Silniki V12: V jak victoria - TECHNIKA

Podobno istnieją ludzie, którzy za najlepszy system liczbowy uważają system dwunastkowy, dziesiętny mając za nazbyt prosty, by nie powiedzieć prymitywny. A jak jest z tymi, którzy kochają szybkie samochody? Są pragmatyczni i z reguły potrafią zachwycić się konstrukcjami o dowolnej liczbie cylindrów, oczywiście jeżeli na zachwyt zasługują. Tak właśnie najczęściej jest z wyrafinowanymi silnikami V12, zwłaszcza dzisiaj, gdy powoli schodzą ze sceny. A przecież zasilane benzyną, olejem napędowym albo gazem przez całe lata napełniały powietrze donośnym brzmieniem, dając z siebie wszystko – od 90 do grubo ponad 1500 KM. Przyjrzyjmy się im bliżej.

Rok 1916: pierwsza seryjna „V12”

Pierwszą jednostkę V12, w każdym razie pierwszą produkowaną seryjnie, zastosowano w 1916 roku w amerykańskim modelu Packard Twin Six. W 88-konnym silniku o pojemności 6,8 litra cylindry umieszczono w układzie widlastym pod kątem 60 stopni, co zmniejszało drgania dzięki teoretycznie optymalnemu wyrównoważeniu sił bezwładności i zmiennych momentów.
W Europie sześciolitrowy silnik V12 pojawia się m.in. w modelu Horch z 1931 roku. W żeliwnym bloku cylindry usytuowano pod rzadko spotykanym kątem 66 stopni, poruszają się w nich tłoki z lekkich stopów (średnica x skok 80 x 100 mm). Zawory (po dwa w każdym cylindrze) umieszczono poziomo w głowicy, sterował nimi wałek rozrządu za pośrednictwem popychaczy i rolek. Do eliminacji luzów zaworowych w 120-konnym silniku służył specjalny układ hydrauliczny. Na wale z siedmioma wykorbieniami zamontowano 12 przeciwciężarów, a w jego przedniej części także tłumik drgań skrętnych. Pozostałe wibracje tłumiły metalowo-gumowe tuleje zastosowane w podporach mocujących silnik. Jeszcze większy był w tamtym czasie silnik o pojemności ośmiu litrów (92 x 100 mm) i mocy 200 KM uzyskiwanej przy 3200 obr/min, montowany w Maybachu Zeppelinie.

Ferrari Model 125 S, 1947 r. Materiały prasowe W Podstawowej wersji pojemność 1,5 Litra Początkowo 100 KM przy 7000 obr/min V12 Colombo, pierwszy silnik skonstruowany przez Ferrari, rozpoczął karierę w 1947 r., święcił triumfy w F1 i w zmodyfikowanej wersji był stosowany do 1988 roku (w Ferrari 412). Najpierw zwiększono średnicę jego tłoków i zastosowano różne rodzaje sprężarek, potem wzrósł także skok tłoka; pojemność – 4943 cm3. Materiały prasowe

Ferrari 365 GT4 BB, 1973-1996 r. Materiały prasowe Kąt rozwarcia rzędów cylindrów: 180 stopni Moc: 340–440 KM Silnik z rodziny flat-12 zadebiutował w Ferrari 365 GT4 BB – miał w nim pojemność 4,4 litra i osiągał moc 340 KM. Potem w modelu 512 BB stosowano wersję 4,9-litrową, w Ferrari Testarossa jednostka ta osiągała 390 KM.

Na sportowo, czyli v12 Colombo

Przeciwieństwem tych potężnych i wyrafinowanych technicznie jednostek, których zadaniem było zapewnienie najwyższego komfortu jazdy, okazał się silnik V12 Ferrari, tzw. Colombo, od nazwiska konstruktora, Gioacchino Colombo. Zadebiutował w 1947 roku i, wielokrotnie modernizowany, w wersji z większą pojemnością przetrwał do 1989 roku pod maską Ferrari 412. Na początku wystarczała mu pojemność 1,5 litra. Jeden wałek rozrządu w każdym rzędzie cylindrów, po dwa zawory na cylinder i łącznie trzy gaźniki dawały mu moc 118 KM przy 6800 obr/min, a Ferrari zapewniły zwycięstwo w sześciu na 12 wyścigów w pierwszym roku produkcji tej jednostki. W 1948 roku Ferrari rozpoczęło starty w Formule 1, wykorzystując ten silnik w wersji ze sprężarką – moc jednostki określanej liczbą 125 wynosiła 230 KM. Szybko jednak okazała się ona niewystarczająca i już w 1949 r. zastosowano po dwa wałki rozrządu w głowicy (nadal przy dwóch zaworach na cylinder) oraz dwustopniową sprężarkę. W efekcie moc wzrosła do 280 KM. Na końcu kariery zasłużona „V12”, której pojemność zwiększyła się przez lata do 4942 cm3, uzyskiwała 340 KM (w Ferrari 412 GT).

Horch Model 670, 1931 r. Materiały prasowe Kąt rozwarcia rzędów cylindrów 66 stopni Pojemność 6,05 litra, moc 120 KM Nietypowy kąt rozwarcia rzędów cylindrów w silniku Horcha 670, który mógł powodować duże wibracje, równoważono, stosując tłumik drgań i silentbloki w mocowaniu jednostki napędowej. 24-zaworowy silnik miał hydrauliczny układ kasowania luzów zaworowych. Kierowca sterował ilością oleju, żeby zwiększyć jego ciśnienie podczas rozruchu na zimno. Materiały prasowe

To bynajmniej nie wszystko, co w sprawie V-dwunastek miało do powiedzenia Ferrari. Wystarczy wspomnieć silniki z kątem rozwarcia osi cylindrów wynoszącym 180 stopni, wśród nich ten w modelu 365 GT4 Berlinetta Boxer. Tak naprawdę nie był to silnik typu bokser, bo w nich panewki w stopach korbowodów przeciwległych cylindrów obracają się na dwóch przesuniętych względem siebie o 180 stopni czopach korbowych. W Ferrari natomiast stopy dwóch przeciwległych korbowodów obracają się na wspólnej panewce korbowej. W silniku typu bokser dwa przeciwległe tłoki poruszają się w tę samą stronę, jak w lustrze, a w widlastym o kącie 180 stopni – w przeciwne strony. Dzięki temu bokser sam równoważy siły bezwładności, a w V12 dzieje się to za sprawą dużej liczby cylindrów, dzięki czemu te siły wzajemnie się znoszą. Przykładem widlastych silników Ferrari o kącie rozwarcia cylindrów 180 stopni są trzylitrowy 312 stosowany w wyścigach F1 czy produkowane seryjnie jednostki 4.4 i 5.0, w latach 1984-1996 stosowane w Testarossie.

Lamborghini Miura, 1966 r. Fact, Joachim Dave Schahl Pojemność 3,9 litra Zamontowany poprzecznie do osi pojazdu Miura to pierwszy sportowy samochód Lamborghini z silnikiem zamontowanym centralnie, poprzecznie do osi wzdłużnej pojazdu. Początkowo moc tej jednostki napędowej z cylindrami ustawionymi pod kątem 60 stopni wynosiła 350, a potem 385 KM (SV). Mieszankę paliwa z powietrzem dostarczały mu cztery gaźniki Webera.

Jaguar E-Type, 1971 r. Materiały prasowe Moc: 245–300 KM Średnica x skok tłoka: 90 x 70 mm Wykonany w technice dwuzaworowej V12 z aluminiowym blokiem odznaczał się bardzo małym stosunkiem średnicy do skoku tłoka – 90 x 70 mm. Po raz pierwszy został zastosowany w 1971 r. w Jaguarze E-Type Serie III, montowano go także w Jaguarach XJ, XJS i w modelach Daimlera. Materiały prasowe

Brutalne Porsche

Najmocniejszy, wręcz brutalny, silnik tego rodzaju zadebiutował już w 1969 roku i to z takim powodzeniem, że przepisy zabroniły jego stosowania w wyścigach, a w wersji o największej mocy eksplodował na stanowisku badawczym. Chodzi o jednostkę Porsche 917.
Na początku chłodzony powietrzem silnik o pojemności 4,5 l, wyposażony w podwójny zapłon i w napędzany silnikiem elektrycznym wentylator, który tłoczył 2400 litrów chłodzącego silnik powietrza na sekundę, osiągał moc 520 KM. W kolejnych latach stale ją podnoszono, między innymi stosując dwie turbosprężarki i zwiększając pojemność do 5,4 l. W 1973 roku w swojej ostatniej wersji silnik Porsche osiągał moc 1500 KM i okazał się najmocniejszą w historii jednostką wyścigową. Wyposażone w nią auto sprint od 0 do 300 km/h zaliczało w 11,3 sekundy.

Porsche 917 Turbo, 1969 r. Materiały prasowe Moc ponad 1500 KM Najmocniejszy silnik wyścigowy Silnik stosowany w Porsche 917 Turbo. Na początku kariery chłodzona powietrzem 4,5-litrowa wolnossąca jednostka o kącie rozwarcia cylindrów wynoszącym 180 stopni osiągała moc 520 KM. Potem dodano jej dwie turbosprężarki i zwiększono pojemność, moc zaś wzrosła do 1100 KM, a potem do ponad 1500 KM.

Audi Q7 V12 TDI 6.0 Materiały prasowe 500 KM, 1000 Nm przy 1750 obr/min Common-rail, ciśnienie wtrysku: 2000 barów Audi stworzyło jednostkę z żeliwnym blokiem i aluminiowymi głowicami cylindrów, których kąt rozwarcia wynosił 60 stopni i był optymalny dla zmniejszenia wibracji. Średnica x skok tłoka wynosiły 83 x 91 mm, masa – 330 kg. Olej napędowy był wtryskiwany do komór spalania przez ośmiootworkowe wtryskiwacze w czterech dawkach. Materiały prasowe

1987: BMW wskrzesza silnik V12

Przy silniku Porsche pięciolitrowa jednostka BMW o mocy 300 KM montowana w modelu 750i wydaje się wręcz słabeuszem. Był to pierwszy niemiecki 12-cylindrowiec od czasów przedwojennych. Chociaż średnicę i skok tłoka mają identyczne, silnik ten nie powstał jako proste połączenie dwóch istniejących rzędowych „szóstek”. Stosując w każdym rzędzie cylindrów po jednym wałku rozrządu, inżynierowie stworzyli identyczne bloki cylindrów z osobnymi układem dolotowym, zapłonem i wtryskiem. Jednostkę tę wykonano w technice dwuzaworowej.
Mercedes odpowiedział w 1991 roku, prezentując sześciolitrowego M120 z czterema zaworami na cylinder. Osiągał on moc 300 kW, czyli 408 KM. Selektywny układ regulacji spalania stukowego pozwolił uzyskać wysoki stopień sprężania o wartości 10:1. Wykorzystywany do dzisiaj przez Mercedesa silnik ten (teraz w wersji M279) osiąga 630 KM i moment obrotowy o wartości 1000 Nm. Z kolei ostatnia sześciolitrowa V-dwunastka BMW z powodu obecnych przepisów środowiskowych ma teraz moc „tylko” 577 KM zamiast jak wcześniej 602 KM. Dużo mniejszą moc miała też inna jednostka BMW – napędzany benzyną i wodorem 260-konny prototypowy silnik w BMW Hydrogen7 z 2006 roku. Zamiast zastosować silniki elektryczne zasilane energią przez ogniwo paliwowe, tu wodór był wtryskiwany do komór spalania silnika spalinowego wyposażonego także w bezpośredni wtrysk benzyny.

Audi R10 TDI, 2006 r. Materiały prasowe Ponad 650 KM i 1200 Nm Zwycięzca z Le Mans w latach 2006, 2007 i 2008 Wysoki moment obrotowy i stosunkowo nieduże zużycie paliwa podczas pracy ze średnim obciążeniem okazały się dobrą receptą na zwycięstwo. 5,5-litrowy biturbo, w którym ciśnienie doładowania wynosiło prawie 3 bary, podczas wyścigu w Le Mans potrzebował około 40 litrów paliwa na 100 km. Materiały prasowe

Natomiast diesla z bezpośrednim wtryskiem do walki w Le Mans wysłało w 2006 roku Audi. Stanowiska testowe, na których badano 5,5-litrowego TDI z dwiema turbosprężarkami wyposażono w mocniejsze przekładnie, żeby sprostały momentowi obrotowemu o wartości 1200 Nm. Wysokoprężna jednostka, w której ciśnienie doładowania wynosiło prawie 3 bary, miała aluminiowy blok, cylindry rozstawione pod kątem 90 stopni, wtrysk common-rail i uzyskiwała 650 KM – w przedziale 3000-5000 obr/min. V12 TDI byłoby stać na jeszcze więcej, gdyby nie przepisy ograniczające ilość powietrza doprowadzanego do turbosprężarek. Nie przeszkodziły one zresztą Audi w dalszym zdobywaniu trofeów w Le Mans – dzięki modelowi R10 TDI, przez trzy lata z rzędu (2006-2008).

BMW Hydrogen7 Materiały prasowe Zasilany wodorem i benzyną Wtrysk wodoru do komór spalania Prototypowy V12 miał pierścienie tłokowe o zwiększonej szczelności, specjalne zawory wtryskowe, układ zmiennych faz rozrządu wszystkich zaworów i zmienny skok zaworów. Osiągał moc 260 KM i moment obrotowy o wartości 390 Nm.

Bentley Continental Materiały prasowe Gładź cylindrowa z powłoką plazmową Nowy rodzaj wtrysku paliwa Silnik W12 Bentleya z pojemności sześciu litrów uzyskuje moc 659 KM i moment obrotowy 900 Nm. Stopień sprężania aluminiowej jednostki wynosi 10,5:1. Podczas pracy wspierają ją dwie turbosprężarki typu twin scroll.

Supergolf

Nie w Le Mans, lecz w seryjnych modelach sprawdził się silnik W12 koncernu VW. Z dwóch już i tak dość niezwykłych jednostek VR6 z cylindrami ustawionymi względem siebie pod kątem 15 stopni i z jedną wspólną głowicą inżynierowie stworzyli jednostkę 6.0 z dwunastoma cylindrami, których kąt rozwarcia wynosił 72 stopnie. Cylindry silnika W12 były więc ustawione pod różnymi kątami w czterech rzędach i dlatego należałoby o nim mówić jako o podwójnym VR. Tak czy owak, silnik ten był na tyle nieduży, że stosowano go nie tylko w seryjnych Phaetonie i Touaregu, ale też w najmocniejszym ze wszystkich Golfów – wyposażonym w dwie turbosprężarki modelu GTI W12-650. Co oznacza liczba 650 – wiadomo, do tego dochodzi moment obrotowy o wartości 750 Nm. Dzięki nim unikatowy Golf osiągał (ograniczoną) prędkość 325 km/h i wydawał z siebie wspaniałe dźwięki – od basowego pomruku na wolnych obrotach, po ochrypły skowyt podczas pracy pod pełnym obciążeniem. Od 2015 roku silnik ten, jako jednostka drugiej generacji, wspierany przez dwie turbosprężarki jest wykorzystywany już tylko przez Bentleya.
U schyłku swojej ponad 100-letniej kariery jednostki V12 pełnią służbę już tylko w autach luksusowych albo luksusowo-sportowych, jak Aston DBS, Lamborghini Aventador czy Ferrari 812.

VW Golf GTI W12 650 Materiały prasowe 650 KM, 750 Nm, Przyspieszenie 0-100 km/h – 3,7 s, prędkość 325 km/h W Phaetonie kompaktowy silnik W12 montowano z przodu, w wyczynowym GTI, w którym wspomagały go dwie turbosprężarki, znalazł miejsce za przednimi fotelami. Materiały prasowe

Mercedes M 279 Materiały prasowe 1000 Nm i nawet 630 Km Sześciolitrowy V12 biturbo z wtryskiem do kolektora dolotowego i z podwójnym zapłonem jest stosowany w Maybachach i Mercedesach (m.in. w G 65 AMG) od 2012 roku. Fot. Achim Hartmann Zamów e-wydanie magazynu "auto motor i sport" - teraz o 30% taniej! Dołącz do nas na Facebooku i bądź na bieżąco z motoryzacyjnymi newsami! Zobacz także: Nowy taryfikator mandatów 2022 - co się zmieni? Jak płacić za autostrady od 1 grudnia? Kontrolka ABS w samochodzie - co oznacza?