Techniek: de voordelen van “Hot V”-motoren

Auteur: , 48 Reacties

Turbo's binnen de cilinderbanken van een V-motor. Het lijkt een trend maar deze setup is feitelijk al hartstikke oud. De voordelen?

Ondergetekende moet eerlijk bekennen dat de introductie van de Mercedes AMG GT(S) feitelijk de eerste keer was dat ‘ie de term “Hot (Inside) V” tegenkwam. Als goedmakertje geven we je de voordelen van deze setup die alleen al smeuïg klinkt.

Wat is een Hot V?

Allereerst even antwoord op de vraag wat een Hot V nou zo Hot maakt. Dat zit zo. Bij dergelijke motoren ligt de turbocompressor (het kunnen er meer dan één zijn) tussen de cilinderbanken in. Zie het plaatje hieronder, waarop je het S63-blok van BMW ziet. De turbo’s liggen duidelijk tussen de twee cilinderbanken in.

BMW S63

Dan nog een plaatje van een turbomotor met een meer conventionele setup. Dit is de geblazen V8 uit de Ferrari 488 GTB, waarbij je de turbo’s aan de zijkanten van het blok vindt.

Ferrari 488 motor

De voordelen

Allereerst is er het voordeel dat een Hot V minder ruimte in beslag neemt. Dat heeft niet alleen positieve gevolgen voor de techniek die fabrikanten verder nog onder de kap kwijt willen, maar het betekent ook dat de kans groter wordt dat een blok in meerdere typen auto’s kan worden gebruikt. En aangezien concerns tegenwoordig zoveel mogelijk onderdelen tussen modellen onderling uit willen laten wisselen, is dat een hele grote pré. Niet in de laatste plaats voor de accountant.

Verder is er simpelweg minder buizenwerk nodig om de turbo’s met behulp van uitlaatgassen op te laten spoelen om zo het mengsel van brandstof en lucht de verbrandingskamer binnen te stuwen. Dat is al een voordeel op zich, maar het betekent ook dat de hitte van de motor én van de uitlaatgassen nog beter kan worden benut bij het aandrijven van de turbocompressor. Daarmee kan de kans op turbo lag worden verkleind, wat weer goed is voor de gasrespons en de Laufkultur.

Het belangrijkste voordeel heeft echter te maken met de ontstekingsvolgorde van de V8 met crossplane krukas die “oneven” verloopt. Als op het spruitstuk van elke cilinderbank een aparte turbocompressor zou zitten (zoals bij de Ferrari 488), zou deze “onregelmatig” door uitlaatgassen worden aangedreven. Doordat bij een Hot V beide cilinderbanken de turbo’s kunnen laten spinnen met uitlaatgassen, ondervang je dat probleem. Bij een meer conventionele motor lay-out is dat overigens ook mogelijk, maar je hebt er een hoop extra buizenwerk nodig. Een Hot V lost dat probleem op door de turbo’s binnen de cilinderbanken te zetten.

BMW V8 spruitstuk

Bovenstaand plaatje geeft een weergave van het spruitstuk van BMW’s S63-motor uit bijvoorbeeld de BMW M5 (F10), waarbij duidelijk zichtbaar is dat beide (twin scroll) turbo’s door de cilinders van beide banken worden aangedreven. De ontstekingsvolgorde staat tussen haakjes.

Een laatste puntje dat pleit voor de Hot V. Zoals de naam al doet vermoeden kunnen de temperaturen bij dergelijke motoren behoorlijk oplopen. Dat is in elk geval gunstig voor de werking van de turbo’s, maar ook voor de werking van de katalysator. Die gedijt immers bij hetere uitlaatgassen. Deze wordt dan ook zo dicht mogelijk bij het blok geplaatst en dat heeft weer gunstige gevolgen voor de hoeveelheid ruimte die de motor als geheel in beslag neemt.

Conclusie

De Hot V-opstelling heeft vooral nut bij V8-motoren met een crossplane krukas, vanwege hun ontstekingsvolgorde. Verder is dit blok compacter en dus in meer modellen te gebruiken én kan de katalysator beter z’n werk doen omdat de uitlaatgassen minder worden afgekoeld.



48 reacties

In alle auto’s een V8!!! Moet passen
@lompey: vertel dat maar aan Volvo
@kennone: Moet je er twee frontaal in elkaar klappen.

Heb je een V8 middenmotor
Mooi verhaal, snap er alleen niet veel van
Ik volg het net als @hammond ook niet helemaal. Normaal geniet ik zeer van deze techniek berichten, maar nu vind ik het verhaal maar lastig te volgen. Eerst gaat het over de oneven onstekingsvolgorde van een crossplane V8, maar in de conclusie wordt een flatplane aangehaald.

Verder moeten er toch ook nadelen aan hangen? Zo kan ik me bedenken dat de verse lucht die door een turbo wordt aangezogen veel warmer wordt dan bij een conventionele opstelling. De intercooler moet dan toch relatief meer warmte uit de lucht halen?
@gijsso: excuus, die laatste “platte krukas” was een zaterdagochtendmissertje.
@gijsso: klopt als een bus; de warmtehuishouding is bij een ‘hot’ V een serieus issue; betekent een grotere aftercooler, betere koeling van het blok (want pishete turbo(‘s) liggen in de V en worden niet of slecht gekoeld door rijwind en thermisch zwaar belaste turbo(‘s).
@gijsso: klopt, ook zwaartepunt ligt veel hoger
Leuk artikel, hoe zit het met de koeling van die turbo’s?
@mrrallycross: intercoolers eeejjjj
@mrwheely: intercoolers zijn NIET voor koeling van de turbo(‘s) maar voor koeling van de samengeperste lucht die uit de turbo(‘s) komt; de turbo(‘s) zelf worden gewoon door koelwater en smeerolie gekoeld.
@mrrallycross: slecht, ze vangen weinig rijwind en dan zie je ook nog dat er een motorafdekking overheen zit om al dat lelijke loodgieterswerk te bedekken.

Het wordt niet voor niets een “Hot-V” genoemd, omdat het gewoon bloedheet wordt boven tussen de V.
Eigelijk zou er een luchthapper in de motorkap moeten zitten voor extra turbo koeling.
Oké @mauritsh en waarom is de motor van de 488 dan toch superieur? Kleiner, net zo (on)zuinig, meer vermogen, meer piek koppel…
@w0o0dy: en “amazingly responsive”
@w0o0dy: Omdat Ferrari?
@w0o0dy: Omdat die meer mag kosten –> betere materialen, duurder in onderhoud …
@w0o0dy: omdat er ook nadelen aan de Hot V zitten, maar dit artikel ging over de voordelen. Verder een kwestie van keuzes/compromissen en het is maar net met wat voor onderhoudskosten je de klant op wilt zadelen.

Het ene concept is niet per defnitie beter dan het andere, maar dit artikel gaat over de voordelen van de Hot V dus die benoem ik.
Leuk artikel. Zou wel graag meer willen weten over een mogelijk nadeel; ook je inlaatspruitstuk zit op een warmere plek. Minder ideaal lijkt me, want je kan het brandstofmengsel minder goed samenpersen tov een kouder mengsel. Iemand hier een antwoord op?
@camber24: brandstofmengsel wordt niet samengeperst in de turbo, alleen verbrandingslucht; de brandstof komt of in het inlaatspruitstuk net voor de inlaatkleppen er bij of wordt rechtstreeks in de cilinder ingespoten.
@406_v6: ik denk dat hij meer de hete lucht bedoelt
@gulli: klopt
S63 motor van bmw ?
@mcgb: De ‘Sportmotor’ van BMW heeft inderdaad de naam van een Mercedes. Ironisch hè?

https://en.m.wikipedia.org/wiki/BMW_N63#S63
@cliosport2000: @racerx: nooit geweten, bedankt!
De Ferrari heeft een veel beter gescheiden koude kant en warme kant de motor.
Kan me gewoon niet voorstellen dat bij een V opstelling midden bovenop de motor waar koude lucht binnen zou moeten komen een goede plek is voor de turbo’s en katalysator.
Bovendien vormen zijn de turbo’s en katalysator zwaar. Die wil je zo laag mogelijk hebben.
@giulio: de inlaten van deze motoren zitten nu aan de buiten kant. Infeite zijn de inlaat en uitlaatkant omgedraaid.
Hier door komt er gewoon koude gecomprimeerde lucht de cilinder in.

En aangezien het een turbo motor is Heb je geen rare grote inlaten met variabele inlaat lengtes nodig.
@arjontje: dat klinkt plausibel.. Mits de inlaat daar beneden geen nadelen ondervind van andere hittebronnen.
@giulio: Inderdaad, ik denk dat jij de twee grootste nadelen van een hot V aanhaalt. De warmtehuishouding en het zwaartepunt van het blok.
@trustmeiamanengineer: En je kan geen combinatie van compressor/supercharger met turbo’s kwijt.
Een leuk stuk inderdaad, maar behalve ruimte zijn alle voors vrij snel weg te schuiven. Normaal zit de turbo direct in je uitlaat zonder extra bochten, bij een normale Setup heb je alleen een buizen systeem nodig voor je frisse lucht aanvoer. Aangezien er sws een intercooler bij hoort, heb je bij deze hotV een enorme partij buizen voor je frisse lucht een ook nog voor je uitlaat. Of er zou een waterkoeling in de inlaat moeten zitten, en daar aparte leidingen en soort van airco unit aan hebben. (check compressor koeling)

Het stukje van de crossplane intake is met elke Setup te bereiken, maar het ziet er nou eenmaal mooier uit, zoals de Ferrari, als er een identieke intake links en rechts is.

Benieuwd naar de update!
@rwdrocks: ja BMW maakt gebruik van waterkoeler voor de gecomprimeerde lucht.
Heerlijk stuk weer!
@mauritsh in het 2e stukje ” S63 van BMW” ??
Zo heet dat blok, ik heb het niet bedacht.
Waarom werken warme turbo’s beter?
@janmetdelangeachternaam: Alles werkt beter als het de juiste warmte heeft dus ook de turbo, echter te warm bijvoorbeeld door hoge toeren betekent: exploderen of smelten van de turbo en blok.
@janmetdelangeachternaam: Een turbo wil zo groot mogelijk volume lucht rond pompen, warme lucht zet uit, dus warme uitlaatgassen blazen meer lucht door de turbo dan koude uitlaatgassen
@klasse0klaas: Het gaat bij verbanding juist om de zuurstof, slecht onderdeel van de lucht. Warme lucht zet uit, dus je hebt meer ruimte nodig voor evenveel zuurstof. Je wil dus juist zo koud mogelijke lucht die door de turbo ingeblazen wordt. Dat moet dus zeker een nadeel zijn van zo’n hotV
@desheriff: Voor de inlaatgassen heb je helemaal gelijk, echter kunnen die ook met een intercooler nog gekoeld worden. Het is efficiënter om de uitlaatgassen van de turbo zo heet mogelijk te houden, dus de turbo zo dicht mogelijk binnen het blok te plaatsen en vervolgens de inlaatgassen te koelen.
Hetgeen als voordeel? wordt genoemd is eveneens een nadeel: Hitte/warmte huishouding en moet je dus extra koelen, veel ingewikkelder dan de klassieke turbo opstelling maar met dit stukje “oude” technische opstelling kunnen de Duitsers weer een potje verspugen t.o.v. de concurrentie. Deze manier van Turbo’s plaatsen zie je nu terug in de F1 geloof ik omdat het aantal toeren is beperkt en de bolides smaller kunnen zijn, minder luchtweerstand. Zou je deze beperking in toeren weer loslaten op de F1 bolides dan zal het V6 blokje snel smelten v/d hitte en moeten de turbo’s weer aan de buitenkant gemonteerd worden net zoals de turbo’s waren gemonteerd in de jaren ’80 op de ongelimiteerde toeren draaiende F1 bolides.
@sracert:

Er zijn wel oplossingen te vinden voor een smeltend blok, vraag is of de voordelen opwegen tegen de nadellen. Er zou er eens eentje het keramische motorblok moeten tacklen. Dat zou pas een spin-off leveren die brandstof gaat besparen op de muesli-mobielen.
Een interessant stuk, weer wat geleerd
Kan er niet eens een technisch stukje komen over elektromotoren en batterijen en zo?

Al die achterhaalde ‘nieuwigheden’ interesseren me niet zo meer…
Klopt geen kont van. Enige wat waar is, is de ruimtebesparing. Uit welke dikke duim komt dit?
Het enige echte voordeel van hot-V’s ben je vergeten @MauritsH en dat is deze:
https://s-media-cache-ak0.pinimg.com/736x/1d/ed/a5/1deda5c3522792fe2f900f59b735482c.jpg

Een wagen met een hot-v geeft je een beetje het gevoel dat je iets met dat epische ding te maken hebt.
Best ook wel vermelden dat hot-V’s een nachtmerie zijn om te ontwerpen en duurzaam te maken.

Geef een reactie:

Je moet ingelogd zijn om reacties te posten, registreren kan HIER (ook via Facebook).