Motor V4

Un motor V4 es un motor de pistón de cuatro cilindros donde los cilindros comparten un cigüeñal común y están dispuestos en una configuración en V.

El motor V4 es menos común en comparación con los motores de cuatro cilindros en línea . Sin embargo, los motores V4 se han utilizado en automóviles, motocicletas y otras aplicaciones.

Algunos motores V4 tienen dos muñequillas que comparten cilindros opuestos. El cigüeñal suele estar sostenido por tres cojinetes principales en este tipo de motores. Sin embargo, esta disposición da como resultado un motor con un encendido desigual. Se prefieren las muñequillas divididas para intervalos de encendido uniformes.

En comparación con el diseño más común de motor de cuatro cilindros en línea, un motor V4 es mucho más corto. Aunque se pueden utilizar diferentes ángulos en V, si los dos pistones están en un ángulo en V de 90° con muñequillas compartidas, el motor también logra un equilibrio primario perfecto y ofrece la ventaja adicional de un mejor equilibrio secundario que reduce la vibración. ^[1] El cigüeñal más corto del motor V4 es menos susceptible a los efectos de la vibración torsional debido a su mayor rigidez y también debido a que tiene menos soportes sufre menos pérdidas por fricción. ^{[ cita requerida ]}

Las desventajas de los motores V4 incluyen su diseño inherentemente más ancho en comparación con los motores de cuatro cilindros en línea, así como el requisito de dos colectores de escape, dos culatas de cilindros y dos trenes de válvulas (por lo que se necesitan dos juegos de árboles de levas para motores de levas en cabeza) en lugar de solo una culata, un colector, un tren de válvulas y un juego de árboles de levas para un motor de cuatro cilindros en línea. ^[2] Tener dos bancos separados de componentes aumenta el costo y la complejidad en comparación con los motores de cuatro cilindros en línea.

Debido a que los motores V4 son más anchos que los motores de cuatro cilindros en línea, la incorporación de transmisiones auxiliares, sistemas de admisión y sistemas de escape manteniendo un tamaño general compacto puede ser más difícil como otros motores tipo V. Para reducir el ancho, se podría utilizar un ángulo en V más estrecho, como 60 grados. Aunque un motor V4 de 60° es más compacto que un motor V4 de 90°, el diseño de 60° no tiene un equilibrio primario perfecto (si los muñones del cigüeñal no están divididos) y, por lo tanto, a menudo requiere un eje de equilibrio para reducir las vibraciones de manera similar a los motores V6 . Además, cualquier motor V4 (de cuatro tiempos) con muñones del cigüeñal compartidos encenderá de manera desigual, lo que dará como resultado más vibración y potencialmente requerirá un volante más pesado. El uso de muñones del cigüeñal divididos en un V4 de 60°, como se usa en el motor Ford Essex V4 y los motores Ford Taunus V4 , da como resultado un orden de encendido uniforme.

Los primeros motores V4 en uso en el sector automovilístico se utilizaron en los coches de carreras de Gran Premio (posteriormente llamados "Fórmula Uno"). Uno de los motores V4 pioneros fue el Mors de 1898 , un coche con motor trasero construido en Francia. ^{[3] [4]} En aquel momento, la falta de vibración del motor V4 era un factor clave para su venta. ^[5] Sin embargo, el motor V4 del coche fue reemplazado por un motor convencional de cuatro cilindros en línea en 1901.

En el Gran Premio de Francia de 1907 , el coche que inscribió J. Walter Christie utilizó un motor V4 de 19.891 cc (1.214 pulgadas cúbicas), el motor más grande jamás utilizado en una carrera de Gran Premio. ^[6] El motor estaba montado transversalmente en la parte delantera y el coche tenía tracción delantera. El coche se retiró del Gran Premio de Francia después de solo cuatro vueltas, sin embargo, más tarde estableció un récord de velocidad de 164 km/h (102 mph). ^[7]

El primer motor V4 utilizado en automóviles de producción fue el motor Lancia V4 que se utilizó por primera vez en el Lancia Lambda de 1922. ^[8] El motor Lancia era un diseño de ángulo estrecho con un ángulo de 20 grados entre los bancos y una culata de un solo cilindro con un árbol de levas en cabeza compartido por ambos bancos. También utilizó aluminio tanto para el bloque como para la culata (lo que era inusual para la época). ^[9] Lancia produjo motores V4 hasta 1976, cuando fueron reemplazados por motores de cuatro cilindros planos.

El ZAZ Zaporozhets de 1960-1994 es un automóvil urbano soviético que utilizaba un motor V4 montado en la parte trasera. ^[9] Este motor se basaba en el diseño utilizado en el vehículo militar anfibio LuAZ-967 . Contaba con refrigeración por aire con un bloque de magnesio y se producía en cilindradas de 0,7 a 1,2 L (43 a 73 pulgadas cúbicas). ^[10]

El AMC Air-cooled 108 era un motor de 108 pulgadas cúbicas (1,8 L) construido entre 1960 y 1963 para su uso en el vehículo militar ligero M422 Mighty Mite . ^{[11] [12]} El M422 fue desarrollado por American Motors Corporation (AMC) en los Estados Unidos y diseñado específicamente para ser transportado en helicóptero. ^{[13] [14]}

A partir de la década de 1960, las divisiones europeas de Ford produjeron dos motores V4 no relacionados. ^[9] El primero fue el motor Ford Taunus V4 , producido en Alemania de 1962 a 1981. El Taunus era un motor V4 de 60 grados con refrigeración por agua y válvulas en cabeza. Inicialmente diseñado para su uso en automóviles con motor delantero, se utilizó en varios modelos de Ford y también se utilizó en los modelos Saab 95 , Saab 96 y Saab Sonett de tracción delantera . También se utilizó en el automóvil deportivo Matra 530 de motor central. ^{[15] [16] [17]} El segundo motor Ford V4 fue el motor Ford Essex V4 , producido en el Reino Unido de 1965 a 1977 y utilizado en varios modelos Ford Corsair, Capri, Consul, Zephyr y Transit. ^[18] Aunque fue diseñado por separado del motor Taunus, el Essex también era un V4 de 60 grados con refrigeración por agua, válvulas en cabeza y diseñado para usarse en automóviles y furgonetas con motor delantero.

El coche de carreras Porsche 919 Hybrid LMP1 utilizado en las temporadas 2014-2017 usaba un motor V4 turboalimentado de 90 grados de 2,0 L (122 pulgadas cúbicas) montado en el centro. ^[19]

Una de las primeras motocicletas impulsadas por un motor V4 fue la Matchless Silver Hawk, construida entre 1931 y 1935 en el Reino Unido. ^[20] La Silver Hawk utilizaba un motor V4 de ángulo estrecho de 16 grados con una sola culata, accionamiento de válvula de varilla de empuje y refrigeración por aire.

El Puch P800 de 1936-1938 se construyó en Austria para usos civiles y militares. ^[21] El P800 utilizaba un motor V4 de 170 grados con un ángulo muy amplio (por lo que su apariencia era similar a la de un motor de cuatro cilindros planos) con dos culatas y refrigeración por aire. ^[22]

Los motores V4 se utilizaron a mediados y fines de la década de 1980, especialmente en motocicletas Honda con motor transversal que tenían un motor V4 de 90 grados con refrigeración por agua. ^[23]

La mayoría de los fabricantes de MotoGP eligieron la configuración V4 para sus motos desde 2020. Entre ellos se encuentran:

• Honda RC213V
• Ducati Desmosedici
• KTM RC16
• Aprilia - 90° V4 para la temporada 2020

Las razones de esto son que, en comparación con los motores de cuatro cilindros en línea con orden de encendido tradicional, los motores V4

• Son más estrechos, lo que da como resultado una motocicleta más estrecha y aerodinámica, posiblemente con un centro de gravedad más bajo.
• Ofrecen una mejor gestión de la tracción de la rueda trasera durante la aceleración debido a un disparo desigual que le da al neumático trasero más tiempo para recuperarse durante las pausas entre los golpes de potencia.
• Tienen un mejor equilibrio secundario, lo que da como resultado una mejor respuesta del motor, especialmente a altas RPM.
• Ofrecen una distribución más uniforme del par en todo el rango de RPM.

Otro uso del motor V4 es en motores fueraborda para embarcaciones. La configuración V4 es popular para aplicaciones marinas con motores fueraborda debido a su corta longitud de motor.

En 1958, tanto Johnson como Evinrude introdujeron motores fueraborda V4 de 70,7 pulgadas cúbicas (1159 cc) con una potencia nominal de 50 hp (37 kW) y un peso de 200 lb (91 kg). ^[24] En 1972, el mismo bloque V4 básico producía más del doble de caballos de fuerza en forma estándar debido a la experiencia que los fabricantes adquirieron en las carreras. ^[25] En 1988, Yamaha introdujo en el mercado estadounidense un V4 de dos tiempos de 130 hp (97 kW) con lo que se llamó inyección de aceite de "mezcla de precisión". ^[26] La mayoría de los motores fueraborda suelen ser motores de dos tiempos con carburador.

En 1935, la Wisconsin Motor Manufacturing Company comenzó a producir motores V4 de gasolina para aplicaciones industriales, agrícolas y estacionarias, ^[27] y varios fabricantes de equipos agrícolas utilizaron los motores V4 de Wisconsin. ^[28] En 1950, el motor V4 de Wisconsin más grande era el VR4D con una cilindrada de 255 pulgadas cúbicas (4,2 L) y una potencia de 56,5 hp (42 kW) a 3000 rpm y un par máximo de 162 lb⋅ft (220 N⋅m) a 1250 rpm. ^[29] La empresa produjo motores V4 hasta 2019. ^[30]

A mediados de la década de 1940, Turner Manufacturing, en el Reino Unido, produjo un motor diésel V4 refrigerado por agua para usos industriales y marinos. Este motor se utilizó en el tractor Turner Yeoman of England de 1949 a 1957. ^[31]

Mitsubishi Heavy Industries construyó el 4ZF , un motor V4 diésel refrigerado por aire utilizado en el vehículo blindado de transporte de personal Tipo 73 y vehículos militares japoneses relacionados desde 1973. ^{[32] [33]}

• Motor plano de cuatro cilindros
• Motor de cuatro cilindros en línea

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