Cigüeñal plano vs. cruzado: el alma de los V8 italianos y americanos

El cigüeñal es un elemento clave de la mecánica de un motor. Se trata de una eje acodado que, apoyado sobre el bloque, consta de brazos y muñones que permiten pautar el movimiento de las bielas y que éstas acompañen el desplazamiento de los pistones por el interior de los cilindros. Con ello se consigue la función principal del cigüeñal, transformar el movimiento vertical de los pistones en un movimiento circular uniforme que, a través de la transmisión y los ejes del vehículo, llega a las ruedas.

La configuración del motor –de tres, cuatro, cinco o seis en línea, V5, V6, V8, V10 o V12, W12 o motores bóxer de cuatro o seis cilindros– depende del vehículo y de las prestaciones que se quieren lograr, por lo que en cada uno de ellos, aunque la base funcional sea la misma, el trabajo general del motor sigue unas pautas de funcionamiento propias, y el cigüeñal debe acompañarlas.

Los motores V8 son quizás los más carismáticos. No hay duda de que los V12 siempre se han reservado el trono de las más altas prestaciones y el lujo, pero los V8 han otorgado rendimiento y sensaciones a multitud de modelos de distintos segmentos y países de origen. Todo ello lo ha llevado a ser la mecánica insigne en el continente americano, presente tanto en los afamados 'muscle car' como en las pintorescas camionetas pick-up. Pero en el Viejo Continente, y más concretamente en Italia, también son famosos los motores V8, aunque con un carácter muy diferenciado por su respuesta y su sonido.

La clave de divergencia está en sus cigüeñales, donde los motores V8 de origen americano han montado tradicionalmente cigüeñales de tipo cruzado, mientras que los fabricantes europeos como Ferrari o Lotus optaron por un diseño de cigüeñal de tipo plano. Al observar el diseño de un cigüeñal cruzado, es fácil apreciar que los codos que dan soporte a los muñones donde apoyan las bielas están dispuestos a 90º unos de otros formando una cruz, si se mira el eje de manera longitudinal. 

Por su parte, el cigüeñal plano cuenta con sus codos dispuestos a 180º unos de otros, por lo que los muñones quedan contrapuestos en un único plano. En el fondo, este tipo de motor funciona como dos mecánicas de cuatro cilindros en línea fusionadas.

Cigüeñal cruzado –imagen superior– y cigüeñal plano –imagen inferior–

Con la configuración plana, se consigue un cigüeñal más rígido ante los esfuerzos de torsión y flexión, lo que le permite alcanzar un régimen de vueltas más elevado que se traduce en una mayor potencia desarrollada. A su vez, la menor masa rotatoria del conjunto permite revolucionar el motor con menos esfuerzo y alcanzar las revoluciones máximas de manera más inmediata.

Los cigüeñales planos, además, tienen otra ventaja, y es que permiten al motor respirar mejor. Esto es debido a los pulsos de onda de los gases de escape, los cuales no se superponen los unos a los otros gracias al característico orden de encendido de los cilindros de en este tipo de configuración. A mayores revoluciones, mejor 'respira' el motor y mayor es su rendimiento volumétrico.

Pulsos de onda de los gases de escape. Como se puede apreciar, ninguno se superpone a otro

Pero, ¿y el sonido? ¿Qué otorga a los italianos ese sonido rasgado y a los americanos su característico y rudo gorgoteo?

En cualquier motor hay diversos factores que confieren notas a su sonido. El tamaño de los cilindros, la forma de la camara de combustión y, sobre todo, el sistema de escape. Sin embargo, la disposición de encendido de los cilindros, condicionada por la forma del cigüeñal, es lo que más caracteriza el sonido a estos coches. Con el cigueñal plano el tiempo entre detonaciones es mayor, debido a que solo ocurren cada vuelta de 180º del cigüeñal, lo que lo obliga a funcionar más rápido. En uno cruzado, hay un encendido cada 90º, por lo que suena mucho más 'explosivo', aderezado, eso sí, por la forma del sistema de escape.

VENTAJAS E INCONVENIENTES

A simple vista puede parecer que los cigüeñales planos son mejores y más efectivos, aunque también tienen sus inconvenientes: el cigüeñal plano permite un mayor régimen de giro, que se traduce en más potencia y prestaciones, el motor respira mejor y saca mayor provecho a sus cilindros, como ya hemos comentado. Es más fácil de fabricar en un molde de fundición debido a su configuración de plano único y, además, la sinfonía que genera es singular. Sin embargo, son extremadamente ruidosos a bajo régimen y bastante bruscos a medio, además de contar con acusadas vibraciones en todo el conjunto.

El cigüeñal cruzado tiene la ventaja de ser más regular y progresivo a regímenes medios y prima el par motor. Es más versátil pero, por contra, no funciona correctamente a altas revoluciones ya que tiende a flexionarse debido a su constitución menos rígida que el de tipo plano.

ALGUNOS EJEMPLOS

El primer motor con cigüeñal cruzado data de 1915 y fue desarrollado por Cadillac y la Peerless Motor Company aunque no se comenzó a comercializar hasta 1923. Los conocidos como 'muscle car' americanos son los que le han dado reconocimiento a estos motores. Camaro, Mustang o Corvette han llevado el gorgoteo de sus V8 hasta los corazones de muchos entusiastas del automóvil.

Aunque por entonces, ya se habían realizado pruebas por parte de Lancia y de la propia Ferrari. El primer Ferrari que montó un cigüeñal plano fue el 248 SP de competición presentado en 1962. Sin embargo, no fue hasta 1973 con el Ferrari 308 cuando comenzó a equipar a sus modelos de calle con este elemento y, así, hasta nuestros días.

Coches ilustres como el F40, la serie GTO o los últimos 488 GTB y F8 se incluyen en esta lista. En los años 90 destacó el Lotus Esprit y, más recientemente, otros exclusivos modelos como el McLaren P1 o el Porsche 918 Spyder han contado con cigüeñal plano. Mención especial merece el Shelby Mustang GT350 de 2015, que introdujo por primera vez en su gama este tipo de cigüeñal en lugar del tradicional cruzado.

Motor V8 de cigüeñal plano del Ferrari 488 Pista