V-hot- en V-cold-motoren: werking, verschillen, voordelen en nadelen van elk systeem

Je hebt vast wel eens gehoord van V-hot-motoren, ook wel bekend als “Hot inside V” of, in het Spaans, motoren “en V caliente”. Als ik je vertel dat met de “hete” of “warme” kant van een motor meestal de kant wordt bedoeld waar het uitlaatsysteem zit, terwijl de koude kant de inlaat is, begrijp je waarschijnlijk al het idee.

Verschillen tussen een V-hot- en een V-cold-motor

Inderdaad heeft elk van de twee cilinderbanken van een V-motor zijn eigen “hot” (warme) en “cold” (koude) kant. En normaal gesproken, vooral bij atmosferische motoren, worden de koude kanten binnen de V geplaatst en de warme kanten aan de buitenkant. Zo kan één inlaatspruitstuk in het midden van de V worden gebruikt, en worden de uitlaatspruitstukken eenvoudig naar de onderkant van de motor aan de zijkanten van de V geleid.

Deze “V-cold”-configuratie is niet uitsluitend voorbehouden aan atmosferische motoren; er kan perfect gebruik worden gemaakt van turbo-oplading. In dat geval wordt meestal één turbocompressor per cilinderbank gebruikt, aan de zijkanten van de motor, buiten de V. Er zijn veel V-motoren, zowel benzine als diesel, die dit “V-cold”-schema volgen.

Ik denk vooral aan de Audi RS 6 (generatie C6, uit 2008), met een V10 TFSI nog wel. Ik herinner me hem omdat hij serieuze problemen had met het afvoeren van warmte wanneer je “snel” reed bij hoge buitentemperaturen. Het probleem had echter niet direct te maken met de plaatsing van de turbocompressoren buiten de V, maar met het feit dat het een zeer omvangrijke motor was en alles zeer compact in het motorcompartiment van de RS 6 zat.

In de volgende generatie van de RS 6, gepresenteerd in 2012, ging men inderdaad van de V10 TFSI van 5 liter naar een veel compactere V8 van 4 liter, met een “V-hot”-configuratie, waarbij de uitlaatkanten en de turbocompressoren binnen de V liggen. Maar dit is zeker geen uitvinding van Audi: al in de jaren tachtig werd dit toegepast door Ferrari in zijn Formule 1-wagens. Van de eerste V-hot-motoren die ik heb getest, zou ik die van de eerste BMW X6 xDrive 50i uit 2008 noemen. Een motor met twee Twin-Scroll-turbocompressoren, aangedreven door de uitlaatgassen van één enkel spruitstuk. Ook andere “hot” V8’s mogen niet ontbreken, zoals die van de Mercedes-AMG GT of de eerste Porsche Panamera Turbo. In deze video kun je de V8 van de AMG GT in werking zien.

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

Waarom is een “V-hot”-motor beter?

Maar waarom is een V-hot-opstelling beter bij turbomotoren? Allereerst omdat, zoals je weet, de turbocompressoren worden aangedreven door de uitlaatgassen van de motor. Hoe dichter de turbocompressoren bij de uitlaatspruitstukken staan, hoe kleiner de afstand die de gassen moeten afleggen om de turbine te bereiken, waardoor er minder verlies van druk, temperatuur en snelheid optreedt; kortom, minder energie van de uitlaatgassen gaat verloren. Het rendement van het turbosysteem verbetert, waardoor de turbo-lag, oftewel de vertraging in de reactie van de turbo, afneemt.

Op zichzelf zou dit al een aanzienlijk voordeel zijn. Maar er zijn ook technische en zelfs industriële voordelen. Een V-hot-motor met de turbocompressoren in het midden van de V is veel compacter, wat meer flexibiliteit biedt bij het plaatsen van extra modules in het motorcompartiment of bij het inrichten van de stuurinrichting, de ophanging enzovoort. Bovendien worden het “koude” en het “hete” gedeelte (het is hier letterlijk op zijn plaats) van de motor duidelijker gescheiden. Daarnaast is het, voornamelijk dankzij de genoemde compactheid, ook eenvoudiger om een “V-hot”-motor in een breder scala aan voertuigen te gebruiken, in tegenstelling tot een “V-cold”-motor met de turbo’s aan de buitenkant van de V, die een groter motorcompartiment vereist.

Wat betreft de mogelijke problemen die aan deze “V-hot”-configuratie verbonden zouden kunnen zijn: die zijn oplosbaar, zoals gebleken is, met materialen die bestand zijn tegen zeer hoge temperaturen, en met koelsystemen en intercoolers op water en olie, die een nauwkeurige temperatuurregeling mogelijk maken. Het andere nadeel is dat het gewicht van het turbosysteem hoger komt te liggen, wat meestal wordt tegengegaan door smeersystemen met droge carter.

Fotogalerij V-hot- en V-cold-motoren