Vijf ronduit bizarre types zuigermotoren

Omgekeerde V

De V-motor is al bijna net zo oud als de auto zelf. Al in 1889 ontwierp Wilhelm Maybach een 565 cc V-twin, die vervolgens door Gottlieb Daimler gemonteerd werd in zijn Stahlradwagen, zijn tweede automodel. Een set cilinders in een V is dus helemaal niet zo bijzonder, totdat je de boel op z'n kop zet. In de auto- en motorindustrie was zo'n layout volstrekt overbodig, maar voor de luchtvaart van de jaren '20, '30 en '40 bracht het de nodige voordelen met zich mee.

Een omgekeerde V-motor gaf de piloot beter zicht, voorkwam verblinding door de uitlaatvlammen en gaf meer ruimte aan de propeller, zonder dat het landingsgesteld aangepast hoefde te worden. Bovendien konden er bovenop de motor een set machinegeweren gemonteerd worden voor de meer spannende vluchten. De layout was vooral populair bij Duitser fabrikanten van vliegtuigmotoren zoals Daimler-Benz en Junkers, maar ook Franse, Amerikaanse en Japanse motorbouwers gebruikten de omgekeerde V.

Ondanks het gespecialiseerde ontwerp werd het concept alsnog toegepast in de autowereld. In 1939 tekende Ferdinand Porsche namelijk de Mercedes-Benz T80, een acht meter lange recordspecial met een 44,5 liter supercharged Daimler-Benz DB603 omgekeerde V12 achter de bestuurder.

Het gigantische blok stuurde zo'n 3.042 pk naar vier van de zes wielen, en moest het 2,7 ton zware gevaarte naar 600 kilometer per uur stuwen. Door de uitbraak van de Tweede Wereldoorlog kreeg de waanzinnige machine echter nooit de kans om zich te bewijzen.

Tegenovergestelde zuigers

Een V12 op z'n kop is nog tot daar aan toe, maar wat dacht je van een driecilindermotor met zes zuigers? Dat klinkt misschien alsof iemand vinkjes teveel gezet heeft op het bestelformulier, maar toch is het een breed ingezette layout. In een motor met tegenovergestelde zuigers gebeurt precies wat de naam suggereert: in elke cilinder zijn twee zuigers tegenover elkaar gemonteerd. In plaats van de cilinderkop gebruiken de zuigers elkaar om een verbrandingskamer te vormen.

Aangezien er geen kleppen, cilinderkoppen, nokkenassen nodig zijn is een motor met tegenovergestelde zuigers veel lichter, simpeler en kleiner dan een traditioneel ontwerp. Bovendien is er veel minder frictie, waardoor de motor extreem efficiënt kan werken. Het nadeel bij een standaard variant is dat er twee krukassen zijn die met elkaar gesynchroniseerd moeten worden. In 1914 kwam motorfabrikant Simpson echter met een oplossing met een enkele krukas.

De tegenovergestelde zuigermotor leende zich vooral als concept voor efficiënte tweetakt diesels. De motoren werden eerst als stationaire generatoren ingezet, maar vonden al snel hun weg naar schepen, vrachtvervoer, treinen en tanks. Naast varianten met dubbele of enkele krukassen werd er ook een dubbele versie ontwikkeld met twee naast elkaar geleden cilinders. Industriële motorbouwer Napier ontwikkeld zelfs een driehoekige variant met drie cilinders en zes zuigers in elke 'schijf'.

Staandaard tegenovergestelde zuigermotor

Simpson met enkele krukas

Dubbele tegenovergestelde zuigermotor

Napier Deltic

In de autowereld wist de tegenovergestelde zuigermotor niet bepaald door te breken. Tweetakt diesels zijn immers niet bijzonder geschikt voor personenwagens. Toch schreef het concept zich al in 1904 in de geschiedenisboeken.

Een recordwagen aangedreven door een 13,5 liter, viercilinder (dus acht zuigers) Gordon-Brillié motor met maar liefst 110 pk zette destijds een snelheidsrecord met een run van 166,66 kilometer per uur.

H-motor

De H-motor is simpele oplossing met een zeer ingewikkeld resultaat. In feite is het immers niets meer dan twee platte motoren (of boxers) die boven op elkaar geplaatst zijn. Via een tandwieloverbrenging worden de twee motorhelften gesynchroniseerd. Het voordeel van het concept is dat het een simpele manier ie om een grote, maar toch compacte motor met veel vermogen te creëren. Het resultaat ziet er echter bijzonder ingewikkeld uit.

De H-motor verscheen eind jaren twintig met het debuut van de Napier Rapier, een 8,8 liter H-16 vliegtuigmotor. Rivalen Lycoming, Fairey, Pratte & Whitney en Rolls Royce bouwden allemaal een eigen versie. Het toppunt kwam in de jaren veertig met de flitsend genaamde Klöckner-Humboldt-Deutz DZ 720, een 102.9 liter H-32 met 4.600 tot 5.900 pk.

Het zou tot midden jaren zestig duren voordat de H-motor zich zou ontworstelen van de vliegtuigindustrie. In 1966 kwam British Racing Motors namelijk op de proppen met de P75, een drieliter H-16. De motor was het resultaat van een haastige switch van 1,5 naar 3,0 liter motoren in de Formule 1. Terwijl op de achtergrond een traditionele V12 werd ontwikkeld sloeg BRM twee oude 1,5 liter V8 motoren plat en plaatste ze boven elkaar.

Het resultaat was een extreem zwaar, dorstig en ingewikkeld monster. Toevallig produceerde de H-16 nog relatief veel vermogen met 395 pk. Het was genoeg voor klantenteam Lotus en Jim Clark om de Grand Prix van Amerika te winnen. Een evolutie met 64 kleppen en 420 pk beloofde veel, maar kon niets veranderen aan de extreme onbetrouwbaarheid van de motor. Na twee seizoen stapte BRM over naar een uit de enduranceracerij opgepikte V12.

U-motor

Het idee achter de U is eigenlijk hetzelfde als bij de H: zoveel mogelijk vermogen genereren zonder een speciaal motorblok te hoeven bouwen. In plaats van twee platte motoren boven op elkaar is de U twee lijnmotoren naast elkaar. Het stel heeft elk een eigen krukas, maar deelt toch een gemeenschappelijk onderblok.

De voordelen van een 'U' zitten hem in het behouden van de twee bestaande lijnmotoren, waardoor je eenvoudig aan onderdelen kunt komen. Daarnaast zorgt de tegengestelde draairichting van de beide motoren voor een goede balans.

De eerste U-motor verscheen in 1915 met dank aan Ettore Bugatti. De 24,3 liter U-16 produceerde 430 pk, en was uiteraard bedoeld voor vliegtuigen. Verschillende toestellen van Franse vliegtuigbouwer Breguet werden uitgerust met de kolos. Een paar Packard en Morane-Saulnier prototype gevechtsvliegtuigen met de motor kwamen niet verder dan een paar prototypes.

De U-motor behaalde pas echter faam door de experimenten van Fiat. In 1927 zette het Italiaanse merk de 806 neer, een 1,5 liter Grand Prix-machine met een unieke U-12. De motor had namelijk een enkele centrale nokkenas voor de inlaatkleppen, plus nog eens twee aan weerszijden voor de uitlaatkleppen. Met behulp van een supercharger produceerde het blok een indrukwekkende 190 pk.

Fiat schreef de innovatieve machine in voor de 50 kilometer lange Grand Prix van Milaan. De auto wist de korte sprint te winnen, maar kort daarop trokken de Italianen zich plots terug uit de Grand Prix-racerij. De 806 zou nooit weer rijden. Fiat liet de bijzondere U-motor verder voor wat het was.

X-motor

De X-motor klinkt als een topgeheim project dat ergens in de woestijn van Nevada ontwikkeld is, maar opnieuw hebben we het simpelweg over het frontale aanzicht van een doodgewone zuigermotor. De X is precies wat je ervan verwacht: een dubbele V-motor, of een radiaalmotor die wat cilinders mist. Net zoals alle exotische multicilinders begon de X zijn leven in de vliegtuigindustrie. Al in 1917 verscheen de 16,7 liter, 300 pk sterke Thomas Leyland X-8.

De vliegtuig X-8 werd een paar jaar later opgevolgd door een automotive variant. Na het succes van de viercilinder in de legendarische Model T begon Henry Ford in 1920 met de volgende stap. In de aanloop naar wat de iconische Ford Flathead V8 zou worden experimenteerde hij met een X-layout.

Ford sleutelde constant aan zijn tweeliter X-8, waardoor er versies met waterkoeling, luchtkoeling, bovenliggende kleppen en 'L-heads' (één klep in de kop, één in het blok) gecreëerd werden.De laatste versie was een luchtgekoelde L-head met koelfans aan beide kanten. Die koeling bleek - naast problemen met de smering - het doodvonnis voor de X-8 te tekenen. Ford bouwde een enkel prototype chassis voor de X-motor, maar besloot uiteindelijk voor een meer conventionele V-8 te gaan.

Vijftien jaar na de creatie van de eerste Ford X-8 werd er nog een bijzonder prototype op de wereld gezet. Amerikaanse ingenieur Roscoe C. Hoffman realiseerde in 1934 in samenwerking met Franse autobouwer Mathis en Henry Ford de Hoffman X-8, een personenwagen gebouwd ronde een achterin gemonteerde X-8. De motor had een smallere blokhoek dan de Ford, en produceerde 75 pk uit een inhoud van 2,8 liter.

Met een gestroomlijnde carrosserie en een zelfdragend chassis was de Hoffmann bijzonder vooruitstrevend voor de tijd. Het budget om de wagen in serie te produceren werd echter nooit gevonden.