Motor de válvulas en cabeza

Los primeros motores de combustión interna se basaban en máquinas de vapor y, por lo tanto, utilizaban válvulas de corredera . ^{[ 2 ]} Este fue el caso del primer motor Otto , que se puso en marcha con éxito por primera vez en 1876. A medida que los motores de combustión interna comenzaron a desarrollarse independientemente de las máquinas de vapor, las válvulas de asiento se hicieron cada vez más comunes.

A partir del Daimler Reitwagen de 1885 , varios automóviles y motocicletas utilizaron válvulas de admisión ubicadas en la culata; sin embargo, estas válvulas se accionaban por vacío ("atmosféricas") en lugar de ser impulsadas por un árbol de levas como en los motores OHV típicos. Las válvulas de escape eran impulsadas por un árbol de levas, pero estaban ubicadas en el bloque del motor, como en los motores de válvulas laterales.

El prototipo de motor diésel de 1894 utilizaba válvulas de asiento en cabeza accionadas por un árbol de levas , varillas de empuje y balancines , ^{[ 3 ] [ 4 ]} convirtiéndose así en los primeros motores OHV. En 1896, William F. Davis obtuvo la patente estadounidense 563,140 para un motor OHV con refrigerante líquido para enfriar la culata, ^{[ 5 ] [ 6 ]} pero no se construyó ningún modelo funcional.

En 1898, el fabricante de bicicletas Walter Lorenzo Marr en Estados Unidos construyó un triciclo motorizado impulsado por un motor OHV monocilíndrico. ^{[ 7 ]} Marr fue contratado por Buick (entonces llamada Buick Auto-Vim and Power Company ) de 1899 a 1902, donde se perfeccionó aún más el diseño del motor de válvulas en cabeza. ^{[ 8 ]} Este motor empleaba balancines accionados por varillas de empuje, que a su vez abrían válvulas de asiento paralelas a los pistones. Marr regresó a Buick en 1904 (tras haber construido una pequeña cantidad del Marr Auto-Car , con uno de los primeros motores conocidos en utilizar un diseño de árbol de levas en cabeza), el mismo año en que Buick recibió una patente para un diseño de motor de válvulas en cabeza. En 1904, el primer motor OHV de producción en serie del mundo se lanzó en el Buick Modelo B. El motor era un diseño bicilíndrico plano con dos válvulas por cilindro. El motor tuvo mucho éxito para Buick, ya que la compañía vendió 750 de estos automóviles en 1905, y desde entonces el motor OHV ha impulsado a casi todos los automóviles Buick.

Otros fabricantes comenzaron a producir motores OHV, como el motor vertical de 4 cilindros de los hermanos Wright de 1906-1912 . ^{[ 9 ] [ 10 ]} En 1911, Chevrolet se unió a Buick en el uso casi exclusivo de motores OHV. ^{[ 11 ]} Sin embargo, los motores de válvulas laterales de cabeza plana siguieron siendo comunes en los EE. UU. hasta mediados o finales de la década de 1950, ^{[ 12 ]} cuando comenzaron a ser reemplazados gradualmente por motores OHV.

El primer motor con árbol de levas en cabeza (OHC) data de 1902, en el Marr ; ^{[ 13 ]} sin embargo, durante muchas décadas, el uso de este diseño se limitó principalmente a automóviles de alto rendimiento. Los motores OHC se hicieron gradualmente más comunes desde la década de 1950 hasta la de 1990, y a principios del siglo XXI, la mayoría de los motores de automóviles (excepto algunos motores V8 norteamericanos) utilizaban un diseño OHC. ^{[ 14 ]}

En las 500 Millas de Indianápolis de 1994 , el equipo Penske presentó un auto propulsado por un motor Mercedes-Benz 500I de varillas de empuje, diseñado a medida. Gracias a un resquicio legal en el reglamento, este motor podía utilizar una mayor cilindrada y una presión de sobrealimentación más alta, lo que incrementó significativamente su potencia en comparación con los motores OHC utilizados por los demás equipos. El equipo Penske se clasificó en la pole position y ganó la carrera por un amplio margen.

A principios del siglo XXI, varios motores V8 de varillas de empuje de General Motors y Chrysler utilizaron la desactivación de cilindros para reducir el consumo de combustible y las emisiones de escape. En 2008, se introdujo el primer motor de varillas de empuje de producción en serie que utilizaba distribución variable de válvulas en el Dodge Viper (cuarta generación) . ^{[ 15 ]}