Motor duplo duplo - Straight-twin engine

Motor de motocicleta Sanglas Rovena 1964 (construído por Hispano Villiers)
Motor de motocicleta Suzuki GS500 1997

Um motor de dois cilindros em linha , também conhecido como um inline-duplo , vertical-duplo , ou paralelas-duplo é um de dois cilindros do motor de êmbolo , onde dois cilindros são dispostos numa linha ao longo de uma cambota comum.

Os motores duplos simples são usados ​​principalmente em motocicletas; outros usos incluem automóveis, embarcações marítimas, veículos para neve, jetskis, veículos todo-o-terreno, tratores e aeronaves ultraleves.

Várias configurações diferentes de virabrequins têm sido usadas para motores duplos, sendo as mais comuns 360 graus, 180 graus e 270 graus.

Terminologia

O layout duplo reto também é conhecido como "gêmeo paralelo", "gêmeo vertical" e "gêmeo embutido". Alguns desses termos originalmente tinham significados específicos relacionados ao ângulo do virabrequim ou à orientação do motor, no entanto, eles também são freqüentemente usados ​​alternadamente.

No Reino Unido, o termo "gêmeo paralelo" é tradicionalmente usado para motores com um ângulo de virabrequim de 360 ​​graus, uma vez que os dois pistões estão na mesma direção (ou seja, paralelos um ao outro). "Vertical-twin" foi usado para descrever motores com um ângulo de virabrequim de 180 graus, o que faz com que os pistões se movam em direções opostas. Os termos "straight-twin" e "inline-twin" foram usados ​​mais genericamente para qualquer ângulo do virabrequim.

Para motocicletas, "inline-twin" às vezes se refere a uma orientação longitudinal do motor (ou seja, com o virabrequim alinhado com o chassi) ou um motor U ( tandem twin ), onde os cilindros são dispostos longitudinalmente no chassi (embora os dois na verdade, os virabrequins são orientados transversalmente).

Projeto

Em comparação com os motores V-twin e os motores flat-twin , os straight-twins são mais compactos, têm um design mais simples e são mais baratos de produzir. Os motores duplos retos podem ser propensos a vibrações, seja por causa do intervalo de disparo irregular presente nos motores com manivela de 180 ° ou devido à grande massa recíproca sem oposição nos motores com manivela de 360 ​​°. Os gêmeos em linha também sofrem mais com as reações de torque de torção e vibração.

Ângulo do virabrequim

Animação com diferentes ângulos de virabrequim

As configurações de virabrequim mais comuns para motores duplos simples são 360 graus, 180 graus e 270 graus.

360 graus

Em um motor com virabrequim de 360 ​​graus, os dois pistões se movem para cima e para baixo ao mesmo tempo. No entanto, o intervalo de disparo é compensado entre os cilindros, com um cilindro disparando durante a primeira rotação do virabrequim e, em seguida, o outro cilindro na rotação seguinte. Os motores de 360 ​​graus podem usar um único sistema de ignição para ambos os cilindros, usando um sistema de ignição desperdiçada .

O equilíbrio primário imperfeito é o de um motor monocilíndrico de massa alternada equivalente. Os primeiros motores tentaram reduzir a vibração por meio de contrapesos no virabrequim, no entanto, os métodos posteriores também incluíram eixos de equilíbrio e uma biela separada com pesos. Comparado com um motor monocilíndrico, o intervalo de disparo mais frequente (360 graus em comparação com 720 graus) resulta em características de funcionamento mais suaves, apesar do desequilíbrio dinâmico semelhante.

A partir da década de 1930, a maioria dos motores britânicos de quatro tempos de duas motocicletas em linha usava um virabrequim de 360 ​​graus, já que evitava a pulsação de admissão desigual de outras configurações, evitando assim a necessidade de carburadores duplos. Na década de 1960, embora as motocicletas japonesas mudassem principalmente para virabrequins de 180 graus para motores de 250 a 500 cc, vários motores menores e maiores continuaram a usar um virabrequim de 360 ​​graus. Vibração era um problema menor para os motores mais pequenos, como o 1965 Honda CB92 e 1979 Honda CM185 . Motores maiores, como o Yamaha XS 650 1969 e o Yamaha TX750 1972 , costumavam usar eixos de equilíbrio para reduzir a vibração. Os motores Honda CB250N / CB400N posteriores de 1978-1984 também usavam um virabrequim de 360 ​​graus. As motocicletas duplas paralelas da série F BMW 2008 também usam virabrequins de 360 ​​graus, com uma terceira biela "vestigial" (atuando como um contrapeso) e um limite de rotação de 9.000 rpm para reduzir as vibrações.

180 graus

Em um motor com virabrequim de 180 graus, um pistão sobe enquanto o outro desce. Em um motor de quatro tempos, o intervalo de disparo é desigual, com o segundo cilindro disparando 180 graus após o primeiro, seguido por um intervalo de 540 graus até o primeiro cilindro disparar novamente. O intervalo de disparo desigual causa vibrações e resulta em um fornecimento de energia 'irregular'. Um motor de 180 ° também requer um sistema de ignição separado para cada cilindro.

O equilíbrio primário perfeito é possível com um motor duplo de 180 graus reto, no entanto, o design cria um par de balanço que requer o uso de um eixo de equilíbrio para reduzir a vibração. Um motor duplo duplo de 180 graus tem um desequilíbrio secundário (semelhante a um motor de quatro em linha), no entanto, a massa recíproca inferior significa que isso geralmente não requer tratamento.

Um motor de virabrequim de 180 ° sofre menos perdas de bombeamento do que um gêmeo de 360 ​​°, porque o deslocamento do cárter permanece relativamente inalterado à medida que os pistões se movem.

Na década de 1960, os fabricantes japoneses de motocicletas favoreciam o uso de virabrequins de 180 graus, uma vez que o aumento da suavidade permitia maiores rpm e, portanto, maiores saídas de potência. Por exemplo, o motor de virabrequim de 180 graus Honda CB450 1966 tem uma saída de potência semelhante aos motores de virabrequim britânicos contemporâneos de 360 ​​graus, apesar de ter um deslocamento menor de 450 cc em comparação com 650 cc. Tanto o Yamaha TX500 1973 quanto o Suzuki GS400 1977 tinham um virabrequim de 180 graus e um eixo de equilíbrio. Desde 1993, a maioria dos motores Honda de duas motocicletas usa virabrequins de 180 graus.

Os motores de dois tempos normalmente usam um virabrequim de 180 graus, uma vez que isso resulta em dois tempos de força igualmente espaçados por revolução. A frequência fundamental da vibração é o dobro da de um motor monocilíndrico equivalente, no entanto, a amplitude é reduzida à metade. Os motores de dois tempos que não usam um virabrequim de 180 graus incluem o Yankee 1972 e a edição militar do Jawa 350 1964 , ambos os quais usam virabrequins de 360 ​​graus.

270 graus

Em um motor com virabrequim de 270 graus, um pistão segue três quartos de rotação atrás do outro. Isso resulta em um intervalo de disparo desigual, onde o segundo cilindro dispara 270 graus após o primeiro, seguido por um intervalo de 450 graus até que o primeiro cilindro atire novamente. Este é o mesmo padrão de um motor V-twin de 90 graus , e ambas as configurações têm um som de escape 'pulsante' semelhante como resultado. Os pistões em um motor bimotor reto de 270 graus nunca ficam parados ao mesmo tempo (de acordo com um motor bimotor em V de 90 graus), reduzindo assim a troca de impulso líquido entre a manivela e os pistões durante uma rotação completa.

Um equilíbrio primário imperfeito é criado em um motor bimotor reto de 270 graus, devido a uma combinação de força livre e par oscilante; um eixo de equilíbrio é freqüentemente usado para compensar isso. O equilíbrio secundário de um motor de 270 graus é perfeito, no entanto, a configuração resulta em um par de balanço desequilibrado.

Os primeiros motores de produção de duas motocicletas de 270 graus foram montados na Yamaha TRX850 e na Yamaha TDM de 1996 . Exemplos posteriores incluem o 2009 Triumph Thunderbird , 2010 Norton Commando 961 , 2012 Honda série NC700 , 2014 Yamaha MT-07 , 2016 Triumph Thruxton 1200 e 2018 Royal Enfield Interceptor 650 .

Rolamentos principais

Cada cilindro em um motor duplo linear tem um pino de manivela separado , ao contrário dos motores V-gêmeos, que podem usar um pino de manivela comum para ambas as bielas . A maioria dos motores antigos de motocicletas de gêmeos simples britânicos (como Triumph, BSA, Norton e Royal Enfield) tinha dois rolamentos principais . A partir do final da década de 1950, a maioria dos motores Honda de dois gêmeos tinha quatro rolamentos principais. Os motores duplos lineares subsequentes tinham quatro ou, ocasionalmente, três rolamentos principais.

Uso em motocicletas

História

Motocicleta Yamaha RD350 dois tempos 1973–1975

A primeira motocicleta de produção do mundo, a 1894 Hildebrand & Wolfmüller usava um motor duplo em linha reta. Os cilindros ficam planos e voltados para a frente, com os pistões conectados diretamente à roda traseira por meio de uma biela tipo locomotiva. Em 1903, a Werner Motocyclette tornou-se o segundo modelo de motocicleta de produção, usando um motor duplo direto com cilindros verticais. O motor Werner utiliza cilindros de ferro fundido com cabeçotes integrados, válvulas laterais e tem um deslocamento de 500 cc.

A Triumph Speed ​​Twin de 1938 foi uma motocicleta de dois gêmeos bem-sucedida, que também fez com que os motores de dois gêmeos se tornassem mais amplamente usados ​​por outras marcas. O motor foi projetado por Edward Turner e Val Page , e foi inicialmente usado no caminhão lateral Triumph 6/1 de 1933 (que ganhou a medalha de prata no International Six Days Trial e o Troféu Maudes em 1933 ). Durante o desenvolvimento do motor, descobriu-se que um ângulo de manivela de 360 ​​graus era mais adequado para o uso de um único carburador do que um ângulo de manivela de 180 graus.

Seguindo a tendência criada pelo Triumph Speed ​​Twin, o design mais comum usado pelos fabricantes de motocicletas britânicos até meados da década de 1970 foi um motor duplo duplo de quatro tempos com virabrequim de 360 ​​graus. Os fabricantes que produziram essas motocicletas incluíram BSA , Norton , Triumph , Ariel , Matchless e AJS . Os motores duplos duplos também foram produzidos por fabricantes italianos e alemães, juntamente com o fabricante americano indiano .

Em 1949, a AJS E-90 Porcupine venceu o 500  Grand Prix World Championship de 1949 , tornando-se a primeira e única moto gêmea a vencer o campeonato. Este motor é um dos poucos cilindros gêmeos de quatro tempos orientados horizontalmente em vez de verticalmente.

Desde a década de 2000, a BMW e vários fabricantes japoneses continuaram a produzir motores duplos simples, principalmente para modelos de peso médio. Várias scooters grandes também usaram motores duplos simples, como a Yamaha TMAX de 2001 e a Honda Silver Wing de 2001 . Motores duplos simples também são usados ​​em corridas de carros laterais de motocross.

Modelos com motor transversal

Muitas grandes motocicletas britânicas de 1945 a 1960 usavam um motor transversal duplo direto (ou seja, orientado com o virabrequim perpendicular ao quadro), como a Triumph Bonneville e o Norton Commando . Esse layout é adequado para resfriamento a ar, uma vez que ambos os cilindros recebem fluxo de ar igual e a exaustão pode sair no local bem resfriado na frente de cada cilindro. O comprimento mínimo possível da distância entre eixos é determinado pela largura do motor.

O design de motor duplo direto com motor transversal foi amplamente substituído por motores V-gêmeos , no entanto, o design de motor duplo tem a vantagem de facilitar o empacotamento de acessórios (como o filtro de ar, carburador e componentes de ignição), o que também melhora o acesso para auxiliares para manutenção / reparos. Um motor duplo linear com virabrequim de 270 graus pode ter um som e sensação semelhantes a um motor duplo em V com uma ordem de disparo irregular.

Modelos com motor longitudinal

1951 Sunbeam S8

Motocicletas duplas com motor longitudinal são menos comuns; no entanto, os exemplos incluem o Dresch Monobloc 1930-1938 e o Sunbeam S7 e S8 1949-1956 .

Esta orientação do motor permite uma motocicleta tão estreita quanto um motor monocilíndrico, o que reduz o arrasto aerodinâmico, especialmente para fins de motociclismo. No entanto, a principal desvantagem dos motores refrigerados a ar é que o cilindro traseiro esquenta mais do que o cilindro dianteiro.

Uso em automóveis

Motor duplo linear longitudinal na parte traseira de um Fiat 500

Embora os motores de dois cilindros sejam bastante incomuns em carros, o layout de dois cilindros lineares foi usado em vários motores de automóveis ao longo do tempo.

O primeiro motor duplo simples conhecido foi uma variante do motor Phoenix da Daimler Motors, lançado em 1895; esses motores foram usados ​​em carros Panhard naquele ano. Outro dos primeiros carros de dois motores foi o Decauville Voiturelle 1898 , que usava um par de cilindros retirados de um modelo De Dion montado na proa e na popa e posicionado abaixo do assento.

Motores duplos diretos têm sido usados ​​em vários carros pequenos, como o Fiat 500 de 1957 , o Subaru 360 de 1958, o NSU Prinz de 1962, o Mitsubishi Minica de 1962 , o Honda N360 de 1967 , o Honda Z600 de 1970 , o Fiat de 1972 , o VAZ Oka de 1988, o Dacia Lăstun de 1988 e 1980 Daihatsu Cuore .

Os motores a gasolina simples atualmente usados ​​em carros de produção incluem o Tata Nano e o motor Fiat TwinAir (usado em vários modelos da Fiat, Lancia e Alfa Romeo). Os motores diesel de dois gêmeos atualmente em produção incluem o motor Piaggio Porter .

Uso em embarcações marítimas

Motor marítimo Easthope, por volta de 1960

Os motores duplos simples têm sido usados ​​frequentemente como motores internos , motores externos e motores de bombas a jato .

No início do século 20, barcos de pesca britânicos manipulados por gaffs, como o Morecambe Bay Prawners Lancashire Nobbys , às vezes adaptavam um motor interno, como o Lister ou o motor Kelvin E2 de 3,0 litros a gasolina-parafina.

A partir da década de 1950, os fabricantes de motores de popa decidiram usar o projeto básico do motor em linha, os cilindros empilhados uns sobre os outros com o virabrequim acionando o eixo da hélice . O motor de saída Suzuki 15 foi introduzido em 1989.

Outros usos

Motor de aeronave Rotax 503

Outros usos incluem tratores (como vários modelos John Deere até 1960), motos de neve , embarcações pessoais e veículos todo-o-terreno . Varations concepção incluem a dois tempos, de quatro tempos, gasolina, diesel, arrefecimento com ar , arrefecimento com água , aspiração naturais e turbocompressor .

Aeronaves ultraleves , giroscópteros de assento único e pequenas aeronaves construídas em casa também usaram motores duplos simples, muitas vezes usando motores originalmente projetados para motos de neve, como o Hirth 2704 e o Cuyuna 430-D. Motores especialmente desenvolvidos para aeronaves ultraleves incluem o Rotax 503 e o Rotax 582 . Motores duplos simples às vezes também são usados ​​em aeronaves controladas por rádio em grande escala .

Veja também

Referências