TIPOS DE MOTORES - CUESTION DE CILINDROS

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TIPOS DE MOTORES - CUESTION DE CILINDROS

Mensaje por pegassus el Miér Jun 14, 2017 8:45 am

Tipos de motores: Cuestión de cilindros
El motor es el corazón de la moto. Lo sientes palpitar, respirar y de él depende en gran medida la personalidad de tu moto. El número de cilindros no es lo único que define su carácter pero quizá es la variable más importante.
Un día, hace muy poco, estaba tomando unas cervezas con amigos lectores (¡ojo!, no unos amigos y unos lectores, sino que son amigos y lectores al mismo tiempo). Y, como puedes imaginar, hablábamos de motos, motores y número de cilindros. Uno de ellos me dijo: “¿Habéis contado esto en vuestra revista?”. ¡Pues no! Esto había que arreglarlo y así nació la idea de este artículo y de esta sección.
Del motor depende en gran medida la personalidad de nuestra moto: Evidentemente por su potencia y por la forma de entregarla, pero también el comportamiento de la moto e incluso la estética, pues la mayor parte de nuestras motos, a diferencia de los coches, dejan ver su motor. Una moto es como un modelo (chico o chica, es lo mismo) prácticamente en ropa interior mientras un coche es ese “model@” completamente vestid@ (eso sí, hay que reconocer que a veces muy bien vestid@).
Ingenieros: Abstenerse
Si eres ingeniero o sabes mucho -pero que mucho- de motos, probablemente este artículo no te va a gustar. Porque es un artículo de “barra de bar” en el que los complejos conceptos de la física se traducen en simples sensaciones. No te voy a hablar de vibraciones primarias y secundarias ni de resistencia de materiales ni de mezclas estequiometrias ni de cosas parecidas. Pero, para entender este artículo y/o para entender a tu moto, te hace falta conocer cuatro conceptos:
CONCEPTOS BÁSICOS
- Cilindrada. Sabes qué es: Si el motor de tu moto fuera una botella sería el volumen máximo sumado de todos los cilindros. La cilindra unitaria es el volumen de cada cilindro. Si hay uno sólo, ¡premio! ambas coinciden. Si hay más de un cilindro es tan fácil como repartir la cilindrada total entre el número de cilindros. Esto te va a ayudar, porque seguro que eres consciente de que un motor monocilíndrico de 500 c.c. y uno bicilíndrico de 1.000 van a tener cosas en común.
- Par motor. Este es el concepto que “crees que no sabes” y que sí sabes. Par es una simple fuerza aplicada a un eje. Imagina una bici cuya biela midiese un metro (distancia del pedal al eje de giro del plato). Si en ese pedal pones un kilo de peso, tenemos un par de 1 kilográmetro (kgm o mkg, es lo mismo). Cuanto más par, más “fuerza” tiene el motor; y si el par se consigue a pocas revoluciones, es un motor con más bajos, necesitas menos revoluciones para que el motor empuje con decisión.
- Potencia. Este es el concepto que “crees que sabes” y, en realidad, no lo sabes. Podríamos decir que es la capacidad de ofrecer par, pero en el menor tiempo posible. Volvamos al ejemplo de antes y supongamos que existe esa bici con una biela enorme, de un metro, con un ciclista extremadamente delgado de sólo 20 kg de peso. Conseguirá un par de 20 kgm y daría unas 60 vueltas completas en un minuto, o sea, 60 rpm (revoluciones por minuto). La potencia sería (ver recuadro) de 1,67 CV a 60 rpm.
Comparemos con un motor de 125 c.c., por ejemplo, un Yamaha X-Max. Este motor ofrece un par de “sólo” 11 kgm, pero… ¡a 8.750 rpm! La potencia en este caso alcanza los 13,8 CV.
He dicho que no iba a poner fórmulas matemáticas... pero os he mentido. Para los que queráis saber más, esta fórmula que relaciona par y potencia, os gustará:
Potencia (en CV)=par (en kgm) x número de rpm/716,2
¡Ojo! Tened en cuenta que rara vez coinciden el régimen de par máximo (régimen en el que la explosión o “la patada” del motor al cigüeñal es más fuerte) con el régimen de potencia máxima (régimen en el que el motor es capaz de dar muchas explosiones muy fuertes)
En el caso que hemos elegido (Yamaha X-Max) sí coinciden. Por eso lo hemos escogido, ¡claro!
- Centro de gravedad. Esto lo estudiaste de pequeñito y si no lo hiciste o no te acuerdas, no te preocupes, es muy intuitivo. Cuando frenamos, aceleramos o tomamos curvas, estas fuerzas se aplican a cada parte de la moto, a cada pieza, a cada tornillo… si promediásemos el peso de todas las piezas, llegaríamos a un punto que es el centro de gravedad. En resumen, si el motor va más alto (es la parte que más pesa de una moto, piloto aparte) el centro de gravedad estará más alto y viceversa. Y todos sabemos –o intuimos- que un centro de gravedad más bajo hace a la moto más manejable.
Y ahora, convertido en todo un experto en tecnología, vamos con lo divertido, ver cómo son las motos en función del número de cilindros de su motor y de su disposición (en línea, en V, opuestos…). No te agobies, es muy fácil. Vamos allá.

Monocilíndricos: sencillez y economía

Si estás diseñando una moto y necesitas un motor sencillo, barato de fabricar, económico de mantener y las prestaciones no son prioritarias, elegirás un monocilíndrico.
Es el caso de la inmensa mayoría de scooter y motos económicas de hasta 250 c.c. A partir de los 400/500 c.c. es mejor recurrir a mayor número de cilindros. Pese a todo hay casos en que, aunque busques las máximas prestaciones, recurrirás a motores de un solo cilindro y este es el caso de la inmensa mayoría de las motos de off road, que siempre son de un sólo cilindro (Aprilia hizo una bicilíndrica con mucho esfuerzo y escaso éxito).
En el caso del off road hay varios motivos: El primero, que la cilindrada de estos motores rara vez supera los 500 c.c. y normalmente se mueven entre los 125 y 300 si son dos tiempos y entre 250 y 500 si son de cuatro. El segundo: En estas motos prima la ligereza y un motor de un solo cilindro pesa menos y “cabe” más fácilmente en un chasis más pequeño. El tercer motivo, atañe sólo a los motores de 4 tiempos: A igualdad de cilindrada un motor de un solo cilindro tiene más “motricidad” que uno de más cilindros. ¡Ya empezamos con los “palabros”! ¿Qué es la motricidad? Pues la capacidad de transmitir potencia al suelo, de aplicar potencia a la rueda motriz sin que ésta patine. En un motor de un solo cilindro el motor empuja una sola vez cada dos vueltas de forma que en tierra o firme deslizante entre “explosión y explosión” la rueda tiene tiempo de recuperar la adherencia. Además, estos motores pueden no ofrecer mucha potencia (no suben mucho de vueltas) pero tienen mucho par.
Los motores de un solo cilindro vibran lógicamente más que los de mayor número de cilindros, porque en los pluricilíndricos unas explosiones se compensan con otras, pero si sólo hay un cilindro, no hay forma de compensar. Otro inconveniente es que los gases quemados salen todos “a la vez”. Te pongo un ejemplo: Imagina un motor de 500 c.c.; si es monocilíndrico, en la fase de escape sale ese medio litro de gas de una sola vez, pero si es de cuatro cilindros, salen 125 c.c. pero de forma constante. Por eso verás monocilíndricas con silenciadores muy grandes en función de su cilindrada.
Normalmente el cilindro en estos motores va “de pie”, formando un ángulo de 90º con el suelo. A veces van ligeramente inclinados hacia delante para dejar espacio al carburador, que va en la parte posterior (interesa que el aire refrigere la parte del escape, más caliente). En ocasiones van tumbados, como en las “viejas” Husaberg o en las antiguas Puch, para bajar el centro de gravedad. También en las antiguas 125 de Gran Premio (recordemos, de dos tiempos) estos motores iban tumbados, para bajar el centro de gravedad y hacer la moto más bajita.
Ventajas
-Sencillez y economía.
-Ligereza y compacidad.
-Proporcionan motricidad.
Inconvenientes.
-Vibran más.
-Son menos potentes.
-Requieren silenciadores grandes.
 

Bicilíndricos: Equilibrio y eficacia

Durante años, el número de cilindros ideal en motos de media y alta cilindrada fue de dos. Probablemente la más equilibrada y con muchas opciones diferentes de configuración. Con sólo dos cilindros hay muchas “personalidades” diferentes.
Durante muchos años, los motores bicilíndricos eran los utilizados por la inmensa mayoría en las motos de carretera de cierto empaque. Sólo la llegada de una moto, la Honda CB750, con su tetracilíndrico de cuatro cilindros en línea transversal, cambió las cosas. Desde entonces se acuñó la denominación MJU, “motor japonés universal”, porque ha sido y es usado mayoritariamente por las motos japonesas de cierta cilindrada.
Respecto a un motor de un solo cilindro, el de dos supone un gran avance en cuanto a equilibrado, capacidad de subir de vueltas (y dar más potencia) y suavidad en general, pero manteniendo un tamaño y peso razonables. Seguro que piensas: “a igualdad de cilindrada, si tiene dos cilindros pues ocupará y pesará el doble”. Pues te has pasado de listo.
Vamos con un ejemplo: Un motor de 500 c.c. El de un cilindro requiere un cigüeñal robusto, con dos buenos apoyos, para aguantar “patadas” potentes y un escape y silencioso grandes. En el bicilíndrico, el cigüeñal puede ser más ligero (el motor vibra menos y sube más rápido de vueltas), necesitará dos o como mucho tres apoyos de cigüeñal y un silencioso más pequeño; también los pistones son más ligeros y además el movimiento de uno hacia arriba lo puede compensar el otro hacia abajo. Como ves muchas ventajas. Sigue siendo el motor más utilizado hasta los 600 c.c. más o menos, los hay hasta de 1.700 c.c. (como el enorme dos “pucheros” en V a 45 grados de Harley Davidson) y muchos de entre 900 y 1200 (como los de Aprilia, BMW, KTM o Ducati,  entre otros).
Pero esas ventajas dependen de la disposición de los cilindros. Te va a sorprender con sólo dos cilindros la cantidad de combinaciones que se pueden alcanzar. Vamos con las más importantes:
- En paralelo, uno al lado del otro. La más frecuente y popularizada, en su momento, entre otras marcas, por Norton o Ducati (hasta los 500 c.c.). Como en los “mono”, los cilindros van “de pie” o ligeramente tumbados hacia adelante. Y, como te contaba, no es el doble de ancho de un “mono” de igual o parecida cilindrada, podemos decir que es “una vez y media” más ancho.
- En V con el cigüeñal longitudinal. Típica configuración de Guzzi, un V a 90 grados. Los grados indican el ángulo formado por los cilindros. Esta configuración también la usaron las japoneses en algún modelo de no mucho éxito. Permite bajar el motor (los cilindros no tocan el suelo fácilmente) y es ideal para usar con cardán.
- En V con cigüeñal transversal, cuyo ejemplo paradigmático es Ducati, sin olvidar a Harley Davidson. En el caso de Ducati, la V es de 90 grados, lo que permite llevar un cilindro “tumbado” hacia delante y otro prácticamente “de pie”, configuración ideal cuando la refrigeración era por aire y que sigue usando la marca italiana en la actualidad. La de Harley es una absurda –técnicamente hablando- configuración en V a 45 grados con los dos cilindros ligeramente inclinados cada uno hacia un lado.
- Bóxer o de cilindros opuestos, con cigüeñal longitudinal, típico de BMW (hubo motores bóxer con cigüeñal transversal muy usados, hace mucho tiempo, en Sides). Este motor es seña de identidad de la marca alemana. Permite una buena refrigeración, centro de gravedad relativamente bajo y también es ideal para usar cardán. Aunque parece que vibra mucho, es un motor muy equilibrado, pues los cilindros se compensan, pues “se abren” y “se cierran” según los miras de frente.
- En tándem, es decir, un cilindro detrás de otro. Muy típico de las motos de 250 c.c. de Gran Premio, pues en realidad era como poner dos motores de 125 uno detrás de otro, con lo que se conseguía la estrechez de un “mono”. Y si eres espabilado, preguntarás “¿dónde iban los carburadores?”. Pues a un lado, pues muchos de estos motores tenían admisión por válvula rotativa y la admisión iba al cárter.
Pero sea cual sea la disposición de los cilindros, los motores de dos cilindros ofrecen un equilibro muy bueno entre suavidad, compacidad y capacidad de rendir potencia y resultan la elección ideal para motores de cilindrada media, entre 250 y 600 c.c. Y en altas cilindradas, ofrecen menos potencia que los de cuatro, pero más par, lo que hace que este tipo de motos se conduzcan de otra manera; hay a quién le gusta y a quién no.
Ventajas
Equilibrio entre compacidad, ligereza y prestaciones.
Muchas configuraciones disponibles.
Motricidad
Inconvenientes
Vibraciones (en motores de alta cilindrada)
Suben menos de vueltas que motores de más cilindros.
Más caro que un mono.

Tricilíndricos: A mitad de camino

Tienen muchas de las ventajas de los bi y muchas de las ventajas de los tetra, pero no son tan estrechos como los primeros ni tan “finos” como los segundos. Tampoco tienen tantas opciones de configuración, pero sin duda cuentan con su propia personalidad.
Son “rara avis”, pues resultan muy minoritarios. Los comenzaron a usar los ingleses de BSA y Triumph y hoy día es casi una seña de identidad de Triumph. Siendo directos podríamos decir que es un bicilíndrico “venido a más” o un tetracilíndrico “venido a menos”. BMW, en su K75 utilizó los tres cilindros longitudinales con el motor “tumbado” y cardán (simplemente una K100 con un cilindro menos). Con mecánicas de 4 tiempos no recuerdo otra configuración que no sea en línea transversal (con la citada excepción de BMW), pero en dos tiempos se usaron en las “viejas” 500 en configuraciones muy dispares. Pero eso ya es el pasado.
Si has leído los párrafos anteriores y vas a leer los que siguen a éste, pues promedia. Personalmente son motores que me gustan, tienen un tipo de vibración muy particular y ofrecen buenas prestaciones. Pero si quieres algo verdaderamente compacto, mejor dos cilindros y si quieres algo verdaderamente potente, hacen falta cuatro… o más.
Ventajas.
Combinan ventajas de los bi y de los tetra.
Puedes ir a cilindradas más altas (respecto a un bi).
Originalidad.
Inconvenientes.
Combinan desventajas de los bi y de los tetra.
Vibran más que los tetra.
Ocupan y pesan más de los bi.

Tetracilíndricos: 4 cilindros para cuatro tiempos

El año 1969 trajo un cambio definitivo. La aparición de la Honda CB750 con su cuatro cilindros en línea de una finura desconocida hasta entonces, fue la semilla para este tipo de motores que, por encima de 500/600 c.c. son hoy día la inmensa mayoría.
Porque hay otras configuraciones con cuatro cilindros: Un V4 longitudinal, como la Honda PanEuro (Dos motores de Guzzi uno detrás de otro) o la aún más rara de cuatro cilindros longitudinal (mejor ver la foto) que usa, hoy día casi en exclusiva, la Triumph Rocket III de… ¡2.300 c.c.! Bueno, no hay que olvidar a la BMW K100, que aún se ven muchas, y que llevaban el motor longitudinal tumbado (como comentábamos de la K75).  Pero, con estas excepciones, todas la motos de 4 cilindros son con ellos en línea y el cigüeñal transversal a la marcha.
Esta configuración ofrece múltiples ventajas: Es el tipo de motor más equilibrado (en general los múltiplos de 4, como 8 ó 12 lo son… pero no “caben” en una moto), pueden llegar a ser muy compactos (mira un motor de 1000 de una RR y otro de 450 de una enduro y verás) y ofrecen mucho rendimiento, pues pueden subir mucho de vueltas. Como contraprestación tienen menos par que un bi de parecida cilindrada y su anchura obliga a elevarlos en el chasis, pero hoy día este inconveniente se ha solventado de muchas formas:
- La calidad de los materiales permiten paredes muy finas y así que los cilindros estén muy juntos.
- El equilibro de estos motores permiten cigüeñales muy ligeros y apoyos estrechos que redundan en la compacidad.
- Hoy día el alternador y otros accesorios ya no van en las puntas del cigüeñal, lo que incrementaba la anchura, sino detrás de los cilindros.

La prueba de lo que te cuento es que hay motos de calle de sólo un litro de cilindrada y cerca de 200 CV. Pero también tranquilas motos de turismo de 600 c.c. con una suavidad y finura que nunca puede tener un motor de dos cilindros (ni de tres, por cierto).
Ventajas.
Finura y suavidad.
Posibilidad de obtener potencia.
Válido para casi todas las cilindradas.

Inconvenientes.
Más complejos.
Más caros.
Ocupan y pesan más.

Exacilíndricos: Pero, ¿hacen falta tantos?
Si te gustan “los excesos”, llamar la atención y piensas que “más grande es mejor”, una moto de seis cilindros puede ser una opción. Un camino que abrió en 1972 Benelli con su mítica Sei y que hoy día prácticamente es coto privado de BMW con su 1600 RT y de Honda con la Goldwing.
No se me olvidará la foto en la que se veía un cigarrillo prácticamente consumido sobre la instrumentación de una Benelli Sei mientras la aguja del cuentavueltas marcaba 7.000 rpm. Y no era un montaje, porque más adelante yo mismo hice la prueba. La Sei se ha convertido en un mito y pese a la fama de problemáticas de las Benelli de esa época, se cotiza y mucho como moto clásica.
Hoy día BMW en su modelo de turismo más grande, hereda la misma configuración de 6 cilindros en línea transversal, pero con refrigeración liquida, inyección, 24 válvulas y un montón más de avances. Pero, mucho antes, Honda utilizo los seis cilindros en su modelo estrella -o al menos, tope de gama, por precio- la Goldwing. En este caso en una más atrayente, en mi opinión, configuración Bóxer con los cilindros opuestos tres a tres y 1.800 c.c. (aunque nació en el 74 con “sólo” cuatro cilindros y 1000 c.c.).
Seamos honestos: Un motor de seis cilindros es suavísimo, progresivo, suena bien y puedes obtener muy buen rendimiento en baja o en alta; pero su ventaja principal es que resulta impresionante y si quieres comprobarlo solo tienes que ver el empaque, tamaño, peso y precio de las motos que montan este motor. Pues eso, si te gustan los excesos… ya sabes.
Ventajas.
Suavidad exquisita.
Sonoridad “musical”
Estética impresionante.
Inconvenientes.
Precio.
Tamaño.
Peso.
Los que no existen: 5 y 8 cilindros
El 5 cilindros es bastante usado en automóviles (como derivado, generalmente de un cuatro cilindros al que se suma uno más) y el V8, muchísimo, pero este último es demasiado grande para una moto.
No podemos olvidarnos de la  Guzzi V8 de Gran Premio presentada en 1955. En una época en que la cilindrada de 500 estaba dominada por bicilíndricas que a duras penas daban 50 ó 60 CV, esta V8 rendía 80 CV a 14.000 rpm en 1957. Tuvo un paso fugaz por el Mundial y por el TT, fruto de la crisis general y de la crisis de Guzzi en particular. Diez años después llegaron los japoneses, el espionaje industrial, la fuga de cerebros de la extinta RDA y las 2T… pero esa será otra historia.
http://www.moto1pro.com/reportajes-motos/tipos-motores-cilindros

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Re: TIPOS DE MOTORES - CUESTION DE CILINDROS

Mensaje por Varchu el Miér Jun 14, 2017 9:01 am

Interesante nota.
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Re: TIPOS DE MOTORES - CUESTION DE CILINDROS

Mensaje por Carlos_J el Miér Jun 14, 2017 5:27 pm

Gracias Pega
Muy bueno

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Re: TIPOS DE MOTORES - CUESTION DE CILINDROS

Mensaje por Ser suburbano el Jue Jun 15, 2017 12:32 am

Gracias por el informe Edu, muy interesante.
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Re: TIPOS DE MOTORES - CUESTION DE CILINDROS

Mensaje por pegassus el Jue Jun 15, 2017 2:35 pm

Me lo paso Luis PULPO, yo solo lo compartí al grupo.

los que lo hicieron son:

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Re: TIPOS DE MOTORES - CUESTION DE CILINDROS

Mensaje por ARCODEPLATA el Jue Jun 15, 2017 8:27 pm

Muy bueno... y ahora, hay un resurgimiento de èsas V8 " Inexistentes. Smile  
https://www.youtube.com/watch?v=Y_caEXXlFYk

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Re: TIPOS DE MOTORES - CUESTION DE CILINDROS

Mensaje por CeratiDark el Jue Jun 15, 2017 9:12 pm

¡Muy buena nota!
Los V8 lo veo y no lo creo, ¡tremendo!
¡Muchas gracias!

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