Technologie

Jak to działa? Silniki V10 we współczesnych samochodach

Technologie 14.06.2018 110 interakcji
Tymon Grabowski
Tymon Grabowski 14.06.2018

Jak to działa? Silniki V10 we współczesnych samochodach

Tymon Grabowski
Tymon Grabowski14.06.2018
110 interakcji Dołącz do dyskusji

10 cylindrów to wybitnie rzadko spotykana liczba we współczesnych autach. A mimo to udało mi się znaleźć aż siedem współczesnych rodzin silników V10. W tym odcinku cyklu „jak to działa” przedstawiam silniki V10 i samochody w nie wyposażone. 

Od razu zastrzeżenie: tylko dwa razy w życiu jechałem samochodem z silnikiem V10. W obydwu przypadkach był to samochód niemiecki i za żadnym razem nie spowodował u mnie jakiejś gęsiej skórki. Liczyłem na brzmienie rodem z piekła, ale go nie było, w przeciwieństwie do silników amerykańskich w tej konfiguracji.

Na początek technika. Technicznie rzecz biorąc, silnik V10 to dwie rzędowe „piątki” połączone ze sobą jednym wałem korbowym. Nie jest to idealny projekt, ponieważ powstaje w ten sposób niewyważenie, które trzeba niwelować przez zastosowanie wałków wyrównoważających. Zazwyczaj występuje tu problem polegający na tym, że prędzej czy później w kolejności zapłonów dwa będą po tej samej stronie, a to spowoduje drżenie. W takim razie jaki jest sens silnika V10? Na ten temat udało mi się znaleźć starą prezentację prasową Lexusa LFA, który jest wyposażony właśnie w taki silnik. Wychodzi na to, że V10 łączy wady i zalety zarówno V8 i V12 w postaci znośnego kompromisu. Jest krótszy niż V12 i ma mniej elementów ruchomych, dzięki czemu odpowiedź na gaz jest lepsza (na tej samej zasadzie, na której silnik 3-cylindrowy „wkręca się” szybciej niż 4-cylindrowy). Z drugiej strony ma lżejsze i mniejsze tłoki niż V8 przy tej samej pojemności, przez co może wkręcać się wyżej. A wyższe obroty to więcej mocy. I tak to tłumaczyli inżynierowie z Lexusa. A że jest trochę niewyważony? Trudno, wałki wyrównoważające pomogą.

Często stosuje się 90-stopniowe rozchylenie cylindrów, wynikające z tego, że wiele jednostek V10 to wydłużone silniki V8. Jednak nie zawsze tak jest, na przykład Lexus konstruując LFA „od czystej kartki” postanowił pozostać przy 72-stopniowym rozchyleniu, co ma o tyle sens, że 360 / 5 = 72 i tym sposobem udało się uzyskać najrówniejszą pracę bez stosowania dodatkowego przesunięcia czopów korbowodów (ang. split journal crankshaft). Jak wygląda taki wał korbowy typu „split journal” – możecie zobaczyć tutaj.

Najczęściej silniki V10 były stosowane w Formule 1. Ale to temat trochę oderwany od rzeczywistości, przyjrzyjmy się samochodom seryjnym z tym silnikiem – oto najpopularniejsze modele.

  1. Audi i Lamborghini, czyli grupa VW – wersja benzynowa

To właściwie aż trzy silniki, bo najpierw był silnik Lamborghini 5.0 V10 skonstruowany jeszcze w większości przez Włochów do prototypu Cala, a potem zastąpił go 5.2 V10 stworzony już przez grupę VW. Łączy je 90-stopniowe rozchylenie cylindrów i sucha miska olejowa, ale reszta gratów jest już inna. Do tego stopnia, że mniejszy silnik ma równe odstępy między zapłonami, a nowszy – nierówne (nie doszukałem się dlaczego). Żeby było trudniej, do dwóch odmian wolnossących doszła jeszcze wersja biturbo do Audi RS6 o mocy 580 KM. W największym skrócie: Lamborghini z 5.0 V10 to jeszcze „Lamborghini”, z 5.2 V10 to już Volkswagen, a silnik biturbo z Audi jest połączeniem tych dwóch odmian.

Silnik 5.0 V10 bez doładowania osiągał od 500 do 530 KM. Wersja 5.2 ma wiele odmian, od fabrycznie osłabionej o mocy 305 KM (bazowe Gallardo z 2008 r.) aż po supermocne, 640-konne Lamborghini Huracan Performante z 2017 r. W przypadku Audi zastosowanie ograniczyło się do 5.2 w S6 C6 i S8 (435 KM), 5.0 TFSI RS6 C6 (580 KM) oraz 5.2 FSI w R8 o mocy 532 KM. Z różnic między silnikami Lamborghini i Audi można byłoby spokojnie napisać pracę doktorską.

Audi RS6

A tu wolnossący w Lambo:

Lamborgini V10

2. BMW S85

Tu sprawa jest prosta, bo BMW skonstruowało tylko jeden silnik V10 – do modeli M5 i M6 z serii E60 i E63. Jego oznaczenie to S85B50, ma 90-stopniowe rozchylenie cylindrów i tradycyjny wtrysk paliwa z dziesięcioma indywidualnymi przepustnicami. Moc to 507 KM, a pojemność skokowa – 5 litrów. Był to pierwszy benzynowy silnik V10 zastosowany w typowym sedanie, Audi ze swoim S6 odpowiedziało dopiero nieco ponad rok później. Ciekawostka: BMW kręci się do 8250 obr/min, czyli niejedna Honda może mu… pozazdrościć. Odstępy między zapłonami są nierówne i wynoszą na przemian 90 i 54 stopnie. Silnik ten został zarzucony, gdy weszła norma Euro 5. Obecnie zastępuje go V8 biturbo, już nie tak wspaniały.

BMW M6

BMW V10

3. Volkswagen V10 TDI

Jedyny diesel w tym zestawieniu. Występowanie ograniczało się do Touarega i Phaetona. Nie ma zbyt dobrej opinii. Z jednej strony to bardzo mocny i trwały silnik, mający też wielki potencjał na podnoszenie mocy za pomocą tzw. chiptuningu. Z drugiej – już w momencie debiutu w 2002 r. nie należał do technologicznej awangardy. Zarzucano mu dość słusznie, że stanowi połączenie dwóch 5-cylindrowych silników z samochodów dostawczych VW, na co wskazuje też niecodzienny rozrząd na kołach zębatych, typowy dla busa a nie sportowego SUV-a. Miał tylko dwa zawory na cylinder i zasilanie pompowtryskiwaczami, podczas gdy od pięciu lat na rynku były już nowocześniejsze silniki z common rail (Volkswagen zresztą skonstruował pierwszego diesla common rail w 1999 r. – był on jednak nieudany). Za sprawą dwóch turbosprężarek miał niezwykle rozbudowany osprzęt, był ciężki i trudny w serwisowaniu. Bez żalu pożegnano go w 2010 r., zastępując dużo lepszym pod każdym względem 4.2 TDI V8 z common rail. Takim to bym mógł jeździć.

Volkswagen V10 TDI

4. Porsche Carrera GT 5.7 V10

Tego silnika raczej nie posłuchacie na żywo w codziennym ruchu, a jeszcze mniej osób będzie miało szansę przejechać się autem z taką jednostką. Carrera GT to nie był jedyny na świecie samochód z V10 i ręczną skrzynią biegów, ale w Europie taka konfiguracja jest bardzo rzadko spotykana. Powstało ok. 1300 sztuk 10-cylindrowego Porsche, a jego 5,7-litrowa jednostka ma niecodzienne rozchylenie cylindrów wynoszące 68 stopni. Z ciekawostek to mamy tu odcięcie dopiero przy 8400 obr/min, co pozwoliło na uzyskanie mocy przekraczającej 600 KM – Porsche podaje 603 KM, na hamowniach wychodziło różnie. Jest też sucha miska olejowa. No ale najwięcej dobrego robi tu wielka pojemność skokowa. Dziś nikt z europejskich producentów nie zrobiłby supersamochodu, który ma 5,7 l pojemności.

Porsche Carrera GT

5. Lexus LFA 1LR-GUE

4,8-litrowy silnik V10 skonstruowany od podstaw – nie jest to wydłużone V8 ani pocięte V12. Założenie było proste: silnik miał być jak najlżejszy i brzmieć jak w Formule 1, stąd rekordowo wysokie odcięcie przy ponad 9000 obr/min. Moc to aż 560 KM, moment 480 Nm – typowo dla silników wysokoobrotowych moc przewyższa moment obrotowy, tak też jest zwykle w motocyklach. Silnik V10 w Lexusie LFA waży mniej niż jednostka 3.5 V6 stosowana np. w Camry czy SUV-ach. O rozchyleniu 72 stopnie wspominałem już na początku. Nie ma bezpośredniego wtrysku paliwa. Prawdopodobnie najbardziej imponująca V-10tka czasów współczesnych.

Lexus LFA

Lexus LFA

6. Ford Triton V10

Jedyny w tym zestawieniu silnik nie stworzony z myślą o sporcie. Pojemność 6,8 litra, 10 cylindrów, rozchylenie 90 stopni i jedno założenie: ma przeciągnąć najcięższą przyczepę przez całe Stany Zjednoczone i się nie zagotować w połowie drogi. Stąd dość prymitywna konstrukcja z jednym wałkiem rozrządu na głowicę (nie centralny wałek jak w starych V8) i tylko dwa lub trzy zawory na cylinder. Zastosowanie ogranicza się do pickupów serii F250 i ich zamkniętej odmiany pod nazwą Excursion oraz do vanów E-line. Ford E350 to jedyny znany mi samochód dostawczy z V10-tką pod maską. Nie znalazłem innego. Sprawdziłem dopuszczalną masę przyczep dla tej linii modeli i wynosi ona od 9 do 11 ton w zależności od przełożenia i wersji silnika (2V/3V). Czyli zasadniczo można tym ciągnąć mały domek.

Ford Excursion
Zdjęcia reklamowe nie budziły wątpliwości, po co jest ta wersja.

7. Dodge-Chrysler SRT-10

Drugi amerykański silnik V10, a przy okazji największy w tym zestawieniu. Istne monstrum, które w swojej największej i najmocniejszej odmianie miało 8,4 litra pojemności (początkowo 8 litrów). Pochodzi z tej samej linii silników co Magnum 5.9 V8, ma więc także 90-stopniowe rozchylenie cylindrów. Moc maksymalna wynosi 640 KM. Oprócz Vipera, ten silnik napędzał także pickupa o nazwie Dodge SRT-10, czyli najmocniejszego i najszybszego pickupa w historii (przegonił GMC Syclone). Jest to też najstarszy silnik V10 z opisywanych, ponieważ jego produkcja zaczęła się równo 26 lat temu, a zakończyła zaledwie rok temu. Z technicznego punktu widzenia jest to zupełny dramat. Ma centralny wałek rozrządu w kadłubie między głowicami i dwa zawory na cylinder. Sucha miska olejowa? Zapomnij. To trochę silnik z ciężarówki wpakowany do coupe o wyglądzie drogowego zabójcy, a jego główną wyróżniającą cechą jest gigantyczna pojemność. Finezji technicznej próżno tu szukać.

A tak to chodzi:

Musisz przeczytać:

Musisz przeczytać

Autoblog na Instagramie

Autoblog na Instagramie