El motor de cuatro cilindros en línea (también conocido como motor straight-four o inline-four) es un motor de pistones de cuatro cilindros donde los cilindros están dispuestos en una línea a lo largo de un cigüeñal común. Esta configuración es la más prevalente en la industria automotriz moderna, siendo utilizada en aproximadamente el 60% de los vehículos nuevos para el año modelo 2025.
Diseño y Ventajas
En un motor de cuatro tiempos y cuatro cilindros en línea, siempre hay un cilindro en su carrera de potencia, a diferencia de los motores con menos cilindros. Comparado con las configuraciones V4 o de cuatro cilindros opuestos (flat-four), el motor en línea solo requiere una culata, lo que reduce significativamente la complejidad mecánica y los costos de producción.
Desplazamiento del Motor
Los motores de gasolina modernos suelen tener un desplazamiento entre 1,3 y 2,5 litros, aunque históricamente han existido ejemplos mayores, como el Bentley 4½ Litre de 1927. En el caso de los motores diesel, los desplazamientos suelen ser mayores, alcanzando los 3,2 litros en algunos modelos de Mitsubishi o incluso los 5 litros en camiones europeos y asiáticos de mediano tonelaje.
En el extremo opuesto se encuentran los kei cars de Japón, donde las regulaciones han limitado el desplazamiento a un máximo de 660 cc.
Equilibrio Primario y Secundario
Los motores de cuatro cilindros en línea con la configuración de cigüeñal preferida poseen un equilibrio primario perfecto, ya que los pistones se mueven en pares; mientras un par sube, el otro baja simultáneamente.
Sin embargo, presentan un desequilibrio secundario. Esto ocurre porque la aceleración y deceleración de los pistones en la mitad superior de la rotación del cigüeñal es mayor que en la mitad inferior, debido a que las bielas no tienen una longitud infinita. Esto genera una vibración vertical a una velocidad que es el doble de la velocidad del cigüeñal.
Pulsaciones en la Entrega de Potencia
A diferencia de los motores de cinco o más cilindros, los motores de cuatro cilindros tienen brechas en la entrega de potencia, ya que cada cilindro completa su carrera de potencia antes de que el siguiente comience. Esta entrega pulsante resulta en más vibraciones que en motores con mayor número de cilindros.
Uso de Ejes de Equilibrado
Para mitigar las vibraciones, especialmente en motores de mayor desplazamiento, se utilizan ejes de equilibrado. Este sistema consiste en dos ejes con pesos excéntricos que rotan en direcciones opuestas al doble de la velocidad del cigüeñal.
Uso en Vehículos de Producción
La adopción masiva de estos motores se debe a su eficiencia de espacio y costo. En la actualidad, se combinan frecuentemente con turbocompresores para cumplir con las normativas de emisiones y economía de combustible sin sacrificar el rendimiento.
