002.
Originalmente, se esperaba que el Quad 4 debutara en 1987, pero se retrasó un año. Ya en 1988, Oldsmobile anunció que pronto se lanzaría un Quad 4 "HO" de alto rendimiento con 180 bhp (134 kW). [1]
Todos los motores de la familia Quad 4 se produjeron en la planta de motores de Lansing (planta cinco) en Delta Township, cerca de Lansing, Michigan . El Twin Cam fue el último motor diseñado y producido exclusivamente por Oldsmobile; el Aurora V8 y el Shortstar V6 se basaron en la arquitectura del Cadillac Northstar V8 .
Lanzado por primera vez al público como una opción de producción regular para el Oldsmobile Cutlass Calais y el Pontiac Grand Am de 1988 , la disponibilidad del motor se expandió a Buick a fines de 1988 y a Chevrolet en 1990, después de lo cual se convirtió en un pilar en la línea de GM.
El Quad 4 se sometió a dos rondas de reducciones del tamaño del puerto de escape , seguidas de la incorporación de ejes de equilibrio en 1995 para abordar sus niveles de ruido, vibración y aspereza (NVH). Se realizaron más cambios para el año modelo 1996 cuando se cambiaron el diámetro y la carrera del motor , y el motor posteriormente pasó a llamarse "Twin Cam".
La línea de motores Quad 4 se canceló después del año modelo 2002. Fue reemplazado por el Ecotec para el año modelo 2003.
El nombre Quad 4 se deriva del diseño de cuatro cilindros y cuatro válvulas por cilindro del motor. [2] El motor tiene un bloque de hierro fundido . La culata , los soportes del árbol de levas y la cubierta de la cadena de distribución son de aluminio, y el cárter es de aluminio fundido a presión. [1]
Aunque las correas de distribución dentadas se estaban volviendo populares entre los diseños contemporáneos de árboles de levas en cabeza, el Quad 4 usa cadenas de distribución para accionar ambos árboles de levas, así como la bomba de agua. Los accesorios del motor son accionados por una correa serpentina de un solo plano. [3]
El combustible es suministrado por un sistema de inyección electrónica de combustible, y la chispa es producida por un sistema de encendido sin distribuidor llamado "fuego directo", que enciende alternativamente dos bobinas de encendido ubicadas debajo de la cubierta del motor de aluminio fundido. [1]
Tras el lanzamiento del motor en 1988, Oldsmobile promocionó el nombre Quad 4 en eventos muy publicitados con coches como el Oldsmobile Aerotech . En las 500 Millas de Indianápolis de 1988 , el coche de seguridad era un Oldsmobile Cutlass Supreme convertible propulsado por un Quad 4 turboalimentado . Aunque el motor especialmente diseñado del Oldsmobile Aerotech era turboalimentado, su único fin era mostrar la capacidad del motor.
Después de críticas positivas durante los primeros años de ventas, la prensa automotriz comenzó a criticar al Quad 4 por sus niveles de NVH en comparación con los motores de cuatro cilindros turboalimentados, los V6 y, ocasionalmente, los V8 .
El diseño ganó un pequeño número de seguidores en los círculos de hot rodding porque parecía similar a un motor Offenhauser de la década de 1930 una vez que se quitó la cubierta de aluminio acanalada, exponiendo las altas "torres de levas" y el profundo valle entre ellas que sostenía las bujías. [4] [5]
El LD2 es la versión original del Quad 4, introducido en 1987 para el año modelo 1988. El diámetro × carrera son 92 mm × 85 mm (3,6 in × 3,3 in), para una cilindrada de 2260 cc (137,9 cu in). En su forma básica, generó 150 bhp (112 kW) de 1988 a 1989 y 160 bhp (119 kW) de 1990 a 1992. El Quad 4 de aspiración natural fue capaz de producir esa potencia con una relación de compresión de 9,5:1 y pudo cumplir con los estándares de emisiones sin usar un sistema EGR .
Los cambios menores en el funcionamiento del Quad 4 básico incluyeron cigüeñales, levas y colectores diferentes , todos destinados a aumentar el torque y reducir el NVH.
Una versión ligeramente aumentada del LD2 se ofreció en algunos modelos Oldsmobile Achieva con los paquetes de equipamiento SC (y posiblemente SL). En esta aplicación, el motor LD2 tenía un dispositivo llamado válvula de vórtice instalado en el cuerpo del acelerador, y se instaló una entrada de aire frío de impacto cerca del faro del lado del conductor con conductos para dirigir el aire a la entrada del motor. [6] [7] Si bien algunas referencias califican este motor en 180 hp, la propia literatura de Oldsmobile informa una cifra de 170 hp (130 kW). [8]
Aplicaciones:
Solo en 1995 se fabricó una versión de 2,3 litros equipada con eje de equilibrio. Esta disposición garantiza una carga constante en los ejes: el cigüeñal impulsa un eje, que impulsa el segundo, que a su vez impulsa la bomba de aceite . Los ejes giran al doble de las rpm del motor , lo que obliga a reducir la línea roja de 6800 a 6500 rpm. La potencia es de 150 CV (112 kW) y 150 lb⋅ft (203 N⋅m). Este fue el único Quad 4 producido en 1995 y se lo conoció como un año de transición para la familia de motores.
Aplicaciones:
El motor LG0 de 2,3 litros y "alto rendimiento" tenía una potencia nominal de 180 CV (134 kW) entre 1989 y 1992, 175 CV (130 kW) en 1993 y 170 CV (127 kW) en 1994. Las reducciones de potencia de 1993 y 1994 fueron resultado directo de las dos primeras rondas de reducciones del tamaño de los puertos de escape para el control de NVH. El LG0 se diferencia del motor LD2 por sus agresivos árboles de levas y un medio punto de compresión adicional: de 9,5:1 a 10,0:1. Se recomendaba combustible premium con un octanaje de 91 o superior para estos motores debido a la relación de compresión.
El LG0 se presentó con series de producción especiales de 200 cupés Cutlass Calais International Series y 200 cupés Grand Am SE, todos ellos con pintura roja brillante e interiores grises. Solo estaba disponible cuando se combinaba con la transmisión manual de cinco velocidades HM-282/NVG-T550 diseñada por Getrag .
Se ofreció una versión de producción limitada del motor LG0 en algunos Oldsmobiles con la designación "W41" (enumerados a continuación).
Aplicaciones LG0:
El W41 fue el Quad 4 más potente. Los W41 de 1991-1992 tenían una potencia nominal de 190 hp (142 kW), mientras que el W41 de 1993 tenía una potencia nominal de 185 hp (138 kW) como resultado de la primera ronda de reducción del tamaño del puerto de escape para mejorar las emisiones y otros cambios en la arquitectura Quad 4 para reducir el ruido, la vibración y la aspereza (NVH). Los 10 hp (7 kW) adicionales provenían de levas de mayor duración y un PROM diferente .
Parte del tren de transmisión W41 era una versión específica del HM-282/NVG-T550 con un conjunto de engranajes que de otro modo no estaría disponible. Todas las transmisiones de cinco velocidades W41 tenían una relación de transmisión final (FDR) de 3,94:1, mientras que las transmisiones LD2 y LG0 de 1988-1992½ usaban una FDR de 3,61:1; la FDR de 3,94:1 se usó en todas las transmisiones LG0 de 1992½-1994, pero conservaron el conjunto de engranajes estándar HM-282/NVG-T550.
Aplicaciones W41:
Esta variante SOHC del Quad 4 fue pensada para reemplazar al motor Pontiac Tech IV OHV "Iron Duke" de 2,5 L. Este motor de ocho válvulas, que debutó en 1992 y se llamó Quad OHC, producía 120 hp (89 kW), 40 hp (30 kW) menos que los Quad 4 de la misma época. El par motor era de 140 lb⋅ft (190 N⋅m). La potencia se redujo a 115 hp (86 kW) en 1993 con un intento de GM de reducir el ruido, la vibración y la aspereza del motor.
Aunque la potencia y el ahorro de combustible eran mejores que los del Tech IV, el Quad OHC fue retirado después de 1994, cuando la versión DOHC se convirtió en estándar.
Aplicaciones:
El LD9 Twin Cam era una variante Quad 4 de 2,4 litros que debutó en 1996 con ejes de equilibrio y una culata rediseñada. A mediados de la década de 1990, estos motores, al igual que sus homólogos anteriores de 2,3 litros, eran conocidos por fallas en la cadena de distribución, así como fallas en la bomba de agua, en las que las bombas de agua a menudo eran difíciles y costosas de acceder y reemplazar. Los LD9 también tenían conductos de aceite muy pequeños, lo que generaba una lubricación insuficiente y costosas reparaciones del motor si no se mantenía correctamente. El diámetro se redujo de 92 a 90 mm (3,62 a 3,54 pulgadas) y la carrera aumentó de 85 a 94 mm (3,35 a 3,70 pulgadas) para un mejor par motor. La potencia llegó a 150 bhp (112 kW). [9] Este motor recibió una actualización menor a mediados del año modelo 1999 que eliminó la recirculación de gases de escape, aumentó la relación de compresión de 9,5:1 a 9,7:1 y cambió de inyectores de combustible de baja impedancia a alta impedancia. Para aumentar la confiabilidad, este motor también vio otras actualizaciones menores en la década de 2000 hacia el final de su uso en vehículos de General Motors. En 2001, los cambios incluyeron un sensor de detonación más pequeño, pistones de superficie plana en lugar de cóncavos, nuevos conductos de lubricación, una cadena de distribución más nueva y más fuerte, una bomba de agua rediseñada, un motor de arranque rediseñado y un convertidor catalítico de mayor capacidad . En 2002 se introdujo un tensor de correa mejorado.
Aplicaciones:
Al mismo tiempo que Oldsmobile anunció el Quad 4 "HO" de alto rendimiento en 1988, sugirió que se planeaba una versión turboalimentada que produciría hasta 250 bhp (186 kW). Un Quad 4 turboalimentado con una potencia reportada de 200 hp (149 kW) se instaló en un Oldsmobile 98 que fue presentado en MotorWeek . Un Quad 4 turboalimentado nunca fue lanzado como una opción de producción. [1] [10]
El coche de seguridad de las 500 Millas de Indianápolis de 1988 era un Oldsmobile Cutlass Supreme que Cars and Concepts había convertido en un coche abierto. El motor era un Quad 4 turboalimentado de 2,3 litros construido principalmente con piezas de fábrica que producía 250 CV (190 kW) a 6400 rpm. [11]
Tanto el Oldsmobile Aerotech II como el Aerotech III se lanzaron en 1989. El Aerotech II es un concepto de cupé deportivo familiar con un motor Quad 4 de 2,3 litros que desarrolla 230 CV (170 kW), aunque no está claro cómo se obtuvo esta potencia. El Aerotech III es esencialmente un avance del sedán Oldsmobile Cutlass Supreme de 1990 y venía con un motor Quad 4 de 2,3 litros supercargado que desarrollaba 230 CV (170 kW). [12]
Incluso antes de que se lanzara el Quad 4 de producción, el ingeniero jefe de ingeniería de Oldsmobile, Ted Louckes, y el ingeniero de Future Systems and Technology, Bill Porterfield, habían iniciado un programa en busca de más potencia y una mayor eficiencia del motor. Parte del proyecto incluía la construcción de los Oldsmobile Aerotechs en busca de nuevos récords de velocidad en tierra. Se construyeron dos nuevos motores de cuatro cilindros con doble árbol de levas, basados no en piezas del Quad 4 de producción, sino en un conjunto de parámetros de ingeniería derivados del motor, a los que Oldsmobile se refirió como la "arquitectura de producción". Según este esquema, los motores derivados tenían que mantener el ciclo de combustión de cuatro tiempos del Quad 4, los árboles de levas dobles en cabeza, la culata multiválvula y, significativamente, un espaciado de diámetro interior de 100 mm (3,94 in). [13]
El motor Batten RE fue diseñado por Rudy Sayn y Andy Schwartz de Batten Heads en Detroit, y siguió las restricciones establecidas por Oldsmobile. La culata, el bloque y el cárter del motor son todos de aleación de aluminio, y el cárter también puede soportar cargas estructurales. El RE también tiene un colector de distribución de refrigerante inusual. Los diseñadores del RE conservaron los ángulos y tamaños de válvulas, las cámaras de combustión de techo inclinado, los árboles de levas accionados por cadena doble y las formas de corona de pistón estándar del Quad 4 de producción. [13]
El RE es un diseño de camisa húmeda , con cuatro camisas de cilindro de hierro fundido unidas a una placa de cubierta del bloque de cilindros superior. Con un diámetro de 3,5 pulgadas (89 mm) y una carrera de 3,1 pulgadas (79 mm), el motor tenía una cilindrada de 1955 cc (119,30 pulgadas cúbicas). [13]
El sistema de inyección electrónica de combustible era de Rochester Products, mientras que el sistema de encendido de alto voltaje del motor era de Delco Electronics. El RE estaba equipado con un turbocompresor único de Garrett AiResearch . [13]
Las estimaciones de potencia del motor Batten RE oscilan entre 750 y 900 CV (560 a 670 kW). Un motor Batten RE impulsaba el automóvil Aerotech de cola corta. [14]
Aplicaciones: Oldsmobile Aerotech de cola corta
En Ventura, California, Fueling Engineering emprendió el desarrollo de un motor experimental sujeto al mismo conjunto de restricciones establecidas por Oldsmobile. El diseño de Fueling se centró en la eficiencia térmica y el rechazo del calor. Al igual que el motor Batten, el BE de Fueling es un diseño totalmente de aluminio, con un cárter de aleación capaz de soportar cargas estructurales. El bloque Fueling fue desarrollado por Keith Black Racing Engines, que produjo un bloque en Y con faldones profundos. Este motor también estaba revestido, en este caso con un conjunto de revestimientos de aluminio/ Nikasil cortesía de Mahle . [13]
Los árboles de levas del motor fueron el resultado de una colaboración entre Fueling, Engle Manufacturing Company y Dick Jones Camshafts. En el BE, los árboles de levas son accionados por correas de distribución en lugar de cadenas. Cada cilindro tiene dos puertos de escape, con un colector de escape que conecta cada puerto a uno de los dos turbocompresores diferentes. [13]
Se estima que la potencia del motor Fueling BE era de aproximadamente 1000 hp (750 kW). Se utilizó en el automóvil de cola larga Aerotech. [14]
Aplicaciones: Oldsmobile Aerotech de cola larga
