Automobilový vidlicový čtyřválec (V4): Proč se skoro nepoužívá?

Jaká je vlastně výhoda vidlicového motoru? V první řadě jsou to kompaktní rozměry. Pro názornost zůstaneme u šestiválce. Kromě koncepce V6 existuje také řadový šestiválec značený R6, dále ležatý s protiběžnými písty B6 a konečně koncepce „řadově-vidlicová“ VR6. Ležatý šestiválec je ale také s trochou nadsázky vidlicovým motorem, pouze s úhlem rozevření řad válců 180 stupňů. No a ta VR6 také, byť naopak s velmi úzkým rozevřením řad válců (u VW původně 15 stupňů, u druhé generace 10,6 stupně).

Řadový šestiválec vyniká vysoce kultivovaným chodem. V nejedné učebnici o spalovacích motorech se dočtete, že se jedná o přirozeně nejlépe vyvážený motor. Jenže pokud máte auto s motorem uloženým napříč, znamená to, že konstruktéři musejí u takové motoru velmi pečlivě optimalizovat jeho uložení. Sice to možné je, což v minulosti dokázalo třeba švédské Volvo, ale vyžaduje to různé ústupky. V případě Volva je tak například pohon kompresoru klimatizace u těchto motorů, řešen z opačné strany, než jsou rozvodu. A jejich je tady také obtížná, neboť místa mnoho nezbývá.

To vidlicový šestiválec, zejména má-li jeho blok úhel rozevření řad válců obvyklých 60 stupňů (90 stupňů má třeba Audi V6, či Rover KV6), se mnohem snáze vejde i do přídě vozů kompaktní třídy, jak ostatně v minulosti dokázala třeba Mazda (MX-3, 323 BA či Alfa Romeo 147 GTA). Vidlicový šestiválec má v podstatě délku tříválce, takže není problém při jeho uložení napříč s pohonem příslušenství. A také se teoreticky snáze dostane mechanik k rozvodům. Pravdou je, že zmíněný Rover KV6 se i přes úhel 90 stupňů vešel do přídě kompaktního vozu 45/MG ZS, ale pokud jste to někdy viděli, tak místa tam opravdu mnoho není.

Je to drahé

Vidlicové motory mají ale i nevýhody. Předně jsou dost drahé na výrobu a množství dílů. Považte. Jejich blok je složitější, než je tomu u řadových motorů a dále, s výjimkou koncepce VR vyžadují dvě hlavy válců, což znamená dvojnásobný počet vačkových hřídelů, nemluvě o složitějším pohonu rozvodů či řešení výfukového a sacího potrubí.

A tím se dostáváme k prvnímu z důvodů, proč se vidlicové čtyřválce v autech neujaly. Stejně jako V6 i ty musejí mít uvedené prvky dvakrát, jiné zbytečně složité. Pokud u V6 i tak převažují výhody, tak u stejně řešeného motoru obraného o dva válce již toto jako jeho obhajoba neobstojí. Řadový čtyřválec se totiž do přídě vejde podélně i napříč a stejně jak před zadní či za zadní nápravu. Motor V4 je sice oproti řadovému čtyřválci na délku (v ose klikového hřídele) kratší, ale na šířku zabírá místa výrazně více.

Pokud bychom měli V4 porovnat s plochým čtyřválcem, tedy B4, tak v tomto případě nemá výhody takřka žádné. Technika je obdobně složitá (B4 má také dvě hlavy válců) a navíc na rozdíl od B4 má V4 mnohem výše umístěné těžiště, takže zde není potřebný přínos pro jízdní vlastnosti vozidla.

Běží hladce?

Řadový čtyřválec je v otázce kultivovanosti chodu průměrný. Proto se k jeho zlepšení používají dodatečně montované protiběžné vyvažovací hřídele a to zejména u motorů s výrazně delším zdvihem oproti vrtání. Tady je jejich použití skoro nezbytné. Vidlicový čtyřválec vyniká kultivovaným chodem pouze za předpokladu, že má jeho blok úhel rozevření řad válců 90 stupňů. Pokud konstruktér zvolí úhel 60 stupňů, třeba z důvodu kompaktnějších rozměrů, měl by se použít vyvažovací hřídel.

Vidlicové čtyřválce jsou dnes k vidění výhradně u motocyklů. V minulosti se ale objevily také u automobilů. Od 20. do 60. let minulého století je hojně používala italská Lancia v modelech počínaje Lambdou a konče Fulvií. Další společností, která takový motor nabízela, byl americký AMC (American Motor Corporation). Asi nejznámější motor V4 pochází od evropského Fordu. Ten prodával hned dva takto koncipované agregáty. Jednak německý motor Taunus a dále britský Essex. Motor Taunus V4 poháněl kromě fordů Taunus, Transit či kupé Capri také vozy Saab Sonett V4 a dále modely Saab 95 a 96. Dalším cizím uživatelem motoru Ford Taunus V4 bylo francouzské kupé Matra M530, u něhož byl motor V4 uložen před zadní nápravou. Tady se vyplatila krátká délka motoru V4, díky níž mohla být tato matra 2+2 místná. Motor Ford Essex V4, tedy britský našel své uplatnění v e Fordech Transit a Corsair.

Při výčtu uživatelů motoru V4 nesmíme zapomenout na ukrajinskou automobilku ZAS a její modely 965, 966 a 968 běžně pojmenované Zaporožec. Ty poháněl vidlicový čtyřválec MeMZ (Melitopolski Motor Plant, ukrajinsky Мелітопольський моторний завод) vyráběný postupně ve třech zdvihových objemech: 746 cm³, 887 cm³ a v modernějším modelu pak 1,2 litru. Motor byl chlazený vzduchem a umístěný za zadní nápravou, přičemž pro zjemnění chodu využíval vyvažovací hřídel.