Todo lo que estoy mencionando aquí se basa en mi conocimiento de ser ingeniero mecánico y mi fenomenal amor por las máquinas.
Así que aquí va
(Primero veremos las desventajas de un solo cilindro)
Equilibrio
- ¿Cuánto flotador axial para bomba centrífuga?
- ¿Qué es exactamente el análisis de elementos finitos? ¿Cómo se explicaría el concepto básico a un amigo de pregrado?
- ¿Cuáles son las mezclas de combustible requeridas para varias cargas en motores de combustión interna?
- ¿Podría hacer una transmisión secuencial agregando el mecanismo de trinquete y un convertidor de par a una transmisión manual?
- ¿Cuáles son los pasos en el diseño de la bomba centrífuga?
Básicamente, observando los principios de dinámica de la maquinaria, es imposible equilibrar completamente un motor de un solo cilindro. Eso es cierto ya que bicicletas como Duke y todos los Royal Enfields exhiben vibraciones considerables al ralentí. Solo se debe al mejor análisis NVH realizado por los ingenieros de KTM, la bicicleta pierde todas las vibraciones cuando se acelera lo suficiente, y eso es importante en el dominio de la bicicleta de alto rendimiento porque inspira confianza en el ciclista para hacer un uso completo del potencial de la bicicleta. Por lo tanto, los cilindros gemelos o los cilindros múltiples pueden estar completamente equilibrados y, por lo tanto, esto aumenta la sensación de “refinamiento”.
La entrega de energía-
Considere, por ejemplo, un inline 4 en comparación con un solo cilindro. (Compare KTM 690 con Honda CB650) Para motores de un solo cilindro por cada 2 rotaciones de cigüeñal tenemos una gran carrera de potencia. Eso significa que recibimos un impulso intermitente del motor (no importa cuán duro los ingenieros intenten igualar los pulsos de potencia instalando volantes cada vez más pesados, no se puede cambiar la naturaleza básica), lo cual no es deseable. Ahora observando los de varios cilindros en función de su orden de encendido (1–3–4–2 para el cilindro en línea 4) y el número de cilindros que podemos obtener una entrega de potencia suave. El Honda tendrá golpes de potencia más pequeños pero cuatro en cada 2 rotaciones del cigüeñal en comparación con KTM. Por lo tanto, obtenemos una entrega de potencia sin problemas.
Gestión térmica
Comparando un motor monocilíndrico y uno multicilindro y suponiendo que produzcan la misma potencia, es un trabajo difícil mantener un motor monocilíndrico en el rango de temperatura deseado. Los motores de un solo cilindro con mayor desplazamiento tienen agujeros más grandes. La cavidad del refrigerante fluye alrededor de las camisas de los cilindros y a través de la cabeza, lo que intenta mantenerlos fríos, pero no podemos enfriar el pistón, ya que no se permite que el refrigerante ingrese a la cámara de combustión. Lo que queda con el pistón es un aceite lubricante que nunca puede hacer el trabajo de refrigerante. Aún más para competir con los motores multicilindros en términos de potencia de salida, los únicos tienen relaciones de compresión más altas, lo que aumenta la carga térmica. Entonces, en términos simples, los pistones de un solo cilindro tienen que soportar mucho más que los de los cilindros múltiples para obtener la misma potencia. Por lo tanto, los ciclistas de KTM saben muy bien cómo sienten los vapores de calor del motor cuando están atrapados en un tráfico lento durante mucho tiempo. (Debido a que no hay suficiente velocidad del aire para enfriar naturalmente el motor, el radiador y el ventilador por sí solos no pueden hacer todo el trabajo)
Línea roja y velocidad máxima
Los motores de un solo cilindro se vuelven a marcar antes que los múltiples debido a las vibraciones inseguras producidas y tienen piezas giratorias menores. Aunque la velocidad máxima es principalmente una cuestión de relación de transmisión, una menor capacidad de rpm del motor da a las bicicletas de un solo cilindro una velocidad máxima más baja.
Nota de escape
Es bien sabido por todos que los motores de varios cilindros definitivamente tienen una mejor nota de escape que los singles porque puedes jugar con la interferencia de las olas y generar cualquier combinación que desees. ¡Y probablemente es por eso que Benelli puede sobrevivir en la liga Superbike debido al hermoso sonido que hacen!
Longitud de escape
Para motores de un solo cilindro, necesita una mayor longitud de escape para el tipo de escape de reacción. Si bien no es necesario que lo haga para los múltiples para mantenerlo en límites de decibelios. Además, tiene la libertad de producir hermosas notas de escape (Akrapovic es pionera en esta tecnología para producir un sonido hermoso y mantener el peso al mínimo)
Ahora echemos un vistazo a las ventajas proporcionadas por los motores de un solo cilindro.
Compacto y ligero
Los motores de un solo cilindro tienen cigüeñal, árbol de levas, cuerpos del acelerador, bancos de cilindros más pequeños, sin distribuidores e innumerables otras partes. Esto reduce enormemente el peso y este hecho atrae principalmente a fabricantes como KTM, Ducati, etc.
Golpe de rango medio
Los componentes del motor (principalmente aquellos dentro de la cámara de combustión) tienen que enfrentar básicamente dos tipos de cargas que son inerciales y cargas de potencia. Las cargas inerciales aumentan exponencialmente con rpm, pero las cargas de potencia no son tan grandes como las cargas inerciales. Pero es la cantidad de carga de potencia lo que determina la recolección del motor. Más alta es la carga de potencia, menor será la carga de inercia (ya que están desfasadas una de otra) y más efectivamente la presión del combustible quemado puede entregar su potencia al cigüeñal. Ahora, dado que los motores de un solo cilindro tienen componentes rotativos menores que los de varios cilindros, tienen cargas de inercia menores. Por lo tanto, se hace más fácil que las cargas de energía se hagan cargo. Esto no lleva mucho tiempo porque un solo cilindro produce un par máximo en un rango de 6k a 8k rpm. Por lo tanto, recibe un mejor golpe de rango medio en motores de un solo cilindro. Pero los cilindros múltiples producen una potencia y un par máximos en un rango de casi 9k a 11k rpm y, por lo tanto, debe acelerar más.
Así que he mencionado algunas ventajas y desventajas de los motores de un solo cilindro. Los fabricantes usan lo que les atrae o lo que ha sido su legado.
Nota: algunas personas aquí han comparado los motores en función de su potencia de salida. También algunos han mencionado que mayor es el número de cilindros mayor es la potencia de salida para el mismo desplazamiento. No, no funciona así. La potencia de salida del motor es puramente una función de los parámetros de funcionamiento, como la relación de compresión, BMEP (presión efectiva media del freno), la cantidad de combustible quemado, el diseño del motor, etc. Para dar, por ejemplo, un Bugatti Veyron con Koenigsegg 1: 1. Bugatti tiene 8.0 litros quad turboalimentado, motor de 16 cilindros que produce 1000hp. Mientras que este último tiene un motor de 8 cilindros y turbocompresor doble de 5.0 litros que produce aprox. 1340hp. Por lo tanto, depende completamente de la vista que el diseñador del motor construya. Esto se explica con un factor llamado densidad de potencia. Koenigsegg tiene mayor densidad de potencia que Bugatti. Pero debido a eso, Koenigsegg tendrá una vida útil del motor menor en comparación con Bugatti. No importa qué material exótico utilice Koenigsegg, tendrán que enfrentarse a un mayor desgaste que Bugatti, para producir ese poder extra.
Gracias por leer esto. Esta ha sido mi primera respuesta en Quora. ¡Por favor rectifique donde estoy equivocado!