Motor V6

Un motor V6 es un motor de pistón de seis cilindros donde los cilindros y los bloques de cilindros comparten un cigüeñal común y están dispuestos en una configuración en V.

Los primeros motores V6 fueron diseñados y producidos independientemente por Marmon Motor Car Company , Deutz Gasmotoren Fabrik y Delahaye . Los motores construidos después de la Segunda Guerra Mundial incluyen el motor Lancia V6 en 1950 para el Lancia Aurelia , ^[1] y el motor Buick V6 en 1962 para el Buick Special . El diseño V6 se ha convertido en el diseño más común para los motores automotrices de seis cilindros.

Debido a su corta longitud, los motores V6 se utilizan a menudo como la opción de motor más grande para vehículos que de otro modo se producen con motores de cuatro cilindros en línea, especialmente en vehículos con motor transversal . Una desventaja para los autos de lujo es que los motores V6 producen más vibraciones que los motores de seis cilindros en línea . Algunos autos deportivos como el Porsche 911 usan motores de seis cilindros planos en lugar de motores V6, debido a su equilibrio primario casi perfecto y su centro de gravedad más bajo (lo que mejora el manejo ).

El desplazamiento de los motores V6 modernos es típicamente entre 2,5 a 4,0 L (153 a 244 pulgadas cúbicas), aunque se han producido ejemplos más grandes y más pequeños, como el Mazda V6 de 1,8 L (110 pulgadas cúbicas) utilizado en el Mazda MX-3 de 1991-1998 , ^{[2] o el motor} Mitsubishi V6 de 1,6 L (98 pulgadas cúbicas) utilizado en el Mirage / Lancer de 1992-1998 , mientras que el V6 de gasolina más grande construido fue el GMC V6 de 7,8 L (476 pulgadas cúbicas) utilizado en la serie GMC C/K 6500 de 1962 .

Todos los motores V6 con un espaciado de encendido uniforme, independientemente del ángulo en V entre las bancadas de cilindros, están sujetos a un desequilibrio primario causado por cada bancada que consta de un motor de tres cilindros en línea , debido al número impar de cilindros en cada bancada. Los motores de seis cilindros en línea y los motores de seis cilindros planos no experimentan este desequilibrio. Para reducir las vibraciones causadas por este desequilibrio, la mayoría de los motores V6 utilizan un amortiguador armónico en el cigüeñal y/o un eje de equilibrio contrarrotante .

Los diseños de seis cilindros tienen menos pulsaciones en la entrega de potencia que los motores de cuatro cilindros, debido a la superposición de las carreras de potencia del motor de seis cilindros. En un motor de cuatro cilindros y cuatro tiempos, solo un pistón está en una carrera de potencia en un momento dado. Cada pistón se detiene por completo e invierte la dirección antes de que el siguiente comience su carrera de potencia, lo que da como resultado un espacio entre las carreras de potencia, especialmente a velocidades del motor más bajas (RPM). En un motor de seis cilindros con un intervalo de encendido uniforme, el siguiente pistón comienza su carrera de potencia 60° antes de que termine el anterior, lo que da como resultado una entrega más suave de potencia al volante.

Al comparar los motores en un dinamómetro, un motor V6 muestra picos de par instantáneos de 154% por encima del par medio y valles de 139% por debajo del par medio, con una pequeña cantidad de par negativo (inversiones del par del motor) entre las carreras de potencia. En el caso de un motor de cuatro cilindros, los picos están aproximadamente 270% por encima del par medio y 210% por debajo del par medio, con un par negativo del 100% entre las carreras. Sin embargo, un V6 con intervalos de encendido desiguales de 90° y 150° muestra grandes variaciones de par, de 185% por encima y 172% por debajo del par medio. ^[3]

Desde 1991, Volkswagen ha producido motores VR6 de ángulo estrecho con ángulos en V de 10,5 y 15 grados compartidos por ambas bancadas de cilindros, en un diseño similar al motor Lancia V4 de 1922-1976 . Estos motores utilizan una sola culata, por lo que técnicamente son un motor recto con el nombre "VR6" que proviene de la combinación de las palabras alemanas "Verkürzt" y "Reihenmotor", que significan "motor en línea acortado". Los motores VR6 se utilizaron en automóviles con tracción delantera y motor transversal que originalmente fueron diseñados para motores de cuatro cilindros en línea. Debido a la mínima longitud y anchura adicionales del motor VR6, se podía instalar en los compartimentos del motor con relativa facilidad, para proporcionar un aumento de cilindrada del 50 por ciento.

Como no hay espacio en la V entre los bancos de cilindros para un sistema de admisión, todas las entradas están en un lado del motor y todos los escapes están en el otro lado. Utiliza un orden de encendido de 1-5-3-6-2-4 (que es el orden de encendido utilizado por la mayoría de los motores de seis cilindros en línea), en lugar del orden de encendido común del V6 de 1-2-3-4-5-6 o 1-6-5-4-3-2.

Un ángulo en V de 60 grados es la configuración óptima para los motores V6 en lo que respecta al equilibrio del motor. ^[4] Cuando se utilizan muñequillas individuales para cada cilindro (es decir, utilizando un cigüeñal de seis vueltas), se puede utilizar un intervalo de encendido uniforme de 120 grados. Este intervalo de encendido es un múltiplo del ángulo en V de 60 grados, por lo tanto, las fuerzas de combustión se pueden equilibrar mediante el uso del orden de encendido adecuado .

Sin embargo, el motor de tres cilindros en línea que forma cada bancada de cilindros produce fuerzas rotatorias y recíprocas desequilibradas. Estas fuerzas permanecen desequilibradas en todos los motores V6, lo que a menudo lleva al uso de un eje de equilibrio para reducir la vibración.

El motor Lancia V6 de 1950 fue pionero en el uso de un cigüeñal de seis vueltas para reducir las vibraciones. Los diseños más recientes suelen utilizar un cigüeñal de tres vueltas con "brazos volantes" entre los muñones del cigüeñal para permitir que se logre un intervalo de encendido uniforme de 120 grados. Se puede utilizar un par de contrapesos en el cigüeñal para cancelar casi perfectamente las fuerzas primarias ^{[5] : 16} y reducir las vibraciones secundarias a niveles aceptables. ^{[5] : 13–16} Los soportes del motor se pueden diseñar para absorber estas vibraciones restantes. ^{[5] : 40–41}

Un ángulo en V de 60 grados da como resultado un motor más angosto en general que los motores V6 con ángulos en V más grandes. Este ángulo a menudo da como resultado que el tamaño general del motor tenga forma de cubo, ^{[ cita requerida ]} lo que hace que el motor sea más fácil de colocar longitudinal o transversalmente en el compartimiento del motor.

Muchos fabricantes, en particular los estadounidenses, construyeron motores V6 con un ángulo en V de 90 grados basándose en sus motores V8 de 90 grados existentes. Esas configuraciones eran fáciles de diseñar eliminando dos cilindros y reemplazando el cigüeñal de cuatro vueltas del motor V8 por uno de tres. Esto redujo los costos de diseño, permitió que el nuevo V6 compartiera componentes con el motor V8 y, en ocasiones, permitió a los fabricantes construir los motores V6 y V8 en la misma línea de producción.

Las desventajas de un diseño de 90 grados son un motor más ancho que es más propenso a las vibraciones que un V6 de 60 grados. Los motores V6 de 90 grados iniciales (como el motor V6 de Buick Fireball ) tenían tres muñequillas compartidas dispuestas a 120 grados entre sí, debido a que provenían de los motores V8. Esto dio como resultado un orden de encendido desigual, con la mitad de los cilindros utilizando un intervalo de encendido de 90 grados y la otra mitad utilizando un intervalo de 150 grados. Los intervalos de encendido desiguales dieron como resultado motores con un funcionamiento irregular y vibraciones "desagradables" a bajas velocidades del motor.

Varios motores V6 modernos de 90 grados reducen las vibraciones utilizando muñequillas divididas desplazadas 30 grados entre pares de pistones, lo que crea un intervalo de encendido uniforme de 120 grados para todos los cilindros. ^[4] Por ejemplo, el motor V6 de "fuego uniforme" Buick 231 de 1977 era una versión mejorada del motor Buick Fireball con un cigüeñal de muñequilla dividida para reducir la vibración al lograr un orden de encendido uniforme. ^{[5] : 16  [7]} Una muñequilla "dividida" de este tipo es más débil que una recta, pero las técnicas metalúrgicas modernas pueden producir un cigüeñal que sea lo suficientemente fuerte.

Se pueden utilizar un eje de equilibrio y/o contrapesos de cigüeñal para reducir las vibraciones en los motores V6 de 90 grados. ^{[5] : 14–44}

A primera vista, 120 grados podrían parecer el ángulo en V óptimo para un motor V6, ya que los pares de pistones en bancos alternos pueden compartir muñequillas en un cigüeñal de tres vueltas y las fuerzas de combustión se equilibran con el intervalo de encendido que es igual al ángulo entre los bancos de cilindros. Una configuración de 120 grados, a diferencia de las configuraciones de 60 grados o 90 grados, no requeriría cigüeñales con brazos volantes, muñequillas divididas o siete cojinetes principales para tener un encendido parejo. Sin embargo, el desequilibrio primario causado por un número impar de cilindros en cada banco aún permanece en un motor V6 de 120 grados. Esto difiere del equilibrio perfecto logrado por un motor V8 de 90 grados con un cigüeñal de plano cruzado de uso común , porque el motor de cuatro cilindros en línea en cada banco del motor V8 no tiene este desequilibrio primario.

Un diseño de 120 grados también da como resultado una gran anchura para el motor, siendo sólo ligeramente más estrecho que un motor de seis cilindros planos (que no tiene los problemas de equilibrio del motor V6). Por lo tanto, el motor de seis cilindros planos se ha utilizado en varios automóviles, mientras que el uso del motor V6 de 120 grados se ha limitado a unos pocos motores de camiones y coches de carreras, con la excepción del motor V6 M630 de McLaren Automotive , que utiliza un ángulo de inclinación de 120 grados con un único eje de equilibrio para eliminar todos los pares primarios. El motor McLaren M630 también aprovecha el amplio ángulo colocando los turbocompresores dentro de la V, lo que comúnmente se conoce como configuración de "V caliente". El Ferrari 296 GTB es el primer coche de carretera Ferrari que lleva un turbo V6 con un ángulo de V de 120 grados entre los bancos de cilindros.

Son posibles otros motores V6 con ángulos, pero pueden sufrir graves problemas de vibración a menos que se diseñen con mucho cuidado. Entre los ángulos en V más destacados se incluyen:

• 45 grados: motores diésel EMD 567 y EMD 645 para locomotoras, barcos y vehículos estacionarios. Estos motores se basaban en motores V8 y V16 que también utilizaban un ángulo en V de 45 grados.
• 54 grados: motor de automóvil de 54 grados de General Motors de 1994 a 2004. Se utilizó un ángulo en V ligeramente más pequeño de lo habitual para reducir el ancho del motor, lo que permitió su uso en automóviles pequeños con tracción delantera y motor transversal.
• 65 grados: motor de automóvil Ferrari Dino de 1956-1975 . El ángulo en V se incrementó de los 60 grados, que eran comunes en ese momento, para permitir el uso de carburadores más grandes (para una potencia potencialmente mayor en la puesta a punto de las carreras). Se utilizaron muñequillas con un desplazamiento de 55 grados dentro de cada par de cilindros para lograr el intervalo de encendido uniforme de un motor V6 de 60 grados. El motor de automóvil Nissan-Renault V9X de 2009 a la actualidad también utilizó un ángulo de bancada de 65 grados, para permitir que un turbocompresor encajara entre las bancadas de cilindros.
• 72 grados: motor diésel Mercedes-Benz OM642 BlueTEC . Este motor utiliza muñequillas desplazadas 48 grados para lograr un intervalo de encendido uniforme.
• 75 grados: motor V de Isuzu de 1992 a 2004 utilizado en el Isuzu Rodeo y el Isuzu Trooper . Estos motores se produjeron en versiones SOHC y DOHC. El Honda NSX de 2016 a 2022 también utiliza un motor V6 de 75 grados .
• 80 grados: motor Honda RA168-E de 1988 utilizado en el coche de carreras de Fórmula Uno McLaren MP4/4 .

En 1906, unos años después de que aparecieran los motores de 4 cilindros y los motores V8, se construyó el primer motor V6 conocido. Este motor V6 era un único prototipo de motor automotriz construido por Marmon Motor Car Company en los Estados Unidos. ^{[8] El motor no llegó a producción. De manera similar,} Buick produjo un único prototipo de motor en 1918. ^{[9] : 77–78}

En 1910, Delahaye produjo el primer V6 de 3,2 litros y 30° que se instaló en el automóvil Delahaye Tipo 44 de 1911. ^{[10] [11]}

El motor Lancia V6 se introdujo en el Lancia Aurelia de 1950. Lancia había estado produciendo motores V4 durante aproximadamente 30 años, y uno de los objetivos clave era reducir las vibraciones en comparación con el motor V4. El motor V6 utilizaba un ángulo en V de 60 grados y seis muñequillas, lo que daba como resultado un orden de encendido uniformemente espaciado para reducir las vibraciones. ^{[12] [ página necesaria ]}

Otros fabricantes tomaron nota y pronto se diseñaron otros motores V6. En 1959, se introdujo el motor V6 de GMC en forma de un motor de gasolina de 305 pulgadas cúbicas (5 L) de 60 grados utilizado en camionetas y vehículos utilitarios deportivos . El motor V6 de Buick se introdujo en 1962 y se basó en el V8 Buick 215 totalmente de aleación , que compartía su ángulo de inclinación de 90 ° , pero a diferencia del V8 de Buick, utilizaba una construcción totalmente de hierro fundido. Inicialmente un motor de encendido desigual, Buick rediseñó más tarde el cigüeñal a una configuración de "pasador dividido" para crear una versión de "encendido uniforme". Después de convertirse en el V6 3800 en 1990, el motor se ganó la reputación de ser un caballo de batalla fiable, potente y de bajo consumo de combustible que se convirtió en un pilar de los coches medianos y grandes con tracción delantera de GM. Se suspendió en 2008. Se habían construido más de 25 millones de unidades, lo que lo convirtió en uno de los motores más producidos de la historia y estuvo en la lista de los 10 mejores motores del siglo XX de Ward.

Ford introdujo sus motores para automóviles de carretera europeos en 1965 con el V6 Cologne de la división alemana y el motor Ford Essex V6 , introducido por la división Ford del Reino Unido en 1966; ambos motores utilizaban un ángulo en V de 60 grados. El Dino 206 GT de 1967 fue el primer automóvil de carretera V6 de Ferrari, que tenía un ángulo en V de 65 grados.

El motor Alfa Romeo V6 de 1979-2005 se introdujo en el sedán de lujo Alfa Romeo Alfa 6 y, posteriormente, se utilizó en muchos otros modelos de Alfa Romeo. Este motor utilizaba un ángulo en V de 60 grados, una construcción totalmente de aluminio y dos válvulas por cilindro. En 1991 se introdujo una versión turboalimentada y, en 1997, una versión de cuatro válvulas por cilindro. También en 1970, se introdujo el gran turismo Citroën SM , impulsado por un V6 de 90 grados fabricado por Maserati. El motor V6 de 90 grados de Chevrolet se introdujo en 1978 y se fabricó durante 36 años.

El primer motor V6 japonés producido en masa fue el motor Nissan VG , un diseño de 60 grados que se produjo entre 1983 y 2004. El motor Honda C se introdujo en 1985, seguido por el motor Mitsubishi 6G7 y el motor Mazda J en 1986, el motor Toyota VZ en 1988 y el motor Isuzu V en 1992. Hyundai introdujo el primer motor surcoreano Hyundai Sigma basado en tecnología compartida de la unidad Mitsubishi en 1995.

Los fabricantes de automóviles alemanes tardaron relativamente en adoptar los motores V6, porque los ingenieros creían que carecían de la suavidad de un motor de 6 cilindros en línea. Finalmente, el primer motor V6 alemán fue un V6 de 90 ° de 2,8 litros que se lanzó en el Audi 100 de 1990, y el VR6 de ángulo estrecho , que se introdujo en toda la línea de autos deportivos y de tamaño mediano de Volkswagen en la década de 1990. En 1998, Mercedes-Benz presentó el M112 , su primer motor V6, mientras que BMW ha seguido utilizando motores de 6 cilindros en línea. Mercedes-Benz descontinuó sus motores V6 en 2017 y, desde entonces, ha vuelto a fabricar motores de 6 cilindros en línea.

El primer motor V6 británico diseñado de forma independiente fue el motor Rover KV6 , que sustituyó al motor Honda C que se utilizaba anteriormente en el Rover 800. Jaguar utilizó el motor AJ-V6 basado en Ford hasta 2011 en sus coches más pequeños, pero también compartió una versión V6 del motor AJ-V8 de 90 ° con Land Rover para su uso en el XE, XF, XJ, F-Type y el F-Pace. Land Rover lo utilizó en el Range Rover, Range Rover Sport, Range Rover Velar y el Discovery 4.

El motor V6 de 90 ° se suspendió en 2020 y Jaguar Land Rover lo reemplazó con el nuevo motor Ingenium , que tiene una variante de 6 cilindros en línea para los autos y SUV más grandes de JLR.

A mediados de la década de 1990, el diseño V6 era la configuración más común para los motores de seis cilindros en automóvil, y los motores V6 habían reemplazado a la mayoría de los motores de seis cilindros en línea. Hoy en día, está siendo reemplazado progresivamente en toda la industria automotriz por motores turboalimentados de 4 cilindros, que pueden producir una potencia similar, pero en un paquete más pequeño que produce emisiones más limpias, tiene un mejor ahorro de combustible y es menos costoso de producir.

El Lancia Aurelia (el primer coche de producción en serie con un motor V6) también tuvo éxito en las carreras de autos. Cuatro de los Aurelia B20 Coupé participaron en la Mille Miglia de 1951 y los coches mejor clasificados acabaron en segundo y cuarto lugar. ^{[13] [14]} Una versión tuneada de 3102 cc (189 pulgadas cúbicas) del motor Lancia V6 que producía 169 kW (230 CV) se utilizó en el Lancia D24 . El D24 compitió en carreras de autos deportivos y ganó la Carrera Panamericana de 1953 con Juan Manuel Fangio al volante. ^{[15] [16]}

La versión inicial del motor Ferrari Dino era un motor de carreras de 1,5 L (92 pulgadas cúbicas) utilizado en las carreras de Fórmula 2 en la temporada de 1957. Tenía un ángulo en V de 65 grados y árboles de levas dobles en cabeza. El Dino V6 experimentó varias evoluciones, incluida una versión de 2,4 L (146 pulgadas cúbicas) utilizada en el coche de carreras de Fórmula Uno Ferrari 246 de 1958. ^{[17] [18]} Unos años más tarde, el coche de Fórmula Uno Ferrari 156 de 1961-1964 utilizó un nuevo motor V6 con un ángulo en V de 120 grados y una cilindrada de 1,5 L (92 pulgadas cúbicas). ^[19] Este motor era más corto y ligero que el motor Ferrari Dino, y la simplicidad y el bajo centro de gravedad del motor fueron una ventaja en las carreras. Ganó una gran cantidad de carreras entre 1961 y 1964 . Sin embargo, el fundador de Ferrari tenía una aversión personal hacia el diseño de 120 grados, prefiriendo un diseño de 65 grados, y después de ese tiempo fue reemplazado por otros motores. ^{[20] : 138–141} El motor Dino también se usó en el Lancia Stratos , que fue un auto de rally de gran éxito que ganó el Campeonato Mundial de Rally en 1974, 1975 y 1976.

Un uso notable del motor Alfa Romeo V6 en carreras fue el Alfa Romeo 155 V6 TI , diseñado para la temporada DTM de 1993 y equipado con un motor de 2,5 L (150 pulgadas cúbicas) que generaba una potencia máxima de 360 ​​kW (490 PS) a 11.900 rpm.

El Renault-Gordini CH1 era un motor V6 de 90 grados con un bloque de hierro. Fue introducido en el auto de carreras deportivo Alpine-Renault A440 de 1973. Este motor ganó el campeonato europeo de prototipos de 2 L en 1974 y varios campeonatos europeos de Fórmula 2. Una versión turboalimentada de 2.0 L (122 pulgadas cúbicas) se utilizó en el Renault Alpine A442 , que ganó las 24 Horas de Le Mans en 1978.

En 1977, se introdujo una versión turboalimentada de 1,5 L (92 pulgadas cúbicas) del motor Renault-Gordini CH1 en el monoplaza de Fórmula 1 Renault RS01 . Renault tuvo problemas de fiabilidad en 1977 y 1978; sin embargo, en la temporada de 1979 se obtuvieron buenos resultados en algunas carreras. En 1981, el monoplaza de Fórmula 1 Ferrari 126C utilizó un motor V6 turboalimentado. ^[21] Ferrari ganó el campeonato de constructores de Fórmula 1 con motores V6 turboalimentados en 1982 y 1983. Las versiones iniciales utilizaban un ángulo en V de 120 grados, antes de cambiar a un ángulo en V de 90 grados para el monoplaza de carreras Ferrari F1/87 de 1987. Otros coches de Fórmula 1 con V6 turboalimentado que tuvieron éxito en la era de 1982-1988 fueron el McLaren MP4/2 , McLaren MP4/3 , McLaren MP4/4 , Williams FW10 , Williams FW11 , Williams FW12 , Lotus 95T , Lotus 97T , Lotus 98T , Lotus 99T y Lotus 100T .

El Nissan GTP ZX-Turbo y el Nissan NPT-90 compitieron en la categoría de prototipos de autos deportivos IMSA de 1985 a 1994 y utilizaron un motor V6 turboalimentado basado libremente en el motor de producción del auto Nissan VG30ET. ^{[22] [23]} El Nissan 300ZX utilizó un motor similar para competir en el Campeonato de Grandes Turismos de Japón de 1996-1997 (ahora conocido como el campeonato "Super GT"). ^{[24] [25]}

La reducción a motores V6 en las carreras de ruedas abiertas se hizo más común:

• La serie IndyCar cambió a motores V6 turboalimentados en 2012.
• La serie GP3 cambió a motores V6 de aspiración natural en 2013.
• El Campeonato Mundial de Fórmula Uno cambió a motores V6 híbridos turboalimentados en 2014.
• El Campeonato de Fórmula 2 de la FIA (antes conocido como GP2 Series) cambió a motores V6 turboalimentados en 2018.
• El Campeonato de Fórmula 3 de la FIA (creado a partir de la fusión de la GP3 Series y el Campeonato Europeo de Fórmula 3 de la FIA) comenzó a utilizar motores V6 de aspiración natural a partir de 2019.

Los motores V6 son motores populares en motores fueraborda medianos y grandes . ^{[ cita requerida ]}

El primer motor V6 que llegó a producción fue construido entre 1908 y 1913 por la fábrica Deutz Gasmotoren en Alemania. Estos motores V6 se utilizaban como generadores para motores de ferrocarriles de gasolina y electricidad. ^[26]

La Laverda V6 fue una motocicleta de carreras que se presentó en el salón de Milán de 1977. ^[27] Participó en la carrera de resistencia de 24 horas Bol d'Or de 1978 , sin embargo se retiró por problemas mecánicos después de aproximadamente 8 horas. ^[28]

Horex produce motocicletas de carretera con motores VR6 desde 2012. ^{[29] [30]}

• Motor de seis cilindros planos
• Motor de seis cilindros en línea

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