por Matías Nadaf de la redacción de mecanicadelamoto.com
Un cigüeñal crossplane es aquel que elimina lo que Yamaha denomina "par inercial", y Yamaha acuñó el término "crossplane" con la introducción de la YZF-R1 2009 . El par de inercia se produce en un motor cuando el cigüeñal no gira a una velocidad constante en el transcurso de una sola revolución, sino que acelera y desacelera en diferentes puntos de cada carrera del pistón. Este torque, sostiene Yamaha, puede enmascarar la sensación de torque de combustión para el ciclista, y eliminarlo brinda una mejor tracción y retroalimentación. Esto se puede lograr equilibrando las fuerzas primarias y secundarias del motor para que el cigüeñal gire a una velocidad más constante en el transcurso de cada revolución.
En un motor de pistón, el peso del pistón que sube y baja en el orificio del cilindro es lo que causa el desequilibrio primario. Este movimiento se repite con cada rotación del cigüeñal y puede compensarse parcialmente con un contrapeso en la misma manivela. Sin embargo, cualquier peso agregado a la manivela introduce su propio desequilibrio adelante/atrás. También se puede utilizar un eje con contrapeso, girando en dirección opuesta al cigüeñal a la misma velocidad. Otra forma de mejorar el balance primario es agregar otro pistón y cilindro al lado del primero; a medida que un pistón baja, el otro que sube compensará ese movimiento, y el movimiento adelante/atrás también se contrarresta muy bien. Sin embargo, lo que queda es una pareja oscilante debido a la distancia entre los dos cilindros, como un kayak que se mece mientras remas.
Debido a que el movimiento hacia abajo del pistón no coincide con precisión con el movimiento hacia arriba del contrapeso (considere que el pistón no está en el punto medio de la carrera cuando la muñequilla está en la posición de 90 grados), se produce un desequilibrio secundario. Esto se repite dos veces por cada rotación del cigüeñal y, como desequilibrio primario, se puede compensar con otro cilindro y pistón o parcialmente con un contrapeso que gira al doble de la velocidad del motor en la dirección opuesta al cigüeñal.
La mayoría de los motores están diseñados con un equilibrio primario perfecto, ya que genera la menor vibración. La Kawasaki Ninja 650 de dos cilindros, por ejemplo, tiene un cigüeñal de 180 grados con un pistón que baja cuando el otro sube. Esto proporciona un equilibrio primario perfecto y Kawasaki utiliza un eje de equilibrio para compensar la pareja oscilante. El motor no tiene un balance secundario perfecto, pero en un motor pequeño esto puede ignorarse. Un motor tradicional de cuatro cilindros con un cigüeñal de 180 grados también tiene un equilibrio primario perfecto, y ahora el par oscilante de un par de pistones compensa al otro, por lo que no se requiere un eje de equilibrio primario. Algunos motores de cuatro cilindros más grandes tendrán un solo contrapeso para compensar parcialmente el desequilibrio secundario inherente a este diseño.
La frase clave aquí es "parcialmente compensado". Para eliminar por completo el desequilibrio secundario en un motor tradicional de cuatro cilindros, se requerirían dos contrapesos, y tendrían que estar en ubicaciones específicas en relación con los pistones y el cigüeñal. El cigüeñal crossplane de cuatro cilindros de Yamaha con sus tiros de 90 grados (cuando se ven desde el extremo, las muñequillas forman planos cruzados, de ahí el nombre) tiene un equilibrio primario y secundario perfecto inherente a su diseño, por lo que no se necesitan contrapesos secundarios. El motor requiere un eje de equilibrio para compensar el par oscilante primario, pero este solo necesita girar a la velocidad del cigüeñal.
El motor FZ-09 de tres cilindros de Yamaha tiene tres tiros de manivela espaciados uniformemente para el mismo efecto y también necesita un eje de equilibrio para compensar la pareja oscilante. La FZ-07 bicilíndrica (y Super Ténéré) tiene un cigüeñal con los dos tiros separados 90 grados, lo que brinda un equilibrio secundario perfecto pero a expensas de un desequilibrio primario además de la pareja oscilante. En la Super Ténéré esto se compensa con dos ejes de equilibrio, mientras que el FZ-07 se las arregla con un solo eje de equilibrio.
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