Volviendo al tema del principio, se pueden hacer motores de cualquier configuración, cada uno con sus ventajas e inconvenientes, el problema es el coste, la comodidad de uso, la necesidad de polivalencia y esas cosas que tiene la fabricación en serie.
Si hablamos de motores de gasolina atmosféricos, el par máximo sólo depende de la cilindrada y la relación de compresión. Da igual que el motor tenga 1 o 28 cilindros, de carrera ultracorta o megalarga. Evidentemente habrá variaciones en función de lo restrictivo de la admisión, diferentes tipos de medición y otros pequeños factores, pero todos andarán en valores muy similares.
Por otro lado, el valor del par máximo no es un dato muy relevante, puesto que un motor con 200Nm de par puede ser más prestacional que uno con 400Nm. Otra cosa sería la forma de la curva, que nos da muchos datos sobre el comportamiento del motor, si funciona bien en altos, en bajos, si es más o menos elástico, etc. Cuando se habla de altos y bajos, siempre es algo relativo. Para un motor diésel, 4000rpm son altos, sin embargo para un motor de moto son bajos.
Esto lo digo porque se tiende a decir mucho que un motor con carrera larga tiene más par y es completamente falso.
Entonces, ¿de qué depende la potencia de un motor? Pues del par (función de la cilindrada y la relación de compresión), de las revoluciones máximas, y de lo cerca que esté el máximo del par del límite de revoluciones.
¿Y cómo conseguimos muchas revoluciones? Pues muy fácil, como han hablado ahí, lo que limita las revoluciones de un motor es la velocidad lineal del pistón. Pero el problema no son los esfuerzos mecánicos en biela y cigüeñal ni la flotabilidad de las válvulas, sino el material de la camisa del cilindro. Cuando incrementamos mucho la velocidad el pistón, el rozamiento de los segmentos con la camisa produce mucho sobrecalentamiento pudiendo griparse. Como ya han dicho, los valores en motores comerciales no suelen superar los 20-21m/s de velocidad media del pistón (son 63km/h, la máxima es mucho mayor).
La velocidad media del pistón es lineal con las revoluciones y la carrera del cilindro, entonces, cuanto menor sea la carrera del cilindro mayor podrá ser el límite de revoluciones para una misma velocidad del pistón.
¿Y cómo conseguimos una carrera del pistón muy corta? Pues evidentemente, a un cilindro no podremos ponerle un diámetro que sea el doble de la carrera, así que tendremos que recurrir a añadir cilindros, y hacerlos más pequeños para que tengan esa carrera con una relación diámetro/carrera entorno a 1 (motores cuadrados) o algo superior a 1 (motores supercuadrados).
El problema de tener cilindros con una relación diámetro/carrera muy grande es que a regímenes bajos, el llenado del cilindro va a ser muy pobre (aquí ya nos metemos también con el dimensionamiento de conductos de admisión y escape) y el par muy bajo. Eso significa que la curva de par va a ser muy puntiaguda, teniendo el máximo muy arriba, lo cual viene cojonudo si tenemos un buen escalonamiento del cambio que nos permita mantener el motor en la zona alta pero muy malo si vamos a necesitar chicha a bajas vueltas.
Y podría seguir hablando horas sobre esto, pero creo que lo mejor es que me vaya a estudiar un ratillo.
Un saludo.