Każdy fan motoryzacji zna zapewne bulgot V8, wrzask V10 i jęk V12. W wielu samochodach, nawet takich klasy średniej, montowane są silniki V6 jako sposób na konsensus pomiędzy kosztami eksploatacji a mocą. Pomijając rzędowe szóstki, magiczna literka V oznaczająca silnik widlasty od dziesiątek lat zdaje się świadczyć o klasie auta i jego właściwościach. Skoro jednak producenci samochodów i fani motoryzacji tak bardzo lubią fałki, dlaczego silniki V4 są właściwie niespotykane? Czy silniki V4 mają jakieś zalety? Czy były kiedyś stosowane i czy istnieje możliwość ich powrotu pod maski samochodów? 

Silnik V4 – czy to ma sens? 

Silnik V4
Blok silnika V4

Silnik V4 to nic innego, jak czterocylindrowy silnik widlasty w układzie V. Główna zaleta tego typu silnika jest identyczna, jak w przypadku wszelkich innych fałek: jest to długość. Cylindry, zamiast w klasycznym rzędzie, umieszczone są obok siebie na wzór litery V, a więc długość całego bloku jest w przybliżeniu dwukrotnie krótsza. W zamian silnik rośnie jednak na szerokość. Ta właściwość silników V4 zapewniła im popularność wśród mocnych motocykli (przykładem może być Ducati Panigale V4), gdzie miejsca na długą jednostkę napędową zazwyczaj brakuje. A co z samochodami? Przecież krótki i zwarty silnik w układzie V4 teoretycznie sprawdziłby się idealnie pod niewielką maską miejskich wozideł z autosegmentu A, jak również w nieco większym autosegmencie B.

V4 silnik
Motocyklowy silnik V4 od Ducati

Argumentem za zastosowaniem silników V4 jest jednak nie tylko kompaktowość całej konstrukcji, ale także mniejsze wibracje spowodowane znoszeniem się sił pierwszego rzędu w przypadku rozwarcia cylindrów na poziomie 90 stopni.

Dlaczego więc silniki V4 w samochodach praktycznie wymarły?

Jeśli nie wiadomo o co chodzi, to chodzi o…

Tak, pieniądze. Podwójna głowica, podwójny kolektor wylotowy, bardziej rozbudowany rozrząd, wyższe koszty zaprojektowania całej konstrukcji – to wady dotyczące każdego silnika w układzie V. Producenci mogą się z nimi pogodzić w przypadku jednostek V6 i większych, gdzie długość w przypadku umieszczenia wszystkich cylindrów w rzędzie byłaby nieakceptowalna, ale nie przy wciąż relatywnie krótkich silnikach czterocylindrowych. Pamiętajmy także, jakie jest główne zastosowanie tego ostatniego typu silników – służą one do napędzania aut relatywnie tanich, małych. Ze względu na downsizing pojawiają się także w wyższych segmentach, ale stanowią zazwyczaj najbardziej podstawową opcję silnikową. Prowizja producenta na takich autach jest najniższa, konkurencja zaś – duża. Producent musi więc szukać oszczędności, niekiedy nawet drobnych, ale sumarycznie dających wielkie oszczędności.

V4 silnik Lancia
V4 pod maską Lancii Fulvii

Również kupujący tańsze auta oczekują raczej prostszych, mniej złożonych konstrukcji, gdyż te – przynajmniej w teorii – zapewniają mniejsze późniejsze koszty serwisu.

Krótka historia zastosowania V4

Niewielu producentów samochodów zdecydowało się kiedykolwiek na zastosowanie silnika w układzie V4. Pierwsze próby podjęto już w 1898 roku montując V4 pod maską francuskiego auta Mors ścigającego się w Grand Prix, czyli dzisiejszej Formule 1. Jednak już trzy lata później pomysł porzucono na rzecz standardowego R4. W 1907 roku w tymże wyścigu pojawił się jeszcze skonstruowany przez J. Walthera Christie pojazd z silnikiem V4 o potężnej pojemności prawie dwudziestu litrów – był to największy silnik, który kiedykolwiek zastosowano w aucie wyścigowym Grand Prix. Konstrukcja odpadła z zawodów już po kilku okrążeniach, ale zdążyła jeszcze ustanowić nowy rekord prędkości – całe 164 km/h, wartość na tamte lata bardzo imponującą.

Lancia

Marką, która jako pierwsza zdecydowała się na wprowadzenie silników V6 oraz V4 do masowej produkcji okazała się być włoska Lancia.

Lancia Lambda V4
Lancia Lambda (1922)

Pierwszym samochodem Lancii z silnikiem V4 była Lambda z 1922 roku. Pomysł najwyraźniej chwycił, ponieważ tę konfigurację silnika zastosowano także w późniejszych modelach Artena, Augusta, Aprilia, Ardea, Appia i – ostatecznie – Fulvia.

Lanca Fulvia Coupe V4
Lancia Fulvia Coupe (1965-1976)

Koniec produkcji Lancii Fulvii zbiegł się w czasie z końcem produkcji silnika V4 tego włoskiego producenta. Lancia nigdy do fał czwórki nie wróciła stawiając na silniki typu boxer

Lancia Fulvia silnik V4
Głowica silnika Lancii Fulvii ukazująca charakterystyczny dla Lancii układ cylindrów

Ciekawostką na temat silników V4 od Lancii jest zastosowania bardzo niestandardowego kąta rozchylenia cylindrów. Zamiast klasycznych 90 lub 60 stopni stosowano znacznie mniejsze, 10-20 stopniowe rozchylenie. Pozwalało to na zastosowanie jednej głowicy zamiast dwóch, dokładnie tak, jak w silnikach rzędowych. Takie V4 wciąż jednak było nieco krótsze, niż rzędowy odpowiednik. Podobne podejście zastosował Volkswagen w przypadku nieprodukowanych już silników VR6 oraz VR5.

Ford 

Z układem V4 eksperymentował także Ford. Silnik trafił pod maskę modelu Taunus, a dokładniej Taunus 12M P4 produkowanego w latach 1962-1966 przez niemiecki oddział Forda. Samochód w tamtych czasach był głównym reprezentantem marki Ford w Europie.

Ford Taunus silnik v4
Ford Taunus

Zastosowany silnik miał pojemność od 1,2 do 1,7 litra zależnie od roku produkcji i moc od około 44 do 75 KM. Topowe wersje samochodu wyposażane były w bardziej standardowy silnik V6.

Ford Capri
Ford Capri Mk.1

Silnik z Taunusa trafił także do modelu Capri, a następnie Consul, Granada oraz Transit.

Saab 

W połowie lat sześćdziesiątych szwedzka marka Saab poszukiwała zastępstwa dla wysłużonego, przestarzałego i niespełniającego nadchodzących norm emisji spalin silnika R3 własnej produkcji. Ze względu na malutką komorę silnika modeli Saab 95 oraz 96 zdecydowano postawić na V4 od Forda, chociaż rozważano także ofertę Lancii.

Saab 96 V4
Saab 96 V4

Silnik V4 na licencji Forda był tą samą jednostką, która napędzała wspomnianego już Taunusa i kilka innych modeli amerykańskiego producenta.

Saab Sonnett III
Saab Sonnett III

Oprócz wspomnianych już modeli 95 oraz 96, fał czwórka zawitała także pod maski sportowych modeli Sonnett II V4 i Sonnett III.

Zmodyfikowane (niekiedy nawet turbodoładowane) V4 od Forda w wydaniu Saaba przetrwało aż do końca lat 80, gdy ostatecznie zostało zastąpione przez nowsze, rzędowe jednostki.

ZAZ Zaporożec

Zaporożec, produkowany przez ukraińskie zakłady ZAZ (Zaporiźkyj awtomobilnyj zawod) w  był formą komunistycznego odpowiednika Garbusa – samochodu, który zmotoryzował kraj. Pierwsza generacja powstawała w latach 1960-1969, druga zaś od 1966-1994.

ZAZ Zaporożec
ZAZ Zaporożec

Mało kto wie, że Zaporożec napędzany był jednostką V4. Początkowo o pojemności 0,746 lub 0,887 litra i mocy 23 do 27 koni mechanicznych, po odświeżeniu urosły do 1,2 litra i imponującej mocy 46 KM. Każdy z tych silników wykorzystywał żeliwny blok oraz chłodzenie powietrzem.

Porsche 

V4 trafiło także do… Porsche. I to całkiem niedawno, bo w 2014 roku. Od tego czasu powstają egzemplarze prawdopodobnie jednego z najbardziej zaawansowanych samochodów świata, modelu 919 Hybrid startującego m.in. w legendarnym, dwudziestoczterogodzinnym wyścigu LeMans w sezonach 2014, 2015, 2016 oraz 2017.

Porsche 919 Hybrid
Porsche 919 Hybrid

Auto napędzane jest przez dwulitrowy, turbodoładowany silnik V4 współpracujący z silnikiem elektrycznym w układzie hybrydowym. Sam silnik generuje potężne 500 koni mechanicznych, a w połączeniu z silnikiem elektrycznym moc rośnie do 900 KM.

silnik v4
Silnik V4 z Porsche 919 Hybrid

Dlaczego zdecydowano się na V4? Skomplikowany układ hybrydowy ledwo mieści się w tak aerodynamicznym aucie. Kompaktowa konstrukcja jednostki pozwoliła po prostu zaoszczędzić niezwykle cenne miejsce.

Czy silniki V4 jeszcze wrócą? 

Będzie to trochę wróżenie z fusów, ale szansa na to jest mała. Skomplikowanie silnika V4 przerasta potencjalne korzyści z mniejszej długości, a redukcja wibracji jest możliwa jedynie przy rozwarciu 90 stopni, co z kolei zwiększa szerokość silnika. V4 trafi więc raczej tam, gdzie liczy się każdy milimetr przestrzeni – do aut wyścigowych lub najmocniejszych motocykli.

Jedynym światełkiem w tunelu dla V4 może być hybrydyzacja – być może, w celu oszczędzenia przestrzeni możliwej do wykorzystania przez układ elektryczny oraz akumulatory, producenci powrócą do stosowania tego typu silnika. Mógłby on także pełnić rolę generatora prądu (na wzór Range Extendera z m.in. BMW i3) schowanego gdzieś za tylnymi siedzeniami w autach napędzanych silnikami elektrycznymi. Tu także sprawdziłyby się jego małe wymiary, ale czy ktokolwiek pokusiłby się o zastosowanie całkiem sporej, czterocylindrowej jednostki w tej roli?

Czytaj więcej: BMW Serii 5 E60 – poradnik kupującego 

Czas pokaże. W tej chwili jednak V4 w samochodach osobowych jest raczej przeszłością.