Waarom de 16V pas laat van autosport naar straatauto's ging
Hogere regionen
Motoren met vier kleppen per cilinder maakten al in de jaren tien van de vorige eeuw hun debuut in de autosport. Toegepast op de viercilindermotor werd deze techniek vanaf de jaren 70 populair voor serieproductie-auto’s. Dat het zo lang duurde heeft een reden.
Met vier kom je verder. Dat wist Ernest Henry al, de constructeur van de Peugeot L76 met 16V-motor uit 1912. De Grand Prix-racer zette in zowel Europa als in de Verenigde Staten al enkele belangrijke races op zijn naam. Het zijn de eerste aantoonbare successen die zijn geboekt door een auto met een motor met vier kleppen per cilinder. In eerste instantie werd het vermogen bij verbrandingsmotoren vooral bepaald door de cilinderinhoud, onder het motto ‘meer is beter’. De Fransoos kreeg daarom een motor met de indrukwekkende cilinderinhoud van 7,6 liter, verdeeld over vier enorme cilinders. Door de toepassing van een cilinderkop met halfronde verbrandingskamers, twee bovenliggende nokkenassen en vierklepstechniek kon de motor ook overweg met hoge toerentallen en reageerde hij sneller op het gaspedaal. Naar het schijnt leverde de krachtbron van de Peugeot L76 een vermogen van 140 pk bij 2.200 tpm. In 1912 leek deze techniek rechtstreeks uit de toekomst te komen; de multikleppentechniek was zes decennia later zelfs nog steeds alleen in raceauto’s te vinden.
Peugeot L76
De legendarische Ford-Cosworth DFV-V8, de meest succesvolle Formule 1- motor aller tijden, had vier kleppen per cilinder. In 1972 deed de zestienklepstechniek voor het eerst zijn intrede in de serieproductie en wel bij de Jensen-Healey. Waarom de toepassing zo lang op zich liet wachten, laat zich raden: techniek die in de autosport wordt toegepast, is gewoonlijk te complex en te duur voor serieproductie. Het gieten en bewerken van een cilinderkop met vier kleppen is in 1912 zelfs werk voor alchemisten. Er moet eerst ervaring worden opgedaan met hogere toerentallen, sterk belaste kleppen en de materialen die voor de constructie van deze onderdelen noodzakelijk zijn.
Grondige verbranding
De voordelen van de multikleppentechniek zijn evident: doordat het aantal kleppen twee keer zo groot is, verdubbelt in theorie de in- en uitstroomcapaciteit. Er stroomt meer verbrandingslucht de motor in en het uitlaatgas stroomt er sneller weer uit. De centrale plaatsing van de bougies levert een grondige verbranding op. Dat levert een betere werkingsgraad op, terwijl de schadelijke verbrandingsresten die in de motor achterblijven worden teruggedrongen. Zonder aanzuigwegen en uitlaatsystemen met een goede doorstroming levert dat echter nauwelijks iets op. Voor 20 procent extra vermogen is het een hoop gedoe. Het zal geen verbazing wekken dat de compacte en niet al te complexe viercilinders ertoe leiden dat de multiklepstechniek op grote schaal doorbreekt.
Daarna volgen zescilinders, V8-motoren en zelfs dieselmotoren voor personenauto’s met vier kleppen per cilinder. De technologie wordt synoniem met vooruitgang en veel autofabrikanten maken er trots melding van op de achterklep van hun modellen. Nadelen zijn er ook, want bij lage toerentallen is de zestienkleps viercilinder nauwelijks krachtiger dan de trouwe achtklepsmotor. Meer koppel levert deze techniek ook al niet op en om het extra vermogen te kunnen benutten, moet je flink toeren maken. Pas boven de 3.000 tpm wordt de 16V-motor wakker, terwijl het maximale vermogen vaak pas boven de 6.000 tpm beschikbaar. Maar, hoge toerentallen en een lekkere grom uit vrij ademende uitlaatpijpen betekent genieten! En 16-kleppers passen overal in: roadster, sportsedan, coupé en raceauto.
Soms is meer minder
Motoren met vijfklepstechniek werden geen succes. Vijf kleppen per cilinder. Drie aan de inlaatzijde voor een betere vulling, twee aan de uitlaatzijde ertegenover. Wat een drukte in de cilinderkop! De in zeer kleine oplage geproduceerde Bugatti EB 110 kwam in 1992 met een zestigkleps-V12 op de markt, twee jaar later volgden de Ferrari F 355 met een veertigkleps-V8 en de Audi A4 met een nieuwe twintigkleps viercilindermotor.
De techniek was door Ferdinand Piëch geïntroduceerd in de serieproductie; normaliter werd dit vooral in de autosport toegepast. In plaats van meer vermogen moest de techniek in de productiemodellen vooral meer koppel opleveren. Zowel bij atmosferische als turbomotoren. De 20V-viercilinder van Audi, van oorsprong de oude Typ 827 uit 1972, leverde goede prestaties, zonder enorm uit de band te springen: een paar newtonmeter meer, een wat lager verbruik. De complexe techniek leverde uiteindelijk niet zo gek veel op. Vijfklepsmotoren verdwenen daarom snel weer uit beeld.
Dit artikel is eerder verschenen in AutoWeek Classics nummer 6 uit 2018.
