V-hot- und V-cold-Motoren: Funktionsweise, Unterschiede, Vorteile und Nachteile der beiden Systeme

Sicher hast du schon einmal von V-hot-Motoren gehört, die auch „Hot inside V“ oder auf Deutsch „V-Motoren mit heißer Innenseite“ genannt werden. Und wenn ich dir sage, dass man bei einem Motor mit „hot“- bzw. „heißer“ Seite normalerweise die Seite meint, auf der sich die Abgasanlage befindet, während die kalte Seite die Ansaugseite ist, hast du sicher schon eine Vorstellung davon.

Unterschiede zwischen einem V-hot- und einem V-cold-Motor

Tatsächlich hat bei einem V-Motor jede der beiden Zylinderbänke ihre eigene „hot“- (heiße) und ihre „cold“- (kalte) Seite. Und üblich ist es, vor allem bei Saugmotoren, die kalten Seiten im Inneren des V-Winkels zusammenzulegen und die heißen nach außen zu legen. Dadurch kann man einen einzigen Ansaugkrümmer in der Mitte des V verwenden und die Abgaskrümmer problemlos an den Seiten des V nach unten zur Unterseite des Motors führen.

Diese „V-cold“-Konfiguration ist nicht exklusiv für Saugmotoren; man kann durchaus auch eine Aufladung über Turbolader einsetzen. In diesem Fall verwendet man üblicherweise einen Turbolader pro Zylinderbank, die seitlich am Motor, also außerhalb des V, angeordnet sind. Es gibt viele V-Motoren, sowohl Benziner als auch Diesel, die diesem „V-cold“-Schema folgen.

Besonders erinnere ich mich an den Audi RS 6 (Generation C6, Baujahr 2008), immerhin mit einem V10 TFSI. Mir kommt er in den Sinn, weil dieses Auto erhebliche Probleme hatte, bei hohen Außentemperaturen Wärme abzuführen, wenn man „zügig“ fuhr. Das Problem lag allerdings nicht direkt an der Anordnung der Turbolader außerhalb des V, sondern daran, dass der Motor sehr voluminös war und im Motorraum des RS 6 alles sehr eng gepackt war.

Tatsächlich wechselte man bei der nächsten Generation des RS 6, vorgestellt 2012, vom 5-Liter-V10-TFSI zu einem 4-Liter-V8, der deutlich kompakter war … und bereits mit „V-hot“-Konfiguration, bei der die Abgasseiten und die Turbolader im Inneren des V liegen. Das ist allerdings bei Weitem keine Erfindung von Audi: Schon in den 1980er-Jahren wurde sie von Ferrari in seinen Formel-1-Monoposti eingesetzt. Und unter den ersten V-hot-Motoren, die ich getestet habe, würde ich den des ersten BMW X6 xDrive 50i aus dem Jahr 2008 hervorheben. Ein Motor mit zwei Twin-Scroll-Turboladern, die von den Abgasen eines einzigen Krümmers angetrieben werden. Auch andere „heiße“ V8 möchte ich nicht vergessen, etwa die des Mercedes-AMG GT oder des ersten Porsche Panamera Turbo. In diesem Video kannst du übrigens den V8 des AMG GT im Betrieb sehen.

https://www.youtube.com/watch?v=kkNKNYNFflw&t=81s

Warum ist ein „V-hot“-Motor besser?

Aber warum ist eine V-hot-Anordnung bei turbogeladenen Motoren vorzuziehen? Zunächst, weil, wie du sicher weißt, die Abgase des Motors die Turbolader antreiben. Und je näher die Turbolader an den Abgaskrümmern liegen, desto kürzer ist der Weg, den die Gase bis zur Turbine zurücklegen müssen. Dadurch gibt es weniger Verluste an Druck, Temperatur und Geschwindigkeit, kurz gesagt, an Energie der Abgase. Die Effizienz des Aufladesystems verbessert sich, und das Turboloch bzw. die verzögerte Reaktion des Turboladers wird verringert.

Allein das wäre schon ein erheblicher Vorteil. Es gibt aber weitere technische und sogar industrielle Vorteile. Ein V-hot-Motor mit den Turboladern in der Mitte des V ist deutlich kompakter, was mehr Flexibilität bei der Installation zusätzlicher Module im Motorraum ermöglicht oder die Auslegung von Lenkung, Radaufhängungen usw. erleichtert. Außerdem werden die „kalten“ und die „heißen“ Bereiche des Motors klarer voneinander getrennt. Zudem lässt sich ein „V-hot“-Motor, vor allem wegen der genannten Kompaktheit, leichter in einer breiteren Palette von Fahrzeugen einsetzen, im Vergleich zu einem „V-cold“-Motor mit den Turboladern außen am V, der einen größeren Motorraum benötigt.

Was die möglichen Probleme dieser „V-hot“-Konfiguration betrifft, so lassen sich diese, wie sich gezeigt hat, mit Werkstoffen lösen, die extrem hohen Temperaturen standhalten, sowie mit Wasser- und Ölkühlsystemen für Ladeluftkühler (Intercooler), die eine präzise Temperaturregelung erlauben. Der andere Nachteil wäre, dass das Gewicht des Aufladesystems höher angeordnet ist, was normalerweise durch Trockensumpfschmierung ausgeglichen wird.

Bildergalerie V-hot- und V-cold-Motoren