
Un motor de combustión interna multiválvula o de cuatro tiempos multiválvula es aquel en el que cada cilindro tiene más de dos válvulas , más de las mínimas requeridas de una de cada una, para la admisión de aire y combustible , y la evacuación de gases de escape . Los motores multiválvulas se concibieron para mejorar una o ambas funciones, lo que a menudo se denomina "mejor respiración", y con la ventaja añadida de tener más válvulas más pequeñas, lo que reduce la masa en movimiento (por válvula y resorte), también pueden operar a mayores revoluciones por minuto (rpm) que un motor de dos válvulas, proporcionando aún más admisión y/o escape por unidad de tiempo, y por lo tanto, potencialmente más potencia . [ 1 ] [ 2 ]
Fundamentación de las válvulas múltiples
Diseño de motores multiválvulas
Un motor multiválvula tiene tres, cuatro o cinco válvulas de asiento por cilindro para lograr un mayor rendimiento. En ingeniería automotriz , cualquier motor de combustión interna de cuatro tiempos necesita al menos dos válvulas por cilindro: una para la admisión de aire (y a menudo combustible [ 3 ] ) y otra para la salida de los gases de combustión. Agregar más válvulas aumenta el área de la válvula, lo que mejora el flujo de los gases de admisión y escape, mejorando así la combustión , la eficiencia volumétrica y la potencia de salida . La geometría multiválvula permite que la bujía se ubique idealmente dentro de la cámara de combustión para una propagación óptima de la llama. Los motores multiválvulas tienden a tener válvulas más pequeñas con menor masa recíproca , lo que puede reducir el desgaste en cada lóbulo de la leva y permitir más potencia a mayores rpm sin el peligro de flotación de válvulas . Algunos motores están diseñados para abrir cada válvula de admisión en un momento ligeramente diferente, lo que aumenta la turbulencia, mejorando la mezcla de aire y combustible a bajas velocidades del motor. Más válvulas también proporcionan refrigeración adicional a la culata.
Las desventajas de los motores multiválvulas son un mayor número de piezas y, por lo tanto, un aumento en los costos de fabricación y posiblemente también de mantenimiento, así como un posible aumento en el consumo de aceite debido a la mayor cantidad de sellos de vástago de válvula.
La mayoría de los motores multiválvulas son de doble árbol de levas en cabeza (DOHC), pero existen algunos motores multiválvulas de un solo árbol de levas en cabeza (SOHC), por ejemplo, el motor Mazda B8-ME , que utiliza balancines en forma de horquilla, de modo que su único árbol de levas en cabeza puede accionar dos válvulas a la vez (generalmente las de escape), lo que reduce la cantidad de lóbulos de leva necesarios para disminuir los costos de fabricación.
- Culata de tres válvulas
Este motor cuenta con una válvula de escape grande y dos válvulas de admisión más pequeñas. La configuración de tres válvulas permite una mejor respiración del motor que una culata de dos válvulas, pero la válvula de escape grande limita las revoluciones por minuto al nivel de una culata de dos válvulas. El costo de fabricación de este diseño puede ser menor que el de uno de cuatro válvulas. El diseño de tres válvulas fue común a finales de los años 80 y principios de los 90; y desde 2004, es la configuración principal de válvulas utilizada en las camionetas Ford F-Series y los SUV de Ford. El motor bicilíndrico en V Ducati ST3 tenía culatas de tres válvulas.
- Culata de cuatro válvulas
Este es el tipo más común de culata multiválvula, con dos válvulas de escape y dos válvulas de admisión similares (o ligeramente más grandes). Este diseño permite una respiración similar a la de una culata de tres válvulas, y dado que las pequeñas válvulas de escape permiten altas revoluciones por minuto, este diseño es muy adecuado para altas potencias.
- Culata de cinco válvulas
Menos común es la culata de cinco válvulas, con dos válvulas de escape y tres de admisión. Las cinco válvulas son de tamaño similar. Este diseño permite una excelente respiración del motor y, dado que cada válvula es pequeña, teóricamente se pueden alcanzar altas revoluciones por minuto y una potencia muy elevada. Si bien, en comparación con un motor de cuatro válvulas, un diseño de cinco válvulas debería tener un régimen máximo de revoluciones por minuto más alto, y los tres puertos de admisión deberían proporcionar un llenado eficiente del cilindro y una alta turbulencia de gases (ambas características deseables), se ha cuestionado si una configuración de cinco válvulas ofrece una ventaja en términos de costo sobre los diseños de cuatro válvulas. El auge de la inyección directa también puede dificultar el diseño de las culatas de cinco válvulas, ya que el inyector debe ocupar cierto espacio en la culata. Después de fabricar motores Genesis de cinco válvulas durante varios años, Yamaha ha vuelto al diseño de cuatro válvulas, más económico.
Algunos ejemplos de motores de cinco válvulas son los diversos motores 1.8 L 20vT fabricados por AUDI AG, las versiones más recientes del Ferrari Dino V8 y el motor 1.6 L 20 válvulas 4A-GE fabricado por Toyota en colaboración con Yamaha.
- Más allá de cinco válvulas
Para un cilindro con orificio y válvulas de igual área, aumentar el número de válvulas más allá de cinco disminuye el área total de las válvulas. La siguiente tabla muestra las áreas efectivas de diferentes cantidades de válvulas en proporción al diámetro del cilindro. Estos porcentajes se basan en una geometría simple y no tienen en cuenta los orificios para las bujías o los inyectores, pero estos huecos generalmente se ubican en el "espacio muerto" no disponible para las válvulas. Además, en la práctica, las válvulas de admisión suelen ser más grandes que las de escape en culatas con un número par de válvulas por cilindro .
- 2 = 50%
- 3 = 64%
- 4 = 68%
- 5 = 68%
- 6 = 66%
- 7 = 64%
- 8 = 61%
Tecnologías alternativas

La sobrealimentación mediante turbocompresor y compresor volumétrico mejora la respiración del motor y puede utilizarse en lugar de, o junto con, motores multiválvulas. Lo mismo ocurre con la distribución variable y los colectores de admisión de longitud variable . Las válvulas rotativas también mejoran la respiración del motor y el rendimiento a altas revoluciones, pero nunca tuvieron mucho éxito. El pulido de los conductos de la culata , como parte de la puesta a punto del motor , también se utiliza para mejorar su rendimiento.
Automóviles y camiones
Antes de 1914
El primer automóvil del mundo en utilizar un motor con árbol de levas en cabeza fue el Marr en 1902, que tenía un motor monocilíndrico con un solo árbol de levas en cabeza y dos válvulas por cilindro. Posteriormente se introdujeron motores con más de dos válvulas por cilindro; los coches de carreras Ariès VT de 1908 tenían motores monocilíndricos sobrealimentados de 1,4 litros con cuatro válvulas desmodrómicas por cilindro, [ 4 ] y el Isotta Fraschini Tipo KM de 1910 tenía un motor de cuatro cilindros en línea de 10,6 litros con un solo árbol de levas en cabeza y cuatro válvulas por cilindro que producía entre 100 y 140 CV (75-104 kW) . El motor del Isotta Fraschini Tipo KM también fue uno de los primeros en tener un mecanismo de válvulas en cabeza completamente cerrado. [ 5 ] [ 6 ]
El primer automóvil del mundo en tener un motor con dos árboles de levas en cabeza y cuatro válvulas por cilindro fue el Peugeot L76 Grand Prix de 1912 diseñado por Ernest Henry . Su motor monobloque de cuatro cilindros en línea de 7,6 litros con modernas cámaras de combustión hemisféricas producía 148 CV (110 kW) , lo que equivale a 19,5 CV/L (14,5 kW/L; 0,3 CV/pulg³ ) . En abril de 1913, en el circuito de Brooklands en Inglaterra, un L76 especialmente construido llamado "la Torpille" (torpedo) batió el récord mundial de velocidad de 170 km/h. [ 1 ] Robert Peugeot también encargó al joven Ettore Bugatti el desarrollo de un coche de carreras GP para el Gran Premio de 1912. Este Bugatti Tipo 18 con transmisión por cadena tenía un motor de cuatro cilindros en línea de 5 litros con SOHC y tres válvulas por cilindro (dos de admisión, una de escape). Producía aproximadamente 100 CV (75 kW; 101 PS) a 2800 rpm (0,30 CV por pulgada cúbica) y podía alcanzar los 159 km/h (99 mph ) . La culata de tres válvulas se usaría más tarde en algunos de los coches más famosos de Bugatti, incluido el coche de carreras de Gran Premio Tipo 29 de 1922 y el legendario Tipo 35 de 1924. Tanto el Tipo 29 como el Tipo 35 tenían un motor de ocho cilindros en línea atmosférico de 2 litros, SOHC y 24 válvulas que producía 0,82 CV (0,61 kW ) por pulgada cúbica.
Entre 1914 y 1945
El ALFA 40/60 GP fue un prototipo de coche de carreras completamente funcional fabricado por la empresa ahora llamada Alfa Romeo . Solo se construyó un ejemplar en 1914, que posteriormente fue modificado en 1921. Este diseño de Giuseppe Merosi fue el primer motor DOHC de Alfa Romeo . Tenía cuatro válvulas por cilindro, un ángulo de válvula de 90 grados y encendido de doble bujía. [ 7 ] El motor GP tenía una cilindrada de 4,5 litros (4490 cc) y producía 88 CV (66 kW) a 2950 rpm (14,7 kW/litro), y después de las modificaciones de 1921, 102 CV (76 kW) a 3000 rpm. La velocidad máxima de este coche era de 88-93 mph (140-149 km/h). No fue hasta la década de 1920 cuando estos motores DOHC llegaron a los coches de carretera de Alfa, como el Alfa Romeo 6C .
En 1916, la revista automovilística estadounidense Automobile Topics describió un motor de automóvil de cuatro cilindros y cuatro válvulas por cilindro fabricado por Linthwaite-Hussey Motor Co. de Los Ángeles, California, EE. UU.: "La empresa ofrece dos modelos de motor de alta velocidad con admisión y escape dobles" . [ 8 ]
Los primeros motores multiválvulas con culata en T fueron el Stutz de 1917 de cuatro cilindros en línea, el White Motor Car Modelo GL 327 CID de cuatro cilindros monobloque de doble válvula y el Pierce-Arrow de 1919 de seis cilindros en línea. Los motores de culata plana estándar de la época no eran muy eficientes, por lo que los diseñadores intentaron mejorar su rendimiento mediante el uso de múltiples válvulas. La Stutz Motor Company utilizó una culata en T modificada con 16 válvulas, encendido de doble bujía y pistones de aluminio para producir 80 CV (59 kW) a 2400 rpm a partir de un motor de cuatro cilindros en línea de 360,8 pulgadas cúbicas (5,8 litros) (0,22 CV por pulgada cúbica). Se fabricaron más de 2300 de estos potentes motores multiválvulas. Stutz no solo los utilizó en su famoso deportivo Bearcat , sino también en sus turismos estándar. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] El motor monobloque White Motor Car desarrollaba 72 caballos de fuerza y se fabricaron menos de 150, de los cuales solo se conocen tres en la actualidad. En 1919, Pierce-Arrow presentó su motor de seis cilindros en línea de 524.8 cid (8.6 litros) con 24 válvulas. El motor producía 48.6 bhp (0.09 bhp por pulgada cúbica) y funcionaba muy silenciosamente, lo que era una ventaja para los contrabandistas de esa época. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
Los motores multiválvulas continuaron siendo populares en las carreras y en los autos deportivos. Robert M. Roof, ingeniero jefe de Laurel Motors, diseñó sus culatas multiválvulas Roof Racing Overheads a principios del siglo XX. Las culatas tipo A de 16 válvulas tuvieron éxito en la década de 1910, las tipo B se ofrecieron en 1918 y las tipo C de 16 válvulas en 1923. Frank Lockhart condujo un automóvil con árbol de levas en cabeza tipo C a la victoria en Indiana en 1926. [ 15 ] [ 16 ]
Bugatti también había desarrollado un motor de cuatro cilindros en línea OHV de 1.5 litros con cuatro válvulas por cilindro ya en 1914, pero no lo utilizó hasta después de la Primera Guerra Mundial . Producía aproximadamente 30 CV (22.4 kW) a 2700 rpm (15.4 kW/litro o 0.34 CV/cilindrada). En el Gran Premio Voiturettes de Le Mans de 1920, el piloto Ernest Friderich terminó primero en un Bugatti Tipo 13 con el motor de 16 válvulas, con una velocidad media de 91.96 km/h. Aún más exitoso fue el pleno de Bugatti ocupando los cuatro primeros puestos en Brescia en 1921. En honor a esta memorable victoria, todos los Bugatti con motor de 16 válvulas fueron bautizados como Brescia . Entre 1920 y 1926 se fabricaron alrededor de 2000 unidades.
Peugeot tenía un coche de Gran Premio de 5 válvulas con triple árbol de levas en cabeza en 1921. [ 17 ]
Bentley utilizó motores multiválvulas desde sus inicios. El Bentley 3 Litre , presentado en 1921, empleaba un motor monobloque de cuatro cilindros en línea con pistones de aluminio, cámaras de combustión de techo pentagonal , encendido de doble bujía, SOHC y cuatro válvulas por cilindro. Desarrollaba aproximadamente 70 CV (0,38 CV por pulgada cúbica). El Bentley 4½ Litre de 1927 tenía un diseño de motor similar. El modelo de competición NA ofrecía 130 CV (0,48 CV por pulgada cúbica) y el 4½ Litre sobrealimentado de 1929 (Blower Bentley) alcanzaba los 240 CV (0,89 CV por pulgada cúbica). El Bentley 6½ Litre de 1926 añadió dos cilindros al motor monobloque de cuatro cilindros en línea. Este motor multiválvulas de seis cilindros en línea ofrecía entre 180 y 200 CV (0,45-0,50 CV por pulgada cúbica). El Bentley 8 Litre de 1930 , con motor de seis cilindros en línea y válvulas múltiples, producía aproximadamente 220 CV (0,45 CV por pulgada cúbica).
En 1931, la Stutz Motor Company presentó un motor de ocho cilindros en línea de 322 pulgadas cúbicas (5,3 litros), doble árbol de levas y 32 válvulas, con una potencia de 156 CV (116 kW) a 3900 rpm, denominado DV-32. Este motor ofrecía 0,48 CV por pulgada cúbica. Se fabricaron alrededor de 100 de estos motores multiválvulas. Stutz también los utilizó en su deportivo de gama alta, el DV-32 Super Bearcat, que podía alcanzar los 160 km/h (100 mph ). [ 18 ] [ 19 ]
El motor del Duesenberg SJ Mormon Meteor de 1935 era un ocho cilindros en línea de 419,6 pulgadas cúbicas (6,9 litros) con doble árbol de levas en cabeza (DOHC), cuatro válvulas por cilindro y un sobrealimentador. Alcanzaba 400 CV (298,3 kW) a 5000 rpm y 0,95 CV por pulgada cúbica. [ 20 ] [ 21 ]
El Mercedes-Benz W125 de 1937 , un coche de carreras, utilizaba un motor de ocho cilindros en línea sobrealimentado de 5,7 litros con doble árbol de levas en cabeza (DOHC) y cuatro válvulas por cilindro. Este motor desarrollaba entre 592 y 646 CV (441,5-475 kW) a 5800 rpm y alcanzaba entre 1,71 y 1,87 CV por pulgada cúbica (77,8-85,1 kW/litro). La velocidad máxima del W125 era de aproximadamente 322 km/h (200 mph ).
Después de 1945

El motor Cosworth DFV F1 de 1967, un V8 atmosférico de 3.0 litros que producía aproximadamente 400 CV (298 kW; 406 PS) a 9000 rpm (101,9 kW/litro), contaba con cuatro válvulas por cilindro. Durante muchos años fue el motor dominante en la Fórmula 1, y también se utilizó en otras categorías, como la CART , la Fórmula 3000 y las carreras de coches deportivos .
El motor Toyota 7, que debutó en el Gran Premio de Japón de 1968 en su versión original de 3.0 litros y 300 CV (221 kW; 296 hp), participó en carreras de resistencia como un V8 de 5.0 litros (4968 cc) sin turbo, con doble árbol de levas en cabeza (DOHC) y 32 válvulas. Desarrollaba 600 CV (441 kW; 592 hp) a 8000 rpm (88,8 kW/litro) y 55,0 kg⋅m (539 N⋅m; 398 lb⋅ft) a 6400 rpm.
Existe un amplio debate sobre cuál fue el primer automóvil de producción en serie en utilizar un motor con cuatro válvulas por cilindro. En el caso de los motores de seis cilindros, y considerando las versiones especiales de los automóviles de producción en serie, el primero parece haber sido el Nissan Skyline de 1969 , que utilizaba el motor Nissan S20 de seis cilindros, doble árbol de levas en cabeza (DOHC) y cuatro válvulas. Este motor también se instaló en la edición de competición del Nissan Fairlady Z432.
Para un motor de cuatro cilindros, el primer automóvil producido en serie que utilizó un motor de cuatro válvulas por cilindro fue el Ford Escort RS1600 británico . Este automóvil utilizaba el motor Cosworth BDA, que era un bloque Ford 'Kent' con una culata Cosworth de 16 válvulas y doble árbol de levas. El automóvil se convirtió en una leyenda de los rallies en la década de 1970, ganando muchos eventos nacionales y campeonatos mundiales. Otros automóviles que afirman ser los primeros son el Jensen Healey , lanzado en 1972, que utilizaba un Lotus 907 DOHC de 16 válvulas y 2 litros de cuatro cilindros en línea, accionado por correa, que producía 140 bhp (54,6 kW/litro, 1,20 bhp/cid). Todos estos, aunque producidos en serie, también son de producción relativamente limitada, por lo que se argumenta que el primer automóvil de producción en serie ampliamente disponible y con un precio popular con un motor de cuatro válvulas por cilindro fue el Triumph Dolomite Sprint de 1973 . Este Triumph utilizaba un motor de cuatro cilindros en línea SOHC de 16 válvulas y 1998 cc (122 ci) desarrollado internamente, que producía 127 CV (47,6 kW/litro, 1,10 CV/cid) en el momento de su lanzamiento.
El Chevrolet Cosworth Vega de 1975 incorporaba una culata DOHC multiválvula diseñada por Cosworth Engineering en el Reino Unido. Este motor de cuatro cilindros en línea de 122 pulgadas cúbicas producía 110 CV (82 kW; 112 PS) a 5600 rpm (0,90 CV/cilindrada; 41,0 kW/litro) y 107 lb⋅ft (145 N⋅m) a 4800 rpm. [ 22 ]
El Fiat 131 Abarth de 1976 (51,6 kW/litro), el Lotus Esprit de 1976 con motor Lotus 907 (54,6 kW/litro, 1,20 CV/cilindrada) y el BMW M1 de 1978 con motor BMW M88 (58,7 kW/litro, 1,29 CV/cilindrada) utilizaban cuatro válvulas por cilindro. El motor BMW M88/3 se utilizó en el BMW M6 35CSi de 1983 y en el BMW M5 de 1985 .
El Porsche 935/78 de competición de 1978 montaba un motor bóxer de seis cilindros y 3,2 litros con doble turbocompresor (845 CV/630 kW a 8200 rpm; 784 Nm/578 lb-pie a 6600 rpm). Este motor refrigerado por agua contaba con cuatro válvulas por cilindro y ofrecía una potencia descomunal de 196,2 kW/litro. Porsche tuvo que abandonar su tradicional sistema de refrigeración por aire, ya que el sistema DOHC multiválvulas dificultaba la refrigeración de las bujías. Solo se fabricaron dos unidades.
Ferrari desarrolló sus motores Quattrovalvole (o QV) en los años 80. Se añadieron cuatro válvulas por cilindro para el 308 y el Mondial Quattrovalvole de 1982 , lo que elevó la potencia hasta el máximo anterior a la inyección electrónica de combustible de 245 hp (183 kW) . Un Dino Quattrovalvole muy inusual se utilizó en el Lancia Thema 8.32 de 1986. Estaba basado en el motor del 308 QV, pero utilizaba un cigüeñal de plano dividido en lugar del plano plano tipo Ferrari. El motor fue construido por Ducati en lugar de Ferrari, y se produjo desde 1986 hasta 1991. El Quattrovalvole también fue utilizado por Lancia para su intento en el Campeonato Mundial de Sport Prototipos con el LC2 . El motor era biturbo y de carrera reducida a 2,65 litros, pero producía 720 hp (537 kW) en configuración de clasificación. Posteriormente, se aumentó la cilindrada del motor a 3.0 litros y la potencia a 828 hp (617 kW) . El Ferrari Testarossa de 1984 montaba un motor bóxer de 12 cilindros y 4.9 litros con cuatro válvulas por cilindro. Se fabricaron casi 7200 Testarossa entre 1984 y 1991.
En 1985, Lamborghini lanzó el Countach Quattrovalvole , que producía 455 CV (335 kW; 449 hp) a partir de un motor Lamborghini V12 de 5,2 litros (5167 cc) (64,8 kW/litro).
El Mercedes-Benz 190E 2.3-16 con motor de 16 válvulas debutó en el Salón del Automóvil de Frankfurt en septiembre de 1983, tras establecer un récord mundial en Nardo, Italia, registrando una velocidad media combinada de 247,94 km/h (154,06 mph ) en una prueba de resistencia de 50 000 km (31 000 millas) . El motor se basaba en la unidad de 2,3 litros, 8 válvulas y 136 CV (101 kW) que ya equipaba las series 190 y Clase E. Cosworth desarrolló la culata de aleación ligera DOHC con cuatro válvulas grandes por cilindro. En su configuración de calle, el 190 E 2.3-16 producía 49 hp (36 kW) y 41 ft•lbf (55 N•m) de torque más que el motor básico de 2.3 litros y cuatro cilindros en línea con un solo árbol de levas en cabeza en el que se basaba, que ofrecía 185 hp (138 kW) a 6200 rpm (59,2 kW/litro) y 174 lb⋅ft (236 N⋅m) a 4500 rpm. En 1988, un motor ampliado de 2.5 litros reemplazó al de 2.3 litros. Ofrecía cadenas de distribución dobles para solucionar la fácil rotura de las cadenas simples en los primeros motores de 2.3 litros, y aumentó la potencia máxima en 17 bhp (12,5 kW) con un ligero aumento en el torque. Para la homologación, se produjeron los modelos Evolution I (1989) y Evolution II (1990) que tenían un motor rediseñado para permitir un límite de revoluciones más alto y capacidades de potencia máxima mejoradas. El motor del Evo II ofrecía 235 CV (173 kW; 232 hp) a partir de 2463 cc (70,2 kW/litro).
Saab introdujo una culata de 16 válvulas en su motor de cuatro cilindros en línea de 2,0 litros (1985 cc) en 1984 y ofreció el motor con y sin turbocompresor (65,5 kW/litro y 47,9 kW/litro respectivamente) en el Saab 900 y el Saab 9000 .
El motor Nissan FJ20 de 2.0 litros fue uno de los primeros motores japoneses de cuatro cilindros en línea producidos en serie que contaba con una configuración DOHC de 16 válvulas (cuatro válvulas por cilindro, dos de admisión y dos de escape) e inyección electrónica de combustible (EFI) cuando se lanzó en octubre de 1981 en la sexta generación del Nissan Skyline . Su potencia máxima era de 148 hp (110 kW) a 6000 rpm y 133 lb⋅ft (180 N⋅m) a 4800 rpm. El FJ20 también se ofrecía con turbocompresor, que producía 188 hp (140 kW) a 6400 rpm y 166 lb⋅ft (225 N⋅m) a 4800 rpm.
Siguiendo el ejemplo de Nissan, Toyota lanzó el motor 4A-GE de 1.6 litros (1587 cc) en 1983. La culata fue desarrollada por Yamaha Motor Corporation y fabricada en la planta de Toyota en Shimayama. Aunque originalmente se concibió como un diseño de dos válvulas, Toyota y Yamaha cambiaron el 4A-GE a cuatro válvulas después de un año de evaluación. Producía entre 115 y 140 CV (86-104 kW) a 6600 rpm (54,2-65,5 kW/litro) y 109 lb⋅ft (148 N⋅m) a 5800 rpm. Para compensar la menor velocidad del aire de un motor multiválvulas a bajas revoluciones, los motores de primera y segunda generación incluían el sistema de admisión T-VIS .
En 1986, Volkswagen presentó el Golf GTI 16V con múltiples válvulas . El motor de cuatro cilindros en línea de 1.8 litros y 16 válvulas producía 139 CV (102 kW; 137 CV) o 56,7 kW/litro, casi un 25 % más que los 45,6 kW/litro del anterior motor de 8 válvulas del Golf GTI.
La familia de motores multiválvulas GM Quad 4 debutó a principios de 1987. El Quad 4 fue el primer motor multiválvulas de producción masiva fabricado por GM después del Chevrolet Cosworth Vega . El Quad 4 atmosférico alcanzó 1,08 CV (1 kW; 1 PS) por pulgada cúbica (49,1 kW/litro). [ 2 ] [ 23 ] Estos motores pronto se hicieron comunes a medida que los fabricantes japoneses adoptaron el concepto de multiválvulas.
Tres válvulas
El Honda Civic de 1975 introdujo los motores de cuatro cilindros en línea SOHC de 1.5 litros y 12 válvulas de Honda con 3 válvulas por cilindro. El Maserati Biturbo , presentado en 1981, también presentó un diseño de 3 válvulas por cilindro durante la mayor parte de su producción, antes de ser actualizado a 4. El motor KA24E SOHC de Nissan de 1988 a 1992 también tenía tres válvulas por cilindro (dos de admisión, una de escape). Nissan actualizó a DOHC después de 1992 para algunos de sus autos deportivos, incluido el 240SX . Toyota también produjo motores de 3 válvulas como la serie E SOHC utilizada en algunos modelos del Tercel y Starlet .
En 1988, Renault lanzó una versión de 12 válvulas de su motor Douvrin de 4 cilindros y 2.0 litros SOHC.
Mercedes y Ford fabricaron motores V6 y V8 de tres válvulas. Ford afirmó que se lograba una mejora del 80 % en la admisión a altas revoluciones sin el coste adicional de un sistema de distribución DOHC . El diseño de Ford utiliza una bujía por cilindro ubicada en el centro, mientras que el de Mercedes utiliza dos bujías por cilindro ubicadas en lados opuestos, dejando el espacio central libre para añadir posteriormente un inyector de combustible directo al cilindro.
El Citroën XM de 1989 fue el primer coche con motor diésel de 3 válvulas.
Cuatro válvulas

Algunos ejemplos de motores SOHC de cuatro válvulas son el motor Triumph Sprint , los motores Honda de la serie F , los motores de la serie D , todos los motores de la serie J , los motores de la serie R , el Mazda B8-ME y el motor Chrysler V6 de 3.5 litros .
Los motores V12 de muchos aviones de combate de la Segunda Guerra Mundial también utilizaban una configuración SOHC con cuatro válvulas por cilindro.
El Mercedes-Benz Clase C de 1993 (motor OM604) fue el primer automóvil con motor diésel de 4 válvulas.
Cinco válvulas
Peugeot tenía un coche de Gran Premio de cinco válvulas con triple árbol de levas en cabeza en 1921. [ 17 ]
En abril de 1988, un Audi 200 Turbo Quattro propulsado por un motor experimental de 2.2 litros turboalimentado de 25 válvulas y 5 cilindros en línea, con una potencia de 440 kW (600 CV) a 6200 rpm (217 kW/litro), estableció dos récords mundiales de velocidad en Nardo , Italia: 326,4 km/h (202,8 mph) durante 1005 km (625 millas) y 324,4 km/h (201,6 mph) durante 800 km (500 millas) . [ 24 ] [ 25 ]
Mitsubishi fue la primera en comercializar un motor de automóvil con cinco válvulas por cilindro, con el motor 3G81 de 548 cc en su automóvil kei Minica Dangan ZZ en 1989. [ 26 ] [ 27 ]
En 1991, Yamaha diseñó la culata de cinco válvulas para los motores 4A-GE de 20 válvulas fabricados por Toyota para algunos modelos Toyota Corolla en Japón y Sudáfrica. Yamaha también desarrolló motores de Fórmula 1 de cinco válvulas: el OX88 V8 de 1989, el OX99 V12 de 1991, el OX10 V10 de 1993 y el OX11 V10 de 1996, pero ninguno de ellos tuvo mucho éxito. Para sus motocicletas de motocross YZ250F y YZ450F , Yamaha desarrolló motores de cinco válvulas.
Bugatti ( EB 110 ), Ferrari ( F355 , 360 y F50 ), Volkswagen , Audi ( Audi Quattro ), Skoda ( Octavia vRS ) y Toyota ( 4A-GE 20V ) han producido vehículos con motores de cinco válvulas.
Seis válvulas
En 1985, Maserati fabricó un motor V6 turbo experimental de 2.0 litros con seis válvulas por cilindro (tres de admisión y tres de escape). Alcanzó 261 CV (195 kW; 265 PS) a 7200 rpm (97,5 kW/litro). [ 28 ]
Varilla de empuje
Aunque la mayoría de los motores multiválvulas tienen árboles de levas en cabeza , ya sean SOHC o DOHC , un motor multiválvula puede ser un motor de válvulas en cabeza con varillas de empuje (OHV). GM ha presentado una versión de tres válvulas de su V8 de cuarta generación que utiliza varillas de empuje para accionar balancines bifurcados, y todos los motores Duramax V8 tienen cuatro válvulas por cilindro con varillas de empuje. Además, Cummins fabrica un motor diésel de seis cilindros en línea OHV de cuatro válvulas , la serie Cummins B (ahora conocida como ISB). Ford también utiliza varillas de empuje en su motor Power Stroke de 6.7 litros con cuatro varillas de empuje, cuatro balancines y cuatro válvulas por cilindro. El motor Powerstroke de 6.0 y 6.4 litros fabricado por Navistar también utilizaba varillas de empuje con culatas de cuatro válvulas. Los sistemas multiválvulas con varillas de empuje son comunes en los diésel porque deben cumplir con las normas de emisiones, pero también producir más par motor a bajas revoluciones. El motor Harley-Davidson Milwaukee Eight , presentado en 2016, utiliza cuatro válvulas por cilindro accionadas por varillas de empuje y un único árbol de levas en el bloque. [ 29 ] [ 30 ]
Turboalimentado
El Lotus Essex Turbo Esprit de 1980 (con motor de cuatro cilindros en línea de 2,2 litros tipo 910 ) fue el primer coche de producción en utilizar un motor turboalimentado multiválvulas .
motocicletas

Algunos ejemplos de motocicletas con motores multiválvulas son:
- Peugeot Grand Prix de 1914 , bicilíndrico en paralelo de 500 cc DOHC de 8 válvulas (velocidad máxima superior a 122 km/h). [ 31 ]
- Indian board track racer 1915 , bicilíndrico en V de 8 válvulas OHV de 61 pulgadas cúbicas (1,0 litros). [ 32 ]
- La Triumph Ricardo de 1921 , una motocicleta monocilíndrica de 499 cc con motor OHV y 4 válvulas, fue copiada por Rudge-Whitworth con su Rudge Four de 1924 , una motocicleta monocilíndrica de 350 cc con motor OHV y 4 válvulas, y la Rudge Ulster de 1929 , una motocicleta monocilíndrica de 500 cc con motor OHV y 4 válvulas.
- Motor Anzani británico de 1098 cc, bicilíndrico en V de 8 válvulas OHV, de 1923 , utilizado en vehículos de tres ruedas Morgan y motocicletas McEvoy .
- Honda XL250 "pent-roof" de 1972 , monocilíndrica SOHC de 4 válvulas (la primera motocicleta de 4 válvulas producida en serie).
- Yamaha TX500 "pent-roof" de 1973 , bicilíndrica paralela DOHC de 500 cc y 8 válvulas (la primera motocicleta DOHC de 4 válvulas por cilindro producida en serie) [ 33 ]
- Honda CB400 SOHC bicilíndrica en paralelo de 6 válvulas de 1977 .
- La Honda CX500 de 1978 era una bicilíndrica en V de 498 cc, SOHC, accionada por varillas de empuje y con 4 válvulas por cilindro; la CX500 Turbo de 1982 fue la primera motocicleta turboalimentada multiválvulas de fábrica .
- Honda CBX1000 de 1978 , un motor de 6 cilindros en línea DOHC de 1.047 cc y 24 válvulas ( 105 CV (78 kW; 106 PS) ).
- 1979–1992: Serie Honda NR , motocicletas de competición y de producción con motores V4 de "pistón ovalado" y 8 válvulas por cilindro (en realidad, V8 de 32 válvulas con cilindros adyacentes fusionados).
- Motocicleta Yamaha FZ750 de 1985 con motor Yamaha "Genesis" de cuatro cilindros en línea, DOHC y 20 válvulas .
- Motocicletas bicilíndricas en paralelo Yamaha TDM y TRX (1991-2010 ) con 5 válvulas por cilindro.
- Yamaha YZF-R1 superbike de 1998-2006 con motor "Genesis" rediseñado (más compacto) . El modelo de 2006 entregaba 180 CV (134 kW; 182 PS) a 12.500 rpm (130,3 kW/litro).
La Aprilia Pegaso 650 monocilíndrica también comenzó con cinco válvulas, pero los modelos actuales solo tienen cuatro. La BMW F650 monocilíndrica, desarrollada conjuntamente , siempre tuvo cuatro válvulas.
Aeronave


Ettore Bugatti diseñó varios motores de avión multiválvulas. El Bugatti U-16 de 1916 , un motor SOHC de 16 cilindros y 1484,3 pulgadas cúbicas (24,32 L), compuesto por dos bancadas paralelas de 8 cilindros, ofrecía 410 CV (305 kW) a 2000 rpm (12,5 kW/litro o 0,28 CV/pulgada cúbica). Cada cilindro tenía dos válvulas de admisión verticales y una válvula de escape vertical, todas accionadas por palancas basculantes desde el árbol de levas. Otros motores de avión avanzados de la Primera Guerra Mundial , como el Maybach Mb.IVa de 1916 , que producía 300 CV (224 kW; 304 PS) a gran altitud, el Benz Bz.IV de 1916 con pistones de aluminio y el Napier Lion de 1918 (un motor DOHC de 12 cilindros y 24 litros con 450 CV), utilizaban dos válvulas de admisión y dos de escape.
Mucho después de que el motor de aviación King-Bugatti "U-16" los utilizara, poco antes de la Segunda Guerra Mundial, la empresa de aviación Junkers comenzó la producción del motor de aviación militar más producido del Tercer Reich (más de 68.000 unidades producidas), el Junkers Jumo 211 de 1936, de 35 litros de cilindrada, V12 invertido y refrigerado por líquido , que utilizaba un diseño de culata de tres válvulas [ 34 ] heredado del primer diseño V12 invertido de Junkers, el Junkers Jumo 210 de 1932 [ 35 ] — este diseño se mantuvo en el posterior y más potente Junkers Jumo 213 de 1940 , producido hasta 1945, cuyas versiones de producción (los subtipos Jumo 213A y -E) conservaron el diseño de culata de tres válvulas del Jumo 211. [ 36 ]
Los motores V12 de muchos aviones de combate de la Segunda Guerra Mundial utilizaban una configuración SOHC con cuatro válvulas por cilindro.
Un ejemplo de un motor de pistón multiválvula moderno para aeronaves pequeñas es el Austro Engine AE300 . Este motor diésel de 2.0 litros (1991 cc), DOHC, 16 válvulas, cuatro cilindros en línea, turboalimentado y refrigerado por líquido, utiliza inyección directa common rail y entrega 168 CV (125 kW; 170 PS) a 3880 rpm (62,0 kW/litro). La hélice es accionada por una caja de engranajes integrada (relación 1,69:1) con amortiguador de vibraciones torsionales. El peso total de la unidad de potencia es de 185 kg (408 lb) .
barcos
En 1905, el fabricante de automóviles Delahaye experimentó con un motor de carreras marino DOHC con 6 válvulas por cilindro. Este motor Delahaye Titan era un enorme motor de cuatro cilindros de 62,2 L (3800 pulgadas cúbicas ) [ 37 ] que producía 300 CV (0,07 CV/pulgada cúbica). Permitió que la lancha motora Le Dubonnet, pilotada por Emile Dubonnet, estableciera un nuevo récord mundial de velocidad en el agua, alcanzando 33,80 mph (54,40 km/h) en el lago de Juvisy , cerca de París , Francia . [ 38 ]
Un ejemplo de motores multiválvula modernos para embarcaciones pequeñas es la serie Volvo Penta IPS . Estos motores diésel intraborda refrigerados por agua de mar, operados mediante joystick, utilizan sobrealimentación combinada (turbo y compresor, excepto el IPS450) con intercooler, inyección de combustible common rail y DOHC con tecnología de 4 válvulas hidráulicas. La potencia en el eje de la hélice oscila entre 248 y 850 CV (185 a 634 kW; 251 a 862 PS) (la mayor eficiencia es de 59,7 kW/litro para el motor diésel IPS400 de 3,7 litros y 4 cilindros en línea). Se pueden combinar varias unidades.
Referencias
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- 1 2 En los motores de inyección directa, como los diésel y los de gasolina más recientes, el combustible se suministra a la cámara directamente a través del inyector, en lugar de hacerlo a través de una válvula. En los motores con carburador y los de inyección indirecta, el combustible se mezcla con el aire fuera del cilindro y ambos entran juntos a través de la válvula de admisión.
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la reciente reunión internacional en Zúrich, varias de las exitosas máquinas alemanas fueron equipadas con el nuevo motor de gasolina Junkers 210...
Se proporcionan tres válvulas por cilindro, dos de admisión y una de escape,
operadas por varillas de empuje y balancines desde un solo árbol de levas.
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Jumo 213 tenía una culata de tres válvulas, pero se estaba desarrollando una culata de cuatro válvulas para la versión "J". Sin embargo, se documenta que el Jumo 213A tenía un rendimiento superior a gran altitud en ese momento en particular, aunque el DB 603 se desarrolló posteriormente con características iguales o mejores.
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Enlaces externos
- Biblioteca Digital de Modelos Cinemáticos para el Diseño (KMODDL) : vídeos y fotografías de cientos de modelos de sistemas mecánicos en funcionamiento en la Universidad de Cornell. También incluye una biblioteca de libros electrónicos con textos clásicos sobre diseño e ingeniería mecánica.
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