Motor de ocho cilindros en línea

El motor de ocho cilindros en línea (también conocido como motor de ocho cilindros en línea ; abreviado como I8) es un motor de combustión interna de ocho cilindros, con los ocho cilindros montados en línea recta a lo largo del cárter . Este tipo se ha fabricado en configuraciones de válvulas laterales , IOE , válvulas en cabeza , válvulas de camisa y árbol de levas en cabeza .

Un motor de ocho cilindros en línea puede sincronizarse para lograr un equilibrio primario y secundario inherente , sin fuerzas ni momentos primarios o secundarios desequilibrados. Sin embargo, la vibración torsional del cigüeñal , presente en cierta medida en todos los motores, es suficiente para requerir el uso de un amortiguador armónico en el extremo de accesorios del cigüeñal. Sin dicha amortiguación, pueden producirse grietas por fatiga cerca del muñón del cojinete principal trasero , lo que puede provocar una falla del motor.

Si bien un motor de seis cilindros en línea también puede ajustarse para lograr un equilibrio primario y secundario inherente, un motor de ocho cilindros en línea genera más ciclos de potencia por revolución y, por lo tanto, funciona con mayor suavidad bajo carga que un motor de seis cilindros en línea. Además, debido al número par de ciclos de potencia por revolución, un motor de ocho cilindros en línea no produce vibraciones armónicas impares desagradables en la transmisión del vehículo a bajas revoluciones.

Las características de funcionamiento suave del motor de ocho cilindros en línea lo hicieron popular en los automóviles de lujo y de carreras del pasado. Sin embargo, la longitud del motor exigía el uso de un compartimento del motor largo, lo que hacía que el diseño básico fuera inaceptable en los vehículos modernos. ^{[ 1 ]} Además, debido a la longitud del motor, la vibración torsional tanto en el cigüeñal como en el árbol de levas puede afectar negativamente la fiabilidad y el rendimiento a altas velocidades. En particular, un fenómeno conocido como "latigazo del cigüeñal", causado por los efectos de la fuerza centrífuga en las bielas a altas revoluciones del motor , puede provocar el contacto físico entre las bielas y las paredes del cárter , lo que lleva a la destrucción del motor. Como resultado, el diseño ha sido reemplazado casi por completo por la configuración de motor V8 más corta .

El primer motor de ocho cilindros en línea fue concebido por Charron, Girardot et Voigt (CGV) en 1903, pero nunca se construyó. ^{[ 2 ]} Se lograron grandes avances durante la Primera Guerra Mundial , ya que Mercedes fabricó motores de ocho cilindros en línea para aeronaves, como el Mercedes D.IV. Las ventajas del motor de ocho cilindros en línea para aplicaciones aeronáuticas incluían la eficiencia aerodinámica de su configuración larga y estrecha, y el equilibrio inherente del motor, lo que hacía innecesarios los contrapesos en el cigüeñal. En ese momento no se consideraron las desventajas de la torsión del cigüeñal y del árbol de levas, ya que los motores de las aeronaves de la época funcionaban a bajas velocidades para mantener la velocidad de la punta de la hélice por debajo de la velocidad del sonido.

A diferencia de la configuración del motor V8, de la cual se utilizaron ejemplos en automóviles De Dion-Bouton , Scripps-Booth y Cadillac hacia 1914, no se utilizó ningún motor de ocho cilindros en línea en automóviles de producción antes de 1920.

Tras la Segunda Guerra Mundial , los cambios en el mercado automovilístico provocaron el declive y la eventual desaparición del motor de ocho cilindros en línea. Sus principales usuarios eran los automóviles estadounidenses de lujo y alta gama, que se conservaban de antes de la guerra. Un autobús interurbano Flxible utilizaba el motor de ocho cilindros en línea de Buick.

Durante la Segunda Guerra Mundial, las mejoras en la tecnología de refinación utilizada para producir gasolina de aviación permitieron disponer de grandes cantidades de gasolina de alto octanaje a bajo costo . Los motores pudieron diseñarse con relaciones de compresión más altas para aprovechar esta gasolina. Esto, a su vez, generó motores sometidos a mayores esfuerzos, lo que acentuó las limitaciones del largo cigüeñal y el árbol de levas en los motores de ocho cilindros en línea.

Oldsmobile reemplazó su motor de ocho cilindros en línea con su famoso Rocket V8 de válvulas en cabeza en 1949. Chrysler reemplazó su motor de ocho cilindros en línea con su famoso Hemi V-8 para 1951. Hudson retiró su motor de ocho cilindros en línea al final del año modelo 1952. Buick introdujo un V8 de 322 pulgadas cúbicas (5.3 L) en 1953, con una cilindrada similar a su motor de ocho cilindros en línea de 320.2 pulgadas cúbicas (5.2 L) , que se produjo hasta el final del año modelo 1953. Pontiac mantuvo la producción de su motor de ocho cilindros en línea, así como de un motor de seis cilindros en línea con válvulas en cabeza , hasta el final del año modelo 1954, después del cual un V8 se convirtió en estándar. Packard finalizó la producción de su característico motor de ocho cilindros en línea al final de 1954, reemplazándolo con un V8 de válvulas en cabeza. ^{[ 10 ] [ 11 ]}      

A finales de la década de 1970, los motores V8 con válvulas en cabeza impulsaban el 80 % de los automóviles fabricados en EE. UU., y la mayoría del resto tenía motores de seis cilindros. ^{[ 6 ] : pp99-103, 116–117}

En Europa, muchas fábricas de automóviles fueron destruidas durante la Segunda Guerra Mundial, y transcurrieron muchos años antes de que las economías devastadas por la guerra se recuperaran lo suficiente como para que los automóviles grandes volvieran a popularizarse. El cambio en el diseño de los automóviles, de un compartimento del motor largo entre guardabarros separados a la configuración moderna con un compartimento del motor más corto, provocó rápidamente la desaparición del motor de ocho cilindros en línea. Como resultado de esto, y de que los precios de la gasolina eran varias veces más caros que en Estados Unidos, los motores de cuatro y seis cilindros impulsaron la mayoría de los automóviles en Europa, y los pocos automóviles de ocho cilindros producidos eran de configuración V8. ^{[ 6 ] : pp99-113, 119–135}

A pesar de las deficiencias en cuanto a longitud, peso, fricción de los cojinetes y vibraciones torsionales que llevaron a la desaparición del motor de ocho cilindros en línea después de la guerra, este fue el diseño de motor de alto rendimiento preferido desde finales de la década de 1920 hasta finales de la década de 1940, y continuó destacando en el automovilismo hasta mediados de la década de 1950. Bugatti, Duesenberg, Alfa Romeo , Mercedes-Benz y Miller construyeron exitosos autos de carreras con motores de ocho cilindros en línea de alto rendimiento con doble árbol de levas en cabeza durante las décadas de 1920 y 1930.

Los hermanos Duesenberg presentaron el primer motor de carreras de ocho cilindros en línea exitoso en 1920, cuando su  motor de 3 litros obtuvo el tercer, cuarto y sexto lugar en las 500 Millas de Indianápolis . Al año siguiente, uno de sus autos ganó el Gran Premio de Francia , mientras que otros dos obtuvieron el cuarto y sexto lugar en la carrera. Basado en el trabajo que la compañía había realizado en motores de avión de 16 cilindros durante la Primera Guerra Mundial , el motor de árbol de levas en cabeza y tres válvulas por cilindro producía 115 caballos de fuerza (86 kW ) a 4250 rpm , y era capaz de alcanzar unas asombrosas (para la época) 5000 rpm. Ningún motor de Gran Premio anterior a la guerra había superado las 3000 rpm. ^{[ 12 ] : pp22–25}    

Bugatti experimentó con motores de ocho cilindros en línea desde 1922, y en 1924 presentó el Bugatti Type 35 de  2 litros , uno de los coches de carreras más exitosos de todos los tiempos, que llegó a ganar más de 1000 carreras. Al igual que Duesenberg, Bugatti se inspiró en la construcción de motores de avión durante la Primera Guerra Mundial, y, como ellos, su motor era una unidad de árbol de levas en cabeza de altas revoluciones con tres válvulas por cilindro. Producía 100 CV (75 kW) a 5000 rpm y podía alcanzar más de 6000 rpm. Se produjeron cerca de 400 unidades del Type 35 y sus derivados, un récord histórico en la historia del automovilismo de Gran Premio . ^{[ 12 ] : pp26–29}    

Alfa Romeo fue la primera en reaccionar a los problemas de ingeniería del motor de ocho cilindros en línea: en los motores de sus coches de carreras P2 y P3 , y en sus deportivos Alfa Romeo 8C 2300/2600/2900, famosos en la Mille Miglia y Le Mans, la distribución del árbol de levas se trasladó al centro del motor, entre los cilindros cuatro y cinco, reduciendo así las limitaciones mencionadas. El motor de ocho cilindros en línea se construyó en realidad como un par simétrico de motores de cuatro cilindros en línea unidos en el centro mediante engranajes comunes para los árboles de levas y los compresores. Tenía dos árboles de levas en cabeza, pero solo dos válvulas por cilindro. ^{[ 12 ] : pp34–37}

El Alfa Romeo de ocho cilindros en línea regresaría después de la Segunda Guerra Mundial para dominar la primera temporada de la Fórmula 1 en 1950 y ganar la segunda temporada frente a la competencia del Ferrari con motor V12 en 1951. El Alfa Romeo 158/159 Alfetta fue diseñado originalmente en 1937 y ganó 47 de los 54 Grandes Premios en los que participó entre 1938 y 1951 (con una interrupción de seis años debido a la guerra). Para 1951, sus motores sobrealimentados  de 1.5 L podían producir 425 CV (317 kW) a 9300 rpm y alcanzar hasta 10 500 rpm. Sin embargo, los motores habían llegado al final de su potencial y los cambios en el reglamento para la temporada de 1952 dejaron obsoletos a los Alfetta. ^{[ 12 ] : pp67–69}    

Mercedes-Benz crearía los últimos coches de carreras notables con motor de ocho cilindros en línea en 1955, con el W196 de Fórmula 1, ganador del campeonato, y el deportivo 300SLR . El 300SLR fue famoso por la victoria de Stirling Moss y Denis Jenkinson en la Mille Miglia de 1955 , pero tristemente célebre por el fatal accidente de Pierre Levegh en las 24 Horas de Le Mans de 1955. El 300SLR fue la evolución final del diseño de Alfa Romeo de principios de la década de 1930, ya que no solo el árbol de levas, sino también la caja de cambios, se accionaban desde el centro del motor. Los ingenieros calcularon que las tensiones de torsión serían demasiado altas si tomaban la potencia del extremo del largo cigüeñal, por lo que colocaron un tren de engranajes central (que también accionaba los dos árboles de levas, los dos magnetos y otros accesorios) y un eje de transmisión a la carcasa del embrague en la parte trasera. ^{[ 12 ] : pp94-97}

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