Motor Iron Duke

El motor Iron Duke (también llamado 151 , 2500 , Pontiac 2.5 y Tech IV ) es un motor de pistones de cuatro cilindros en línea de 151 pulgadas cúbicas (2.5 L) fabricado por la División Pontiac Motor de General Motors desde 1977 hasta 1993. Desarrollado originalmente como el nuevo motor económico de Pontiac , se utilizó en una amplia variedad de vehículos de la línea de GM en la década de 1980, además de ser suministrado a American Motors Corporation (AMC). El motor fue diseñado para la eficiencia de combustible, un funcionamiento suave y una larga vida útil, no para el rendimiento. ^{[ 2 ]} Se estima que la producción total del motor Duke se encuentra entre 3.8 y 4.2 millones de unidades. ^{[ 3 ]}   

En el momento de la crisis del petróleo de 1973, los únicos motores que Pontiac fabricaba eran versiones de 350 pulgadas cúbicas (5,7 L) , 400 pulgadas cúbicas (6,6 L) y 455 pulgadas cúbicas (7,5 L) de su motor V8 . Reconociendo que los productos futuros tendrían que ser más pequeños y más eficientes en el consumo de combustible, los ingenieros de Pontiac recibieron el encargo de desarrollar un nuevo motor que fuera adecuado para estos productos futuros. ^{[ 4 ]} Los ingenieros consideraron desarrollar versiones de menor cilindrada del V8 existente, un V6 derivado del V8, un V4 derivado del V8 y un motor de cuatro cilindros en línea derivado de uno de los bancos de cilindros del V8 (de la misma manera que el motor "Trophy 4" del Pontiac Tempest de 1961 ), pero finalmente decidieron crear un motor de cuatro cilindros completamente nuevo. ^{[ 1 ] : 1} La afirmación de "totalmente nuevo" era en parte terminología de marketing, ya que muchas de las piezas externas, como el distribuidor, la bomba de agua, los colectores y el carburador, se tomaron directamente del motor Chevrolet de 4 cilindros anterior , algunas con pequeños cambios dimensionales que las hacían no intercambiables. La confusión aumenta debido a que los bloques desnudos se ven visualmente casi idénticos, aunque casi ninguna de las piezas internas es intercambiable entre las dos series de motores. Tomar prestadas piezas como esta redujo enormemente el tiempo y los costos de desarrollo, herramientas y producción. Los primeros años del Iron Duke están más estrechamente relacionados con el Chevrolet de 4 cilindros anterior que las versiones posteriores con numerosos cambios de diseño como la inyección de combustible, la transmisión de accesorios por correa plana, las culatas de flujo cruzado y los ejes de equilibrado. Curiosamente, la bomba de agua de los últimos años de producción se puede atornillar a un motor Chevrolet 151 de 4 cilindros del primer año de producción de 1961, aunque diseñado para rotación inversa.         

Los objetivos de diseño del equipo de desarrollo eran minimizar el ruido y la vibración al tiempo que maximizaban la durabilidad, la manejabilidad , el ahorro de combustible y la potencia "utilizable" a bajas velocidades del motor. ^{[ 1 ] : 1} Comenzaron analizando otros motores de cuatro cilindros en producción en General Motors en ese momento, y descubrieron que la versión de 151 pulgadas cúbicas (2,5 L) de GM do Brasil del motor de cuatro cilindros de 153 pulgadas cúbicas de Chevrolet —con una carrera más corta de 3 pulgadas (76 mm) y bielas más largas de 6 pulgadas (150 mm) — había reducido significativamente la vibración secundaria en comparación con el diseño original de Chevrolet y el nuevo motor de cuatro cilindros de 2,3 litros del Chevrolet Vega . ^{[ 1 ] : 1–2} Esto evitó la necesidad de ejes de equilibrio contrarrotatorios , que habrían aumentado el peso, la complejidad y el costo del motor. ^{[ 1 ] : 3} A pesar de compartir el mismo diámetro , carrera y espaciado de cilindros que el motor brasileño, la mayoría de las piezas no son intercambiables. ^{[ 1 ] : 2}     

La prioridad de generar potencia a bajas revoluciones del motor fue una consideración deliberada para cumplir con el resto de los objetivos de diseño. Se prestó especial atención al diseño del colector de admisión y del sistema de recirculación de gases de escape para garantizar la igualdad de la potencia de salida de cada cilindro. Se redujo el consumo de energía de las bombas de agua y aceite, y se diseñaron los anillos del pistón , los orificios de los cilindros y los muñones del cigüeñal para minimizar la fricción. ^{[ 1 ] : 3–5}

Para maximizar la durabilidad, el bloque del motor se fabricó en hierro fundido con cinco cojinetes principales , en lugar del bloque de aluminio fundido, relativamente frágil, utilizado en el motor Vega de 2.3 litros. (Incluso con el bloque de hierro fundido, el Iron Duke solo pesaba unos 9 kg más). Se descartó el árbol de levas en cabeza accionado por correa del motor de 2.3 litros en favor de un diseño de válvulas en cabeza con engranajes de distribución. Se utilizaron pernos de diseño especial, ligeramente más largos que los pernos convencionales, para fijar los colectores de admisión y escape a la culata , permitiendo un ligero movimiento a la vez que se mantiene el sellado de las juntas para evitar que los colectores se agrieten al dilatarse con el calor . ^{[ 1 ] : 6–7}

Se utilizó un carburador de dos etapas y dos cuerpos con estrangulador eléctrico para mejorar el rendimiento en arranques en frío, mientras que los protectores térmicos incorporados debajo del carburador y entre los colectores de admisión y escape se utilizaron para evitar que la gasolina del carburador se calentara en exceso, mejorando así el rendimiento en climas cálidos. Reconociendo que los automóviles con motores de cuatro cilindros equipados con aire acondicionado tendían a experimentar problemas de conducción en climas cálidos, se realizaron otras mejoras, incluyendo un interruptor de corte que apagaba el compresor a máxima aceleración y un retardo incorporado al circuito del aire acondicionado para evitar que el compresor se activara hasta doce segundos después de arrancar el motor. ^{[ 1 ] : 7–10}

Las primeras aplicaciones del motor Iron Duke fueron en los autos subcompactos Astre y Sunbird de 1977 , donde reemplazó el motor Vega de 2.3 litros, y en el compacto Phoenix . Dado que estos autos fueron diseñados originalmente para motores Chevrolet, el Iron Duke también utilizó el patrón de pernos de la carcasa del embrague de Chevrolet , en lugar del patrón de los motores V8 de Buick, Oldsmobile y Pontiac. Al año siguiente, el uso del motor se extendió a los gemelos Chevrolet y Oldsmobile del Sunbird, el Monza y el Starfire .

Para el modelo de 1979, el motor fue rediseñado por completo. La culata original de flujo inverso fue reemplazada por un diseño de flujo cruzado , se introdujo un nuevo carburador de dos cuerpos llamado "Vara-Jet", se reubicó el distribuidor y se redujo el tamaño del cárter de aceite. Las únicas piezas que se conservaron de los motores de 1978 fueron las bielas. ^{[ 5 ]} La potencia máxima aumentó a 90  hp.

Para 1980, el motor Iron Duke fue rediseñado para montarse transversalmente, para adaptarse a los nuevos automóviles General Motors "X-body" de tracción delantera . El patrón de pernos de la campana del embrague se revisó para que coincidiera con el del nuevo motor V6 de 60° .

GM también comenzó a vender el motor a American Motors Corporation (AMC) a partir del año modelo 1980. Era el motor base en los automóviles Spirit , Concord y Eagle , así como en los Jeep CJ de modelo base . ^{[ 6 ]} Los motores comprados por AMC continuaron utilizando el patrón de la carcasa del embrague del Chevrolet V8. El motor de cuatro cilindros se descontinuó en los modelos de tracción trasera de AMC después de 1982. Durante 1983, el motor base del Eagle de tracción total cambió del Iron Duke a un nuevo motor de cuatro cilindros de 150 pulgadas cúbicas (2.5 L) desarrollado por AMC . Los Jeep CJ de 1980 a 1983 también estaban disponibles con el Iron Duke como motor base. ^{[ 7 ]}   

Los Iron Dukes fueron equipados con inyección de combustible (TBI, mediante un inyector único en el cuerpo de aceleración) en 1982. Esta versión fue bautizada como Tech IV , aunque Car and Driver posteriormente la ridiculizó como la Tech IV de baja tecnología. La potencia aumentó a 90 hp (67 kW) . ^{[ 11 ]}  

Esto fue reemplazado por una culata de puerto de remolino con una relación de compresión de 9.0:1 (en lugar de 8.25:1) en 1984 para una ganancia de 2 hp (1.5 kW) . Otras adiciones para 1985 incluyeron taqués de rodillos, cojinetes mejorados y un nuevo cigüeñal . Se hicieron varios cambios significativos en 1987 que incluyeron: una culata, colector de admisión y módulo de inyección de combustible del cuerpo de aceleración mejorados ; una correa serpentina más moderna con un tensor automático de resorte para los accesorios; y un sistema de encendido sin distribuidor (DIS). Esta revisión del motor aumentó la potencia a 98 hp (73 kW) . En 1988, se agregó un eje de equilibrado para suavizar las vibraciones del motor. Hasta ese momento, el motor incorporaba un soporte superior delantero del motor "hueso de perro" fijado a la cubierta del pestillo del capó del vehículo, lo que ayudaba a controlar la vibración. Otras mejoras en años posteriores incluyeron nuevos pistones, bielas, cigüeñal y un sistema de lubricación en el cárter. La variante más potente del Tech IV elevó el límite de revoluciones a 5500 rpm y alcanzó 110 hp (82 kW) . El Tech IV utiliza el mismo patrón de campana que el V6 de 60 grados y 2.8 litros . A lo largo de los años, el motor Tech IV ha demostrado ser un caballo de batalla confiable para sus propietarios cuando no se le exige al máximo. Todos los motores Iron Duke de 1978 a 1990 utilizaban un engranaje de árbol de levas de micarta que engranaba directamente con un engranaje de acero en el cigüeñal. Los motores VIN R y U de 1991-92 utilizaban una cadena de distribución en su lugar.       

Los vehículos Grumman LLV (Long Life Vehicle), fabricados entre 1987 y 1994 para el Servicio Postal de los Estados Unidos para el reparto de correo, estaban equipados inicialmente con el motor Iron Duke. Las especificaciones del Servicio Postal exigían una vida útil de 24 años, y aquellos con motor de 2,5 litros superaron las expectativas. ^{[ 12 ]}

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  Motor "Tech IV"
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  Motor GM Iron Duke de 1990 con piezas cortadas para revelar la disposición interna.

El bloque Iron Duke fue la base de los motores de competición de cuatro cilindros Super Duty de Pontiac de la década de 1980, los últimos de una línea de motores Pontiac Super Duty de alto rendimiento . Estos motores se utilizaron en la serie Charlotte/Daytona Dash de NASCAR , en el Campeonato IMSA GT (en autos de las clases GTP y GTU) e incluso en lanchas de competición de la American Power Boat Association . Los motores Super Duty continuaron utilizándose en las carreras de ARCA hasta bien entrados los años 2000.

Además de las piezas que coincidían con la cilindrada original de 2.5 litros del Iron Duke, Pontiac Motorsports ofrecía otros cigüeñales y sus bielas correspondientes, lo que resultaba en cilindradas que iban desde 2.1 litros hasta 3.2 litros. Un motor Super Duty de 2.7 litros y 232 hp (173 kW) impulsó al Fiero Indy Pace Car de 1984 a más de 222 km/h (138 mph ) durante la carrera, pero los motores Super Duty nunca estuvieron disponibles en los vehículos GM fabricados en serie. Sin embargo, GM vendía las piezas específicas para Super Duty en concesionarios autorizados y todas las piezas necesarias para convertir un motor Iron Duke original a una versión Super Duty estaban disponibles.    

Kansas Racing Products continuó fabricando los motores a principios del siglo XXI tras adquirir los derechos de fabricación a GM.

Cosworth también produjo una culata de 16 válvulas y doble árbol de levas en cabeza para la versión de 3.0 litros del motor de carreras ( Proyecto Cosworth DBA, 1987). ^{[ 13 ]}

• Folleto del Chevy Monza de 1979

• Información sobre el Jeep 151