motor bicilíndrico en línea

Las configuraciones de cigüeñal más comunes para motores bicilíndricos en línea son 360 grados, 180 grados y 270 grados. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

360 grados

En un motor con cigüeñal de 360 ​​grados, ambos pistones se mueven hacia arriba y hacia abajo simultáneamente. Sin embargo, el intervalo de encendido entre los cilindros está desfasado: uno de ellos se enciende durante la primera rotación del cigüeñal y el otro en la siguiente. Esta configuración da como resultado un intervalo de encendido uniforme de 360 ​​grados, a diferencia de otras configuraciones de cigüeñal en motores bicilíndricos en línea. Los motores de 360 ​​grados pueden utilizar un único sistema de encendido para ambos cilindros, mediante un sistema de chispa perdida .

El equilibrio primario imperfecto es similar al de un motor monocilíndrico de masa recíproca equivalente. Los primeros motores intentaron reducir la vibración mediante contrapesos en el cigüeñal; sin embargo, los métodos posteriores también incluyeron ejes de equilibrado y una biela con peso independiente. En comparación con un motor monocilíndrico, el intervalo de encendido más frecuente (360 grados frente a 720 grados) da como resultado un funcionamiento más suave, a pesar del desequilibrio dinámico similar.

Desde la década de 1930, la mayoría de los motores de motocicletas británicas de cuatro tiempos y dos cilindros en línea usaban un cigüeñal de 360 ​​grados, ^{[ 11 ]} ya que esto evitaba la pulsación de admisión desigual de otras configuraciones, evitando así la necesidad de carburadores dobles. En la década de 1960, aunque las motocicletas japonesas en su mayoría cambiaron a cigüeñales de 180 grados para motores de 250 a 500  cc, varios motores más pequeños y más grandes continuaron usando un cigüeñal de 360 ​​grados. La vibración era un problema menor para los motores más pequeños, como la Honda CB92 de 1965 y la Honda CM185 de 1979. Los motores más grandes, como la Yamaha XS 650 de 1969 y la Yamaha TX750 de 1972 , a menudo usaban ejes de equilibrado para reducir la vibración. ^{[ 12 ]} Los motores Honda CB250N/CB400N posteriores de 1978–1984 también usaban un cigüeñal de 360 ​​grados, al igual que la Yamaha XTZ750 Super Ténéré de 1989. Las motocicletas BMW F series bicilíndricas en paralelo de 2008 también usan cigüeñales de 360 ​​grados, con una tercera biela "vestigial" (que actúa como contrapeso) y un límite de revoluciones de 9000  rpm para reducir las vibraciones. ^{[ 13 ]} En 2009 Fiat lanzó los motores de automóviles bicilíndricos en línea Multiair que usan un cigüeñal de 360 ​​grados que dependía de ejes de equilibrio para reducir las vibraciones.

180 grados

En un motor con un cigüeñal de 180 grados, un pistón sube mientras el otro baja. En un motor de cuatro tiempos, el intervalo de encendido es irregular: el segundo cilindro se enciende 180 grados después del primero, seguido de un intervalo de 540 grados hasta que el primer cilindro vuelve a encenderse. Este intervalo irregular provoca vibraciones y una entrega de potencia irregular. Un motor de 180° también requiere un sistema de encendido independiente para cada cilindro.

Un motor bicilíndrico en línea de 180 grados permite lograr un equilibrio primario perfecto ; sin embargo, su diseño genera un par oscilante que requiere el uso de un eje de equilibrado para reducir la vibración. Un motor bicilíndrico en línea de 180 grados presenta un desequilibrio secundario (similar al de un motor de cuatro cilindros en línea); no obstante, la menor masa recíproca implica que, por lo general, no requiere tratamiento.

Un motor con cigüeñal de 180° sufre menos pérdidas por bombeo que un motor bicilíndrico de 360°, porque el desplazamiento del cárter permanece relativamente inalterado a medida que se mueven los pistones.

En la década de 1960, los fabricantes japoneses de motocicletas favorecieron el uso de cigüeñales de 180 grados, ya que la mayor suavidad permitía mayores revoluciones por minuto y, por lo tanto, mayores potencias. Por ejemplo, el motor de cigüeñal de 180 grados de la Honda CB450 de 1966 tiene una potencia similar a la de los motores británicos contemporáneos de cigüeñal de 360 ​​grados, a pesar de tener una cilindrada menor de 450  cc en comparación con los 650  cc. ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} Tanto la Yamaha TX500 de 1973 como la Suzuki GS400 de 1977 tenían un cigüeñal de 180 grados y un eje de equilibrado. Desde 1993, la mayoría de los motores bicilíndricos en línea de motocicletas Honda utilizan cigüeñales de 180 grados.

Los motores de dos tiempos suelen utilizar un cigüeñal de 180 grados, ya que esto produce dos carreras de potencia espaciadas uniformemente por revolución. La frecuencia fundamental de vibración es el doble que la de un motor monocilíndrico equivalente; sin embargo, la amplitud se reduce a la mitad. ^{[ 17 ]} Entre los motores de dos tiempos que no utilizan un cigüeñal de 180 grados se encuentra el Yankee de 1972 .

270 grados

En un motor con un cigüeñal de 270 grados, un pistón sigue al otro con un desfase de tres cuartos de rotación. Esto produce un intervalo de encendido desigual, donde el segundo cilindro se enciende 270 grados después del primero, seguido de un intervalo de 450 grados hasta que el primer cilindro vuelve a encenderse. Este patrón es similar al de un motor bicilíndrico en V de 90 grados , y ambas configuraciones presentan un sonido de escape pulsante similar. En un motor bicilíndrico en línea de 270 grados, los pistones nunca están completamente inmóviles al mismo tiempo (como en un motor bicilíndrico en V de 90 grados), lo que reduce el intercambio neto de momento entre el cigüeñal y los pistones durante una rotación completa.

En un motor bicilíndrico en línea de 270 grados, el equilibrio primario se ve imperfecto debido a la combinación de la fuerza libre y el par de balanceo; para compensar esto, se suele utilizar un eje de equilibrado. El equilibrio secundario de un motor de 270 grados es perfecto; sin embargo, esta configuración genera un par de balanceo desequilibrado.

Los primeros motores de motocicleta bicilíndricos en línea de 270 grados de producción se instalaron en la Yamaha TRX850 y ^la Yamaha TDM de 1996. [ ^{9 ] [ 18 ] [ 10 ]} Ejemplos posteriores incluyen la Triumph Thunderbird de 2009 , la Norton Commando 961 de 2010, la serie Honda NC700 de 2012, la Yamaha MT-07 de 2014, la Triumph Thruxton 1200 de 2016, la Royal Enfield Interceptor 650 y Continental GT de 2018 y la BMW F900R de 2019 . ^{[ 19 ]} Esta arquitectura está demostrando ser popular entre los fabricantes, que están actualizando modelos que anteriormente estaban equipados con otros tipos de motor, como la Honda Africa Twin 2016 (anteriormente un V-twin ), la Honda Hornet 2023 (anteriormente un inline-4 ) o la V-Strom 800 2023 (el diseño anterior estaba equipado con un V-twin ).

Cada cilindro en un motor bicilíndrico en línea tiene un muñón de cigüeñal separado , a diferencia de los motores bicilíndricos en V que pueden usar un muñón de cigüeñal común para ambas bielas . La mayoría de los motores bicilíndricos en línea de motocicletas británicas clásicas (como Triumph, BSA, Norton y Royal Enfield) tenían dos cojinetes principales . ^{[ 20 ]} A partir de finales de la década de 1950, la mayoría de los motores bicilíndricos en línea de Honda tenían cuatro cojinetes principales. ^{[ 21 ] [ 22 ]} Los motores bicilíndricos en línea posteriores tenían cuatro o, en ocasiones, tres cojinetes principales. ^{[ 12 ]}

La primera motocicleta de producción en serie del mundo, la Hildebrand & Wolfmüller de 1894 , utilizaba un motor bicilíndrico en línea. Los cilindros estaban dispuestos horizontalmente y orientados hacia adelante, con los pistones conectados directamente a la rueda trasera mediante una biela de estilo locomotora. En 1903, la Werner Motocyclette se convirtió en el segundo modelo de motocicleta de producción en serie, utilizando un motor bicilíndrico en línea con cilindros verticales. El motor Werner utiliza cilindros de hierro fundido con culatas integradas, válvulas laterales y tiene una cilindrada de 500  cc. ^{[ 23 ]}

La Triumph Speed ​​Twin de 1938 fue una exitosa motocicleta bicilíndrica en línea que también contribuyó a que otras marcas utilizaran más ampliamente este tipo de motores. El motor fue diseñado por Edward Turner y Val Page , y se utilizó inicialmente en la Triumph 6/1 de 1933 con sidecar (que ganó la medalla de plata en el International Six Days Trial y el trofeo Maudes de 1933 ). ^{[ 24 ]} Durante el desarrollo del motor, se descubrió que un ángulo de cigüeñal de 360 ​​grados era más adecuado para el uso de un solo carburador que un ángulo de cigüeñal de 180 grados. ^{[ 25 ]}

Siguiendo la tendencia creada por la Triumph Speed ​​Twin, el diseño más común utilizado por los fabricantes británicos de motocicletas hasta mediados de la década de 1970 fue un motor bicilíndrico en línea de cuatro tiempos con un cigüeñal de 360 ​​grados. ^{[ 26 ] [ 27 ]} Entre los fabricantes que producían estas motocicletas se encontraban BSA , Norton , Triumph , Ariel , Matchless y AJS . Los motores bicilíndricos en línea también fueron producidos por fabricantes italianos y alemanes, ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]} junto con el fabricante estadounidense Indian . ^{[ 31 ]}

En 1949, la AJS E-90 Porcupine ganó el Campeonato Mundial de Gran Premio de 500 cc de 1949 , convirtiéndose en la primera y única motocicleta bicilíndrica en ganar el campeonato. Este motor es uno de los pocos bicilíndricos en línea de cuatro tiempos que utiliza cilindros orientados horizontalmente en lugar de verticalmente. ^{[ 32 ]} 

Desde la década de 2000, BMW y varios fabricantes japoneses han seguido produciendo motores bicilíndricos en línea, principalmente para modelos de peso medio. ^{[ 33 ]} Varias scooters grandes también han utilizado motores bicilíndricos en línea, como la Yamaha TMAX de 2001 ^{[ 34 ]} y la Honda Silver Wing de 2001. ^{[ 35 ]} Los motores bicilíndricos en línea también se utilizan en las carreras de motocross con sidecar. ^{[ 36 ]}

Muchas motocicletas británicas de gran cilindrada fabricadas entre 1945 y la década de 1960 utilizaban un motor bicilíndrico en línea transversal (es decir, con el cigüeñal perpendicular al chasis), como la Triumph Bonneville y la Norton Commando . Esta configuración es ideal para la refrigeración por aire, ya que ambos cilindros reciben el mismo flujo de aire y el escape puede salir por la zona bien refrigerada situada en la parte delantera de cada cilindro. ^{[ 37 ]}

El diseño de motor bicilíndrico en línea transversal ha sido reemplazado en gran medida por motores bicilíndricos en V ; sin embargo, el diseño bicilíndrico en línea tiene la ventaja de una disposición más sencilla de los componentes auxiliares (como el filtro de aire, el carburador y los componentes de encendido), lo que también mejora el acceso a los componentes auxiliares para el mantenimiento y las reparaciones. ^{[ 38 ]} Un motor bicilíndrico en línea que utiliza un cigüeñal de 270 grados puede tener un sonido y una sensación similares a los de un motor bicilíndrico en V con un orden de encendido desigual.

Las motocicletas con motor longitudinal bicilíndrico en línea son menos comunes; sin embargo, algunos ejemplos incluyen la Dresch Monobloc de 1930-1938 ^{[ 39 ]} y la Sunbeam S7 y S8 de 1949-1956 . ^{[ 40 ] [ 41 ]}

Esta orientación del motor permite una motocicleta tan estrecha como un motor monocilíndrico, ^{[ 42 ]} lo que reduce la resistencia aerodinámica, especialmente para las carreras de motocicletas. Sin embargo, la principal desventaja de los motores refrigerados por aire es que el cilindro trasero se calienta más que el delantero. ^{[ 7 ] [ 43 ]}