Como aficionados al mundo del motor, estamos acostumbrados a escuchar hablar de bloques V6, V8, V10 e incluso V12 en nuestro día a día, pero los motores V4 quizás nos suenen un poco más a chino. A pesar de que existen, lo habitual en la automoción es encontrar motores de cuatro cilindros en línea, reservándose los V4 para las motocicletas de alto rendimiento.
Lo cierto es que los aficionados al mundo del motociclismo estarán mucho más familiarizados con los motores V4, pues a lo largo de la historia los han ofrecido diversos fabricantes. Sin ir más lejos, la Aprilia RSV4 o la Ducati Panigale V4 son dos ejemplos actuales. Por el contrario, solo tres compañías de automóviles los han equipado en el vano motor de sus vehículos alguna vez.
El primero de ellos fue Ford en la época de posguerra, quien le proporcionó los motores a Saab, seguido de Lancia -en modelos como el Fulvia- y Porsche. Este último es el fabricante que más recientemente ha incorporado una mecánica V4 en un automóvil, aunque es justo señalar que se trata de vehículos de competición, los Porsche 919 LMP1 Hybrid y Hybrid Evo.
Y llegados a este punto, probablemente te estarás preguntando porqué no se utiliza con más frecuencia esta configuración de motor en los vehículos de competición y de producción, si es algo relativamente habitual de ver en el motociclismo de alto rendimiento y los resultados son excelentes. Pues bien, hoy voy a dedicar unas líneas a tratar de explicaros las razones por las cuales se usan tan poco estas mecánicas en la automoción con la ayuda de Mike Fernie de Drivetribe.
Como bien explica Fernie en el vídeo que tenemos a continuación, los motores V4 pueden llegar a ser sensacionales, ya que son relativamente pequeños. Si bien resultan algo más anchos que los tradicionales cuatro cilindros en línea, resultan bastante más cortos a causa de la disposición de los dos cilindros: seguidos uno a continuación del otro. Su pequeño tamaño también implica que sean bastante rígidos, lo que les proporciona una gran resistencia ante el estrés del chasis.
Adicionalmente, alcanzan gran equilibrio y resultan muy refinados, pues sus cigüeñales más cortos no generan muchas vibraciones y, si el banco de cilindros está espaciado a 90 grados, las fuerzas primarias de cada banco de cilindros se cancelan entre sí, lo que lleva a un funcionamiento bastante suave. Por lo tanto, el gran problema es el de siempre, su complicación y sus costes de desarrollo.
Al igual que ocurre en el resto de motores en V, un bloque V4 necesita dos culatas, dos colectores de escape, dos trenes de válvulas y el doble de árboles de levas que un propulsor de cuatro cilindros en línea. Eso significa que son caros de desarrollar y costosos de producir. Por su parte, Lancia trató de resolver este aspecto empleando un pequeño ángulo de 12 grados, en lugar de los 90º habituales, de forma que solo necesitase una culata, pero un V4 con menos de 90 grados de separación entre sus bancos de cilindros requiere un eje de equilibrio, lo que complica aún más las cosas.
Esa es precisamente la razón por la cual los experimentos de Ford y Lancia nunca llegaron a triunfar. En una moto deportiva, merece la pena asumir el coste y la complejidad de estas mecánicas porque hay mucho margen para trabajar, pero en el automovilismo hay que ajustar en gran medida estos aspectos. Solo en el caso de Porsche tenía sentido desarrollar una mecánica de estas características, así que aprovechando que es el más reciente, vamos a hablar en profundidad de él.
¿Cómo es la mecánica V4 turbo de Porsche?
El pequeños tamaño de este motor, su elevada rigidez y su buen consumo de combustible llevaron a la firma alemana a instalarlo en el Porsche 919 Hybrid y, posteriormente, en la reciente versión Evo. Además, no fue difícil incorporar un sistema híbrido alrededor de este motor, especialmente teniendo en cuenta que la marca contaba con un presupuesto desorbitado para el desarrollo de este modelo.
El Porsche 919 Hybrid Evo está equipado, por un lado, con un propulsor V4 de gasolina, con 2.0 litros de cilindrada y turbocompresor, que tiene una potencia máxima de unos 720 CV y va conectado al eje trasero; y, por otro, con un motor eléctrico de 440 CV para impulsar las ruedas delanteras, un motor que obtiene la electricidad por medio de dos sistemas de recuperación de energía.
El primero de ellos es una batería de ión-litio, refrigerada por líquido, que almacena temporalmente la energía aprovechada por el eje delantero en la fase de frenado, así como la energía producida por los gases de escape. El mejorado sistema de propulsión es el más potente y más eficiente que el incorporado en vehículos del WEC anteriores, como el 919 Hybrid convencional.
El motor campeón del mundo, con una cilindrada de sólo dos litros, es el propulsor de combustión más eficiente que Porsche haya construido jamás, y tiene una potencia combinada de 1.160 CV. Destacaba por su diseño compacto y también se ha convertido en creador de tendencias, pues el nuevo motor turbo de cuatro cilindros que lleva el Porsche 718 Boxster se beneficia de la tecnología y los conocimientos adquiridos con esta mecánica de competición.
Aunque en este último caso hablamos de un “motor plano”, la mecánica tetracilíndrica de Porsche deriva en cierto modo de la 4V y esto se materializa, por ejemplo, en el espacio que hay entre cilindros, en la carrera corta del pistón y en la inyección directa central de combustible.
Como todos los Porsche, el 919 Hybrid Evo se ha creó en Weissach, en el Centro de Investigación y Desarrollo de la marca. Cuando se trata del sistema de propulsión, el equipo de Hitzinger trabaja estrechamente con los ingenieros encargados de los coches de producción en serie. Tiene una construcción en “V” con un ángulo de 90 grados.
En 2016 la reglamentación exigía una cantidad menor de energía del combustible empleado en cada vuelta y se redujo el flujo de gasolina en todos los prototipos. Para el motor de competición de Porsche esto suponía una pérdida del 8% de combustible y, en consecuencia, la potencia bajaba por debajo de los 500 caballos. Junto con la energía eléctrica tomada de los dos sistemas de recuperación de energía, que suministraban al motor eléctrico situado en el eje frontal, el sistema de propulsión total del Porsche 919 Hybrid daba entonces cerca de 900 caballos.
