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Motor bicilíndrico en V

motor de 2 cilindros en V (disposición de cilindros en ángulo menor a 180°)

Un motor bicilíndrico en V, también llamado un motor V2, motor de 2 cilindros en V o V-twin es un motor de combustión interna de 2 cilindros donde dichos cilindros están colocados en una configuración en V (véase motor en V).

Harley-Davidson Road King V2 de 45° montado transversalmente


Historia

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V2 de Gottlieb Daimler en 1889.
 
Princeps V-Twin (1902)

Gottlieb Daimler construyó un motor de 2 cilindros en V en 1889. Fue usado como motor estacionario y para impulsar barcos.[1]​ También se usó en el segundo automóvil que Daimler construyó en 1889: el Stahlradwagen ("Auto de ruedas de acero").[2]​ El motor fue licenciado para ser fabricado en Francia por Panhard y Levassor.[3]​

En noviembre de 1902 la Princeps AutoCar Co (UK) anunciaba una motocicleta con motor V2,[4]​ y en 1903 varias compañías produjeron motores V2, incluyendo el XL-ALL de 90°[5]​ (fabricado por Eclipse Motor & Cycle Co en el Reino Unido). También en 1903, Glenn Curtiss en Estados Unidos, y NSU en Alemania comenzaron a producir motores V2 para usarlos en sus respectivas motocicletas.[6]​ Peugeot, que había usado motores Daimler construidos por Panhard en sus primeros automóviles,[3]​[7]​ hizo también sus propios motores V2 a principios del siglo XX. Una motocicleta Norton con motor Peugeot V2 ganó la primera carrera de motocicletas de la isla de Man (el TT 'Tourist Trophy') en la categoría de dos cilindros en 1907.[7]​

Configuraciones

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Configuración del cigüeñal

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Biela en el interior de otra para cilindros en V en el mismo plano

La mayoría de los motores V2 tienen un solo muñón compartido por las bielas de ambos pistones, donde las bielas que abrazan el muñón o muñequilla compartida permanecen lado a lado, por lo que los cilindros del pistón tienen un pequeño desplazamiento lateral para mantenerse alineados con el muñón. También puede haber cilindros en V sin desplazamiento lateral, cuando la cabeza de una de las bielas es hueca y permite a la segunda biela conectarse en el interior de la primera, lo que disminuye la vibración del motor (véase la ilustración).

Algunas excepciones notables (o sea, un muñón para cada cilindro) son la Moto Guzzi de 500cc (con 120° del ángulo en V y encendido a 180° con 2 cigüeñales, por lo que requería un muñón por cada cilindro), máquina que Stanley Woods pilotó para ganar el TT Isla de Man de 1935;[8]​ o la Honda VT500 desde 1982 y la Honda Shadow 750 desde 1983, con un V2 a 52° que también usaban (la 750 aún los usa, porque todavía se produce en 2015) dos muñones, uno para cada pistón, pero con un solo cigüeñal y cilindros desplazados;[9]​ y la Suzuki VX 800 de 1987, con 45° en la V y un desfase entre muñones en el cigüeñal de 45° para los Estados Unidos o de 75° para el resto del mundo.[10]​

Ángulos usuales en V

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El Mazda R360 empleaba motores V2.

Generalmente, a cualquier motor de 2 cilindros con un ángulo entre cilindros mayor a 0° y menor a 180° se le conoce como motor en V2 (V-twin). Aunque Ducati usó el nombre L2 ("L-twin") para su motor V2 de 90° (con su cilindro delantero casi horizontal y su cilindro trasero casi vertical), no existe realmente ninguna diferencia técnica entre los susodichos motores, y en realidad solo la denominación es diferente, de modo que V-twin y L-twin son nombres de un motor V2.

Un motor V2 a 90° con contrapesos adecuados y sin desplazamiento entre los cilindros (cilindros en el mismo plano), puede dar un funcionamiento casi sin vibraciones, perfectamente equilibrado.[11]​ Con el desfasado del encendido, un motor con un ángulo menor a 90° tiene la ventaja de ser más compacto. A veces se puede mitigar la vibración con un diseño cuidadoso del desplazamiento lateral de los cilindros.[11]​

Ángulo en V Ejemplos
18° Matchless Silver Arrow
20° Motor Daimler usado en 1889 en el automóvil Stahlrad.[2]​
42° Indian Powerplus, Chief, Scout
45° Crocker Motorcycles
Harley-Davidson
Sokół 1000
Suzuki VX 800; Boulevard C50, M50, S50, S83
Honda VT1100
47.5° Vincent Rapide Series A
48° Yamaha MT-01, XV1600, XV1700
49° Indian Thunder Stroke 111, Chief, Chieftain[12]​
50° AJS S3
BSA Model E, G14, Y13
Husqvarna Motorcycles
Brough Superior SS100 (motor JAP)
Kawasaki Vulcan 1500, 1600
Matchless Model X
Victory Motorcycles
Vincent Rapide Series B, C
52° Honda:

Kawasaki Vulcan 1700 & 2000

54° Suzuki Boulevard:
55° Kawasaki Vulcan 750, 800, 900
56.25° S&S X-Wedge Engine
60° Britten V1000
Harley-Davidson VRSC
Highland Motorcycles
Aprilia RSV Mille, Tuono (Rotax engines)
Yamaha XV250, XVS250
70° Suzuki RGV250(VJ23)
Yamaha XVS650
72° Moto Morini 350, 500
Buell 1125R (Rotax engine)
Voxan
Ángulo en V Ejemplos
75° Hyosung GT250, GV250
KTM 1190 RC8
Yamaha TR1, Virago, XVS1100
77° Aprilia RXV/SXV
80° Honda CX series
Rotax 810, 660, 490
87° Moto Morini Corsaro 1200
90° Aprilia:

Bimota V Due
Briggs & Stratton
Cagiva
Ducati
Folan 290
Gilera GP 800
Hesketh V1000
Honda:

Hyosung GT650, GV650
Kawasaki Prairie 650, V-Force
Mazda
Moto Guzzi
Suzuki:

V-Strom

120° 1934 Moto Guzzi 500cc
170° Zündapp KS750[13]​

Orientaciones

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Los términos motor longitudinal y motor transversal se usan para referirse a la orientación del cigüeñal del motor citado.[14]​[15]​ Sin embargo no todas las fuentes utilizan esa convención, destacando notablemente Moto Guzzi, que la usa de forma invertida,[16]​ porque se denomina motor transversal al longitudinal, ya que se necesita cambiar 90 grados el eje de giro para accionar la llanta impulsora con una cadena de transmisión, (aunque un motor con eje cardán necesita una configuración longitudinal del cigüeñal para transmitir el movimiento a la llanta impulsora).[17]​ Por eso es más práctico especificar que los términos transversal o longitudinal se refieren al eje del cigüeñal[14]​[18]​ mejor que al eje de los cilindros.[19]​

Montaje transversal del cigüeñal

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Honda V2 a 90° de montaje transversal.
 
Moto Guzzi Jackal con un motor V2 longitudinal de 90°.

El motor puede ser montado con el eje del cigüeñal transversalmente, como en las Harley-Davidson, Ducati y muchas motocicletas japonesas recientes.[20]​ Con esta configuración se puede diseñar una motocicleta más estrecha, ya que una V2 de cigüeñal transversal ocupa el mismo ancho que una con motor monocilíndrico, con la ventaja de un mejor manejo. Una desventaja de esta configuración para los motores V2 refrigerados por aire es el menor enfriamento del cilindro trasero.[21]​

Algunos V2 transversales usan un solo carburador para ambos cilindros, situado en medio de la V. Esta solución permite un ahorro en el uso de materiales, pero crea problemas adicionales de calentamiento.

  • Algunas estrategias de enfriamiento en motores V2 a 90°
  •  
    Esta Ducati Monster 620 tiene un motor V2 a 90° con cigüeñal transversal. Un cilindro está situado en horizontal y el otro en vertical, el horizontal adelante y el vertical arriba, para mejorar el enfriamiento.
  •  
    La VTR250 de Honda es similar, pero cada cilindro está a 45º de la vertical de modo que se bloquea un poco el flujo de aire, aunque este motor está enfriado por agua.
  •  
    Como los modelos Ducati tienen motores grandes, disponen de enfriamiento por agua y aceite, como este Monster S4R S. Al igual que la VTR250, los radiadores están al frente, pero también se dispone de enfriamiento por el flujo de aire como en la Monster 620.

Montaje longitudinal del cigüeñal

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El motor V2 con el cigüeñal montado longitudinalmente como se puede ver en las Moto Guzzi y algunas Honda es menos común. Esta configuración está mejor orientada para la transmisión por eje cardán, eliminándose en ese caso la necesidad de un engranaje a 90° en uno de los extremos del eje cardán. Una moto con eje cardán longitudinal, se ajusta a la perfección en los bastidores habituales, dejando mucho espacio para un eje cardán, aparte de que los cilindros pueden disponer de un abundante flujo de aire para su enfriamiento.[22]​ El montaje del motor con el cigüeñal situado longitudinalmente, implica también una reacción generada por el momento de giro en los casos de aceleración y deceleración pronunciada del motor. Para contrarrestarlo se puede añadir un volante de inercia o un alternador con giro contrario al giro resultante del cigüeñal y del tren motor.[23]​[24]​

Uso automotriz

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Motor V2 enfriado por agua JAP usado en un autociclo Morgan Super Sports de 3 ruedas de 1934
 
Motor Mazda V2 enfriado por aire de un Mazda R360 kei car

BSA fabricó un automóvil con un motor V2 a partir de 1921, y más adelante introdujo un triciclo en 1929.[25]​

La compañía Morgan (three-wheelers) adaptó motores V2 entre 1911 y 1939 para su uso en coches de tres ruedas. Distintos automóviles inspirados por los modelos de Morgan se siguen fabricando en la actualidad, incluyendo el Triking Cyclecar, que usa un V2 de origen Moto Guzzi;[26]​ el autociclo Ace, que usa un motor V2 Harley-Davidson;[27]​ y el JZR que usa motores Honda CX.[28]​

Mazda fabricó motores V2 de 356 cc y 571 cc a principios de 1960 para el Mazda R360.[29]​[30]​

Uso comercial

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Existen máquinas comerciales como equipos de limpieza a presión, tractores y cortadoras de césped, generadores eléctricos y bombas de agua, que usan motores V2, usualmente cuando las necesidades de potencia son de 16 o más caballos vapor. Normalmente tienen configuración en V con enfriamiento por aire forzado. Esa configuración les da un tamaño pequeño y baja vibración, incluso sin volantes de equilibrado.

Fabricantes de tales motores incluyen a Honda;[31]​ Kawasaki con las series FD, FH, FS, y FX;[32]​ Subaru con la serie EH;[33]​ Briggs & Stratton;[34]​ Tecumseh;[35]​ y Kohler[36]​ entre otros.

Véase también

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Referencias

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  1. ↑ Genta, Giancarlo (1997). Motor Vehicle Dynamics: Modeling and Simulation. Singapore: World Scientific. p. 26. ISBN 9810229119. Consultado el 15 de enero de 2013. 
  2. ↑ a b Posthumus, Cyril (1977) [1977]. «Fathers of Invention». The story of Veteran & Vintage Cars. John Wood, illustrator (Phoebus 1977 edición). London: Hamlyn / Phoebus. pp. 12–13. ISBN 0-600-39155-8. «Pero el motor, ahora montado más abajo, delante del eje trasero, había progresado hasta convertirse en un V2 estrecho con cilindros a 20 °, y dando una potencia estimada de 1.6 hp a 700 rpm.» 
  3. ↑ a b Ling, Peter J. (1990). America and the Automobile: Technology, Reform and Social Change, 1893-1923. Manchester, UK: Manchester University Press. p. 97. ISBN 0-7190-3808-1. Consultado el 18 de enero de 2013. 
  4. ↑ «Motor Cycling, November 12th, 1902». Archivado desde el original el 5 de abril de 2016. Consultado el 5 de febrero de 2015. 
  5. ↑ "The Evolution of the Motor Cycle", Motor Cycle magazine, June 1st, 1922, pp700-706
  6. ↑ de Cet, Mirco, ed. (2002). The Illustrated Directory of Motorcycles. St. Paul, MN USA: Salamander Books. pp. 117, 340. ISBN 0-7603-1417-9. Archivado desde el original el 30 de diciembre de 2013. Consultado el 18 de enero de 2013. 
  7. ↑ a b Walker, Mick (2000). Mick Walker's European Racing Motorcycles. Tyne & Wear, UK: Redline Books. p. 92. ISBN 0-9531311-3-0. Consultado el 18 de enero de 2013. 
  8. ↑ Garson, Paul (20 de marzo de 2005). «I Coulda Had a V-8.... so I Did». Motorcycle.com. Verticalscope. Archivado desde el original el 21 de agosto de 2008. Consultado el 18 de abril de 2010. «Para 1934, Guzzi ofrecía una gama de modelos de 175, 250 y 500 cc, incluidas máquinas completas. Al año siguiente, volvieron a subir la apuesta, desafiando a Norton, que vencía a todos en la legendaria Tourist Trophy de la Isla de Man, básicamente una carrera que los corredores británicos dominaban por dompleto gracias a un motociclista fenomenal, el escocés Jim Guthrie. Moto Guzzi buscó a un británico por sus habilidades como piloto, a Stanley Woods. Le facilitaron una nueva moto de carreras con un motor V2 a 120 grados, con cigüeñales desfasados a 180 grados, engranajes cónicos y levas en cabeza, lo suficientemente bueno para rendir 44 hp a 7500 rpm y alcanzar 112 mph, en igualdad de condiciones con la Norton. Tenía un as bajo la manga por así decirlo, ya que incorporaba un tipo de suspensión trasera de horquilla giratoria, mientras que la parte frontal era de resortes, un diseño que nunca había ganado un TT Senior debido a sus deficiencias de manejo, o eso se pensaba. Guzzi había hecho algunos ajustes en ese apartado. También vino equipado con un enorme freno delantero de zapata doble, una caja de cambios de 4 velocidades y llantas de aleación, otra innovación para reducir el peso no suspendido. Cuando el polvo se hubo asentado y se hubieron concluido los cálculos, la corona de la victoria fue para Woods y Moto Guzzi, dejando a Norton como dicen, atónita. No solo eso, las Guzzi habían batido el récord de la vuelta a la pista. Al día siguiente, Moto Guzzi se hizo mundialmente famosa.» 
  9. ↑ «Honda: 1983 Shadow 750». Archivado desde el original el 19 de mayo de 2008. Consultado el 20 de mayo de 2008. 
  10. ↑ «Suzuki VX800». Cycle World: 36-37. July 1990. «En algún momento del desarrollo de la motocicleta, la compañía cambió el desfase del cigüeñal de 45 a 75 grados con la esperanza de crear un motor de funcionamiento más suave. Pero justo cuando comenzó la producción, los ingenieros de American Suzuki decidieron que el nuevo resultado de la compensación rendía menos potencia en el rango medio, así como un sonido del escape demasiado anodino, que no parecía muy similar al de una V-Twin. Desde entonces, los modelos de los Estados Unidos vienen con un desfase de 45 grados, mientras que el resto del mundo recibe las bielas desfasadas a 75 grados.» 
  11. ↑ a b Vittore Cossalter. «Shaking forces of twin engines». Archivado desde el original el 24 de julio de 2011. Consultado el 25 de julio de 2010. 
  12. ↑ «Copia archivada». Archivado desde el original el 30 de diciembre de 2013. Consultado el 5 de febrero de 2015. 
  13. ↑ Gantriis, Peter; Von Wartenberg, Henry (2008). The Art of BMW: 85 Years of Motorcycling Excellence. MotorBooks International. p. 80. ISBN 978-0-76033-315-0. «The Zundapp (sic) was powered by an air-cooled 170-degree V-twin that was very similar in design that was very similar in design to the BMW boxer twins». 
  14. ↑ a b Cossalter, Vittore (2006). Motorcycle Dynamics (Second Edition edición). Lulu.com. pp. 291-294. ISBN 978-1-4303-0861-4. 
  15. ↑ Foale, Vittore (2006). Motorcycle Handling and Chassis Design: the art and science (Second edición). Tony Foale. pp. 11–6. ISBN 978-84-933286-3-4. 
  16. ↑ Carpenter, Susan (25 de julio de 2007), «Chaps aren't de rigueur, but a helmet, yes», ASK THROTTLE JOCKEY, «Según mi fuente de información en los Servicios Técnicos de Moto Guzzi, "el motor Guzzi es un bicilíndrico en 'L', en realidad un V a 90 grados, porque los cilindros están orientados a 90 grados, en lugar de un bicilíndrico en V típico que tiene un ángulo más pequeño (60 grados, 77 grados, etc.). Se llama 'transversal' porque el motor está montado con el cigüeñal orientado de adelante hacia atrás en lugar de de izquierda a derecha. Debido a esto, no puede accionar una cadena o transmisión por correa directamente a la rueda trasera, como en la mayoría de las motocicletas. Es por eso que tiene una caja de cambios separada que se atornilla al motor y transfiere la potencia a la rueda trasera a través del eje de transmisión. Así se hace en las Moto Guzzi y en algunas BMW.» .
  17. ↑ *Coombs, Matthew; Haynes, John; Shoemark, Pete (2002), Motorcycle Basics (2nd edición), Haynes, p. 1•31, ISBN 978-1-85960-515-8, «El motor bicilíndrico en V montado transversalmente, utilizado por Moto Guzzi durante muchos años, encaja fácilmente en el bastidor, y tiene un excelente enfriamiento ya que ambas cabezas quedan expuestas al viento. También proporciona la configuración perfecta para utilizar una transmisión por un eje rígido.» .
    • Holmstrom, Darwin (2001), The Complete Idiot's Guide to Motorcycles, Alpha Books, ISBN 978-0-02-864258-1, «Los motores de Ducati, que son longitudinales (se colocan a lo largo del marco) muestran la configuración "L", pero los motores de Moto Guzzi, que son transversales (dispuestos transversalmente al marco), también están a 90 grados.» .
    • New 2009 Moto Guzzi V7 Classic Honors Historic Roots, Moto Guzzi Spa, archivado desde el original el 28 de mayo de 2009, consultado el 29 de abril de 2009, «Igual de importante, la V7 se convirtió instantáneamente en un líder en tecnología gracias a su innovador motor transversal V2 refrigerado por aire con transmisión por eje.» .
    • Out of history, on to the road., Moto Guzzi Spa, archivado desde el original el 26 de marzo de 2009, consultado el 29 de abril de 2009, «Podríamos, por supuesto, escribir un libro sobre la V2 transversal de Moto Guzzi.» .
    • Grubb, Jake (March 1975), «Easy Riders Grand Touring Motorcycles for '75», Popular Mechanics (Hearst Magazines) 143 (3): 82, ISSN 0032-4558, consultado el 29 de abril de 2009, «La Ducati 750 Sport, con su manillar cerrado y su configuración de carreras, es para aquellos que quieren hacer sus viajes tumbados sobre la moto. El motor es un V-gemelo longitudinal... El exclusivo motor longitudinal a 90° produce un par de torsión a bajo y medio régimen enorme ... La Moto Guzzi 850T ... Un motor V-gemelo transversal de 850 cc y 90° ...» .
  18. ↑ Cocco, Gaetano (2004), Motorcycle design and technology, MotorBooks/MBI Publishing Company, pp. 117 ff, ISBN 978-0-7603-1990-1 .
  19. ↑ Heritage/History: Design/Technology (PDF), BMW Motorrad, archivado desde el original el 27 de septiembre de 2007, consultado el 5 de febrero de 2015, «... el motor bóxer tenía tres innovaciones únicas que se mantendrían a lo largo de los años de desarrollo: el diseño del motor incluía cilindros montados transversalmente, que se enfriaban por exposición al flujo de aire.» .
  20. ↑ Cocco, Gaetano (2004). «Chapter 11 The Engine». Motorcycle Design and Technology. St. Paul, MN USA: MotorBooks International. p. 117. ISBN 0-7603-1990-1. Consultado el 28 de mayo de 2013. «En algunas configuraciones, el ancho transversal es el mismo que un motor de un solo cilindro, lo que permite bastidores y carrocería muy estrechos con áreas frontales pequeñas.» 
  21. ↑ Dean, Paul (May 2005). «Service: Oil miser». En Edwards, David, ed. Cycle World (Newport Beach, CA USA: Hachette Filipacchi Media) 44 (5): 160. ISSN 0011-4286. Consultado el 26 de mayo de 2013. «Un V2 de gran diámetro enfriado por aire, en particular, puede calentarse mucho, especialmente el cilindro trasero, que no está expuesto a tanto aire de refrigeración como el delantero.» 
  22. ↑ Coombs, Matthew; Haynes, John; Shoemark, Pete (2002), Motorcycle Basics (2nd edición), Haynes, p. 1•31, ISBN 978-1-85960-515-8 .
  23. ↑ Friedman, Art; Trevitt, Andrew; Cherney, Andrew; Elvidge, Jamie; Brasfield, Evans (April 2000). «Sport Cruisers Comparison - Seven Sport-Cruiser Motorcycles». Motorcycle Cruiser. Source Interlink Media. "Take a Spin" section, paragraph 4. Archivado desde el original el 2 de mayo de 2010. Consultado el 10 de septiembre de 2010. «"Aunque el Valkyrie también tiene un cigüeñal longitudinal, la reacción del momento de giro se ha eliminado al hacer que algunos de los componentes, como el alternador, giren en la dirección opuesta al motor".» 
  24. ↑ Battisson, Stephen (1997). «Developing the V6 - Taming The Beast». The Laverda V6. Stephen Battisson. p. 3. Archivado desde el original el 8 de julio de 2011. Consultado el 10 de septiembre de 2010. «"Al disponer el resto de los componentes internos del motor para hacerlos girar en dirección opuesta al cigüeñal, sus fuerzas se anulan sin tener que recurrir al peso, la complejidad y la fricción asociados a utilizar dos cigüeñales".» 
  25. ↑ Bobbitt, Malcolm (2004). Three Wheelers - Those were the days. Veloce Publishing Ltd. p. 16. ISBN 978-1-903706-81-7. 
  26. ↑ «Triking». 3wheelers.com. Archivado desde el original el 5 de octubre de 2010. Consultado el 21 de agosto de 2010. 
  27. ↑ «Ace Cycle Car». Consultado el 27 de noviembre de 2008. 
  28. ↑ «JZR Vehicles». 3wheelers.com. Archivado desde el original el 5 de octubre de 2010. Consultado el 10 de septiembre de 2010. 
  29. ↑ Adolphus, David Traver. «Hemmings Motor News: 1964 Mazda R360». Hemmings Motor News. Archivado desde el original el 25 de septiembre de 2009. Consultado el 21 de agosto de 2010. 
  30. ↑ «1962 Mazda R-360 Coupe "De Luxe"». The Bruce Weiner Microcar Museum. Consultado el 21 de agosto de 2010. 
  31. ↑ «Honda V-TWIN SERIES ENGINES». Consultado el 21 de abril de 2011. 
  32. ↑ «Kawasaki ENGINE SERIES». Consultado el 21 de abril de 2011. 
  33. ↑ «Subaru Robin». Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2010. Consultado el 21 de abril de 2011. 
  34. ↑ «Briggs & Stratton Riding Mower Engines». Archivado desde el original el 26 de abril de 2011. Consultado el 21 de abril de 2011. 
  35. ↑ «Tecumseh Power». Consultado el 21 de abril de 2011. 
  36. ↑ «Kohler Engines». Consultado el 21 de abril de 2011. 

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