Motor En V: Qué es, Tipos, Funciones, Diseños Y Evolución

Es un hecho, si te topas con alguien que te dice orgulloso que se ha comprado un vehículo con motor en v, lo primero que piensas con envidia es que el muy mamarracho se ha comprado un deportivo, o algún modelo con un alto grado de cilindrada y caballos. Ello es debido a que un alto porcentaje de vehículos que equipan 6 cilindros adoptan la arquitectura de motor en v, y si hablamos ya de 8 cilindros en adelante, estamos hablando casi del 100% ¿Pero, por qué ha triunfado este tipo de arquitectura para los motores más gordos?

En Mundo del Motor sabemos lo ávido de conocimientos que estas, en este particular te hemos traído todo lo que necesitas saber acerca del motor en v, así que no te apartes de estas líneas que vienen a continuación.

Motor en V  

Podemos definir como motor en V a una disposición de motor de combustión en donde los cilindros se agrupan en dos bloques o filas de cilindros, donde forman una letra "V", y que convergen en el mismo cigüeñal. En estos motores el aire de admisión es succionado por dentro de la V y los gases de escape expulsados por los laterales L y R.

Tiene los cilindros repartidos en dos bloques unidos por la base o bancada y formando un cierto angulo (60º, 90º, etc). Se utiliza este motor para 6 cilindros en adelante para turismos y 2 cilindros para motocicletas. Esta forma constructiva es ventajosa para un numero de cilindros mayor de 6, ya que es mas compacta, con lo cual el cigüeñal, al ser mas corto, trabaja en mejores condiciones.

Tiene la desventaja de que la distribución se complica ya que debe contar con el doble de arboles de levas que un motor en linea, lo que trae consigo un accionamiento (correas de distribución) mas difícil y con mas mantenimiento.

En el motor en V los cilindros se agrupan en dos bloques o filas de cilindros formando una letra V que convergen en el mismo cigüeñal. En estos motores el aire de admisión es succionado por dentro de la V y los gases de escape expulsados por los laterales izquierda y derecha (L y R).

Se usa en motores a partir de 2 cilindros como es el caso de muchas motocicletas, véase por ejemplo el típico motor Ducati, también existen V4 para motocicletas. En automóviles los V6 suelen ser los más comunes aunque ha habido V4 e incluso V5, ya que acorta la longitud del motor a la mitad. La apertura de la V varía desde 54º o 60º hasta 90º o 110º en función sobre todo del número de cilindros para tratar de homogenizar el par lo máximo posible y anular las fuerzas alternas de segundo orden.

Aunque las más habituales son 90º y 60º el motor VR6 de Volkswagen es un V6 de apenas 15º de apertura, lo cual permite reducir ligeramente la longitud del motor (en disposición transversal)

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Existen varias configuraciones de motores en V, las más comunes son: 

Motor en V (V6) 

V6 es una configuración de motor de combustión interna en la que 6 cilindros están dispuestos en dos bancadas de 3 cilindros unidas por la parte de abajo, formando una “V”. Estos motores pueden ser tanto de ciclo Otto, como de ciclo Diésel.

En el pasado, los motores de 6 cilindros en línea eran predominantes, ya que no había necesidad de producir motores compactos, una vez que los automóviles eran producidos con tracción trasera. Los factores que más contribuyen para tornar los motores V6 más adecuados que los motores de 6 cilindros en línea son: la generalización del uso de la tracción delantera, y la tendencia actual de estética, en la que predomina el frente en forma de cuña, lo que demanda motores compactos montados generalmente en posición transversal.

Por lo general podríamos destacar que en este tipo de motores, los motores V6 poseen en relación a los de 4 cilindros un mayor refinamiento, suavidad de funcionamiento y una respuesta más uniforme en cuanto a entrega de potencia.
También es sabido que la longevidad mecánica de estos suele ser superior a otros de menor número de cilindros aunque estos últimos suelen poseer menor potencia y consumo.

Motor en V (V8) 

El V8 es una configuración muy común para camionetas, automóviles de gran tamaño y en los llamados “muscle cars”. Su cilindrada en raras ocasiones es inferior a los 3.0L y ha llegado a acercarse a los 9.0L. El ángulo entre bancos más común es el de 90º. Esta configuración obtiene un motor ancho y bajo en dimensiones. Como muchos motores V6 y V10 han sido obtenidos de los diseños del V8, normalmente usan el ángulo de 90º también, pero con algunos cambios, como por ejemplo bielas más complejas, para igualar el ciclo de encendido.

Hay dos tipos de V8 que se diferencian por el tipo de cigüeñal. El V8 cross-plane es la típica configuración del V8 utilizada en automóviles. La primera y la última de las cuatro bielas están a 180° con respecto a los demás como son la segunda y tercera, cada par se encuentra en un ángulo de 90º de la otra, de modo que vista desde el extremo del cigüeñal es una cruz. El cross-plane puede lograr un balance muy bueno, pero requiere grandes contrapesos en el cigüeñal.

Se puede mencionar en esta apartado el del diseño flat-plane el cual está basado en el cigüeñal de los motores de 4 cilindros con ángulos de 180º, que son de hecho la configuración más común de motores en la industria. El ángulo entre bancos en un flat-plane puede ser de 90º o 180º, este motor genera vibraciones a lo largo de la carrera de los pistones, debido a una velocidad superior en la parte superior del recorrido de los pistones en comparación con la velocidad en la parte inferior del recorrido.

Para contrarrestar este tipo de vibraciones, se utilizan barras contrarrotativas que giran al doble de la velocidad del cigüeñal. Al contrario del motor cross-plane, el flat-plane no requiere pesados contrapesos.

Motor en V (V10) 

Posee dos filas de 5 cilindros este novedoso motor V10, tienen este tipo de mototres normalmente una abertura de 60º o 90º entre las dos filas. Cada fila es un bloque de 5 cilindros en línea, con una configuración que se caracteriza por su funcionamiento sin vibraciones, por lo que no necesita árboles contrarrotantes de equilibrado.

Por lo tanto, el motor V10 se caracteriza por su mayor fineza de funcionamiento debido a que las explosiones de los cilindros se hacen en intervalos de tiempo menores, produciéndose una por cada 72º de giro del cigüeñal en el caso de un motor de cuatro tiempos, lo que también posibilita el funcionamiento del motor a pocas revoluciones (menos de 1500 rpm) sin vibraciones ni tendencia a calarse.

Motor en V (V12)

En mecánica automotriz se puede determinar con certeza que un motor  en v tipo V12 es aquel que posee dos bancadas de 6 cilindros con cárter y cigüeñal común a ambas, generalmente con una abertura de 60º o 120º entre ellas.

Cada bancada es un bloque de 6 cilindros en línea, configuración que se caracteriza por su finura de funcionamiento, prácticamente ausente de vibraciones, por lo que no necesita ejes de equilibrado.

Por lo tanto, un motor V12, con las bancadas de cilindros a 60º, 120º o incluso 180º, se caracteriza por su todavía mayor fineza de funcionamiento debido a que las explosiones de los cilindros se suceden en intervalos de tiempo mucho menores, produciéndose una cada 60º de giro del cigüeñal en un motor de cuatro tiempos, lo que también posibilita el funcionamiento del motor a muy pocas revoluciones (menos de 1500 rpm) sin ningún tipo de vibraciones ni tendencia a calarse. Es por esto por lo que son motores muy usados en vehículos de lujo

Historia del Motor en V 

En 1896, Karl Benz patentó su propio diseño de un motor de combustión interna, en este primer prototipo los cilindros iban dispuestos horizontalmente opuestos. Usualmente, cada par de cilindros se corresponden en cada bancaje compartiendo una sola unión con el pin en el eje cigüeñal, cada una siendo sostenida por rodamientos "maestro/esclavo" o por dos rodamientos conectantes ordinarios a cada lado.

Algunas autoridades aún retienen dicha característica para la diferenciación de un verdadero motor en V, y por ejemplo suelen dividir en motores planos en motores boxer cuando en ellos no se comparten uniones, y de cuando si lo hacen aquellos con ángulos de hasta 180° de disposición. En otro orden de ideas, algunos diseños de motores de dos cilindros en V disponen de dos pines de unión al cigüeñal.

En algunos casos, como en Alemania, a estos motores se les sigue identificando como motores bóxer. Donde los motores son lo más importante para un auto y esta pueda servir de buena manera y todos se puedan beneficiar.

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Diseño del Motor en V 

Varios bloques de cilindros con diferentes ángulos han sido dispuestos en los diseños y la construcción del motor en V para diferentes usos; dependiendo del número de cilindros, éstos deben ser dispuestos en un ángulo que le permita un funcionamiento óptimo y que le de un mayor grado de estabilidad ante su vibración.

Hay un punto muy álgido y son el estrecho ángulo de las combinaciones en los motores con disposición en V combinan muchas de las ventajas del diseño en "V" y del diseño en línea (primariamente en la forma compacta de sus diseños), así como muchas de sus deventajas; como en el caso del modelo conceptual de Lancia, y recientemente rediseñado por la Volkswagen.

Algunas configuraciones son de diseño balanceados y de marcha suave, mientras que otros son menos suaves en su marcha que los diseños equivalentes de motores en línea. Con un ángulo de bancaje óptimo, los V16 tienen una secuencia de encendido y balance excepcionales. El V10 y el similar V8 o crossplane pueden ser balanceados con contrapesos en el cigüeñal.

Los motores V12, que en realidad son dos motores de 6 cilindros unidos, siempre tienen una secuencia de ignición y un balance extraordinarios sin importar el ángulo. Otros motores, como el V2, V4, V8 flatplane, y el V10, tienen un incremento en su vibración, requiriendo generalmente de un ajustador de balance para reducir éste defecto.

Ciertos tipos de motores  sobre todo el "motor en V" han sido construidos como motores invertidos, más comúnmente para las aeronaves. Las ventajas que resultan son una mejor visibilidad en una aeronave de un solo asiento y de un solo motor, y un más bajo centro de peso. Como ejemplos se incluyen varios ingenios de la  2da Guerra como el diseño alemán del motor Daimler-Benz DB 601 y el Jumo.

Usos del Motor en V

En automóviles los V6 suelen ser los más comunes aunque ha habido V4 e incluso V5, ya que acorta la longitud del motor a la mitad. La apertura de la V varía desde 54º o 60º hasta 90º o 110º en función sobre todo del número de cilindros para tratar de homogenizar el par lo máximo posible y anular las fuerzas alternas de segundo orden. 

Aunque las más habituales son 90º y 60º el motor VR6 de Volkswagen es un V6 de apenas 15º de apertura, lo cual permite reducir ligeramente la longitud del motor (en disposición transversal). Existen también aunque es muy poco frecuente, motores V5. Por ejemplo, el motor 2.3 del Seat Toledo de segunda generación monta un motor V5.

Es una práctica común para los motores sobre todo el motor en V que éstos sean descritos con la nota "V#", en donde "#" indica el número de cilindros que éste dispone:

• V2, comúnmente conocido en los países angloparlantes como el "V-twin",
• V3
• V4
• V5
• V6
• V8
• V10
• V12
• V14
• V16
• V18
• V20
• V24

Ventajas del Motor en V 

• Son motores dotados de una excelente suavidad, gracias a que las masas se equilibran al actuar las fuerzas en dos direcciones.
• Al ser más compactos, aprovechan mejor el espacio en el vano motor. 
• Par motor elevado a bajas vueltas.
• Permite crear motores de mayor cilindrada gracias al ángulo que forman los cilindros, los cuales pueden colocarse más juntos.

Inconvenientes del Motor en V 

• Peso mayor que un bloque de igual número de cilindros en línea
• Su desarrollo es más costoso, debido a que se produce en 2 planos del espacio, sin embargo, a partir de un bloque pueden generarse otros (por ejemplo, un V6 o un V10 a partir de un V8)
• Son más costosos de reparar y mantener

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¿Dónde reside la mayor diferencia entre los Motores en V?  

En el ángulo de apertura entre los cilindros. En función del número de cilindros, existen diferentes grados de apertura, que varía desde los 54º o 60º hasta los 90º o 110º, con el objetivo de homogeneizar lo máximo posible las fuerzas alternas de segundo orden. Sin embargo, lo más común es encontrar motores con un ángulo de 90º, el empleado para los motores V8, sobre todo si se aprovecha dicha arquitectura como base para crear motores V6 y V10.

Orientación del Motor 

La orientación puede ser longitudinal o transversal, esto es que el eje del motor (cigüeñal) está colocado a lo largo o a lo ancho del sentido de circulación del vehículo respectivamente.

A principios del siglo XX, la orientación habitual era longitudinal ya que la tracción se enviaba del motor delantero al eje trasero mediante un eje cardán dispuesto de forma longitudinal. Esta disposición se mantuvo hasta cuando empezó a generalizarse la tracción delantera. Sin embargo, los automóviles de lujo y  todo terreno suelen seguir utilizando motor longitudinal.

El motor transversal permitió entre otros al Mini ahorrar bastante espacio en favor de los ocupantes y esta disposición es la más habitual hoy en día en los vehículos "todo adelante" (tracción y motor delanteros); esto permite que el habitáculo se encuentre en una posición más baja y cómoda al acceso, y también permite que el piso no se vea afectado por el espacio que ocupa el cardan de transmisión.

La orientación transversal también se usa en automóviles con motor y tracción trasera aunque menos habitualmente, ya que la ganancia de espacio no es tan importante en un automóvil de esas características (que suele ser deportivo).

En los automóviles con tracción a las cuatro ruedas se usa un motor longitudinal y la tracción del eje delantero parte del eje de distribución o cardan, o se deriva un eje transmisor desde el eje delantero al trasero cuando se usa un motor transversal.

Posición del motor 

Delantera 

La posición del motor más habitual es al frente, lo que se conoce como motor delantero. Esta posición aprovecha mejor el espacio para pasajeros, ya que el giro de las ruedas restaría espacio si el maletero estuviese delante. Además permite una mejor refrigeración del motor, porque puede recibir el viento cuando avanza.

Trasera 

Los motores traseros se utilizan en automóviles deportivos como los Porsche 911 (también en los populares Volkswagen Escarabajo o en los Fiat 500, Cinquecento), ya que la tracción mejora al cargar más peso sobre las ruedas motrices. Habitualmente hay que incorporar aberturas laterales para la refrigeración del motor.

Central 

Si el motor está entre los ejes delantero y trasero, su posición es central. Más precisamente, un motor central delantero se ubica por detrás del eje delantero y adelante del habitáculo, y un motor central trasero está detrás del habitáculo y por delante del eje trasero.

La disposición central del motor permite un reparto más equilibrado de masa entre los dos ejes, lo que requiere menor inercia para empezar y dejar de girar. Por eso se utiliza especialmente en automóviles de carreras.

La disposición central no es absolutamente central; lo que se intenta es que el motor esté entre los ejes, alargando el morro en los central-delanteros, o colocando el motor delante del eje trasero en los central-traseros colocando un maletero más largo.

Como has leído anteriormente, antes de la 2ª Guerra Mundial existían motores con 8 cilindros en línea, pero no eran los más grandes e incluso habían coches que equipaban motores con 10 o 12 cilindros en línea. Es fácil de imaginar que el problema principal de dichos motores es que quedaban demasiado largos, por lo que paulatinamente fueron suplantados por estas arquitecturas de motor v, mucho más compactas. 

En cuanto a los tipos de motores en este caso motor en v, ocurre igual que con los cilindros en línea; existe una gran variedad de motores según sus cilindros. Tenemos motores bicilíndricos y V4, muy comunes en el mundo de las motos, así como V5 (motor 2.3 del SEAT Toledo MKII) V6, V8, V10 y V12.