12κύλινδρα αυτοκίνητα της Horch και της Audi-Oμοιότητες, Διαφορές
Η ΣΧΕΔΙΑΣΤΙΚΗ ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ ΤΩΝ 12ΚΥΛΙΝΔΡΩΝ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ ΤΗΣ HORCH ΚΑΙ ΤΗΣ AUDI ?ΕΝΑ ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΝΤΟΚΟΥΜΕΝΤΟ ΟΜΟΙΟΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΦΟΡΩΝ
Από τη δεκαετία του ?20 οι 12κύλινδροι κινητήρες θεωρούνται ως το απόλυτο στη μηχανολογία
των αυτοκινήτων. Η άψογη εγγενής εξισορρόπηση των κραδασμών εγγυάται την άφθαστη
ομαλότητα της λειτουργίας τους. Η γρήγορη ακολουθία των χρόνων παραγωγής έργου (δηλαδή
της έκρηξης-εκτόνωσης) εξασφαλίζει μεγάλη ελαστικότητα και ήχο που μαγεύει. Στην ιστορία
της Audi συναντούμε τέσσερις παραλλαγές στο ίδιο θέμα των 12 κυλίνδρων. Με μια ήπια
απόδοση 120 ίππων, η Horch έκανε την αρχή σε χαμηλούς τόνους, τους οποίους ανέβασε πολύ
ψηλά στη συνέχεια η Auto Union με έναν κινητήρα 485 ίππων στις 7.000 σ.α.λ. Η Audi πήρε
τη σκυτάλη το 1991 με το πρωτότυπο Avus των 509 ίππων που ποτέ δεν γνώρισε το κοινό,
αντίθετα με το 12κύλινδρο Α8 των σεβαστών 420 ίππων που πολύ σύντομα θα περάσει το
κατώφλι της γραμμής παραγωγής.
Από το 1926 η Horch κατασκεύαζε εξαιρετικά αυτοκίνητα διατηρώντας μια επικερδή
επιχείρηση που προμήθευε τους πλούσιους και τους διάσημους αποκλειστικά με 8κύλινδρα
μοντέλα. Τα αμαξώματα των μοντέλων της εταιρείας, που είχε την έδρα της στο Σβικάου της
γερμανικής Σαξονίας, διακρίνονταν για τη φανταχτερή τους κομψότητα. Για να κινούνται αυτά
τα αυτοκίνητα, ο αρχιμηχανικός Πολ Ντέμλερ ―εργαζόμενος πολύ μακριά από την πατρίδα του,
στη νότια Γερμανία― είχε σχεδιάσει έναν πολύ μοντέρνο 8κύλινδρο κινητήρα, που είχε εκείνη
την εποχή δύο εκκεντροφόρους επικεφαλής και στο μέγιστο της απόδοσής του παρήγαγε μια
ήπια ισχύ 80 ίππων από 4.000 κυβικά, η οποία κινούσε αρχοντικά το μεγάλο αμάξωμα. Όμως
για να βρίσκεται η εταιρεία στην πρώτη γραμμή παγκοσμίως στην κορυφαία κατηγορία των
πολυτελών αυτοκινήτων, χρειαζόταν κάτι παραπάνω. Και αυτό ήταν περισσότερη ισχύς και
μεγαλύτερος αριθμός κυλίνδρων. Πολύ απλά χρειαζόταν ένας 12κύλινδρος κινητήρας.
Όταν ο Nτέμλερ έφυγε από τη Horch το 1929, τη θέση του αρχιμηχανικού πήρε ο Φριτζ
Φίντλερ, που προώθησε την επιθυμία της εταιρείας να αντικαταστήσει το θαυμάσιο 8κύλινδρο
με ένα 12κύλινδρο κινητήρα, ακολουθώντας τη μόδα που επικρατούσε τότε στον κόσμο του
αυτοκινήτου. Η τραγική ειρωνεία είναι ότι την περίοδο που προηγήθηκε της μεγάλης
οικονομικής κρίσης υπήρχε μια μανία παντού, στην Αμερική και την Ευρώπη, για κινητήρες με
περισσότερους κυλίνδρους από τους πραγματικά απαραίτητους. Σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμα
και οι 12 δεν ήταν αρκετοί ― οι Cadillac και τα Marmon είχαν 16! Ύστερα ήρθε η οικονομική
κρίση της δεκαετίας του ?30, που ανάγκασε τη βιομηχανία να αναδιπλωθεί και να ακολουθήσει
τακτική επιβίωσης, με αποτέλεσμα να ενωθούν όλοι οι κατασκευαστές της Σαξονίας,
σχηματίζοντας την Auto Union. Έτσι ξαναενώθηκε η Horch με την Audi και κάτω από την ίδια
στέγη μπήκαν η DKW και η Wanderer.
Όμως, παρά την κρίση, τίποτα δεν άλλαξε για τον Φριτζ Φίντλερ. Είχε τη δυνατότητα να
συνεχίσει να ασχολείται με την εκπλήρωση του ονείρου κάθε κατασκευαστή κινητήρων, έχοντας
την έγκριση να προχωρήσει την εξέλιξη του 12κύλινδρου κινητήρα, μολονότι το σχεδιαστικό
του στιλ έδειχνε άνθρωπο που προτιμούσε τις απλές λύσεις ― και αυτό φάνηκε και από το
σχεδιασμό του 12κύλινδρου κινητήρα.
Οι κύλινδροι είχαν διάταξη V με περιεχόμενη γωνία 60°, και ο κινητήρας δεν είχε ούτε
εκκεντροφόρους επικεφαλής ούτε βαλβίδες επικεφαλής, όπως οι κινητήρες του Πολ Nτέμλερ. Ο
Φίντλερ τοποθέτησε έναν εκκεντροφόρο ανάμεσα στις δύο σειρές κυλίνδρων, ο οποίος κινούσε
τις πλευρικά τοποθετημένες βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής που βρίσκονταν σε οριζόντια
θέση στη σειρά, στο εσωτερικό του V.
Το μικρό άνοιγμα ανάμεσα στις δύο σειρές κυλίνδρων το μοιράζονταν η πολλαπλή εισαγωγής
―με ένα μόνο διπλό καρμπιρατέρ― και η πολλαπλή εξαγωγής. Αυτή η διάταξη μάλλον
αποσκοπούσε στην προθέρμανση του καύσιμου μίγματος παρά στη βέλτιστη πλήρωση των
κυλίνδρων. Ήταν προφανές ότι η ισχύς δεν ήταν ανάμεσα στις προτεραιότητες του Φίντλερ. Η
διαδρομή των κυλίνδρων ήταν μεγάλη ―100 χιλιοστά―, ενώ η διάμετρος ήταν 80 χιλιοστά. Παρά
την τεράστια χωρητικότητα των 6 λίτρων που προέκυπτε από αυτές τις διαστάσεις, η ήπια και
πολιτισμένη απόδοση των 120 ίππων στις 3.200 σ.α.λ. έκανε προφανές ότι οι επιδιώξεις του
Φίντλερ είχαν διαφορετική κατεύθυνση.
Αυτό που ήθελε να πετύχει ο Φίντλερ ήταν η πολιτισμένη και αρχοντική κίνηση. Κατάφερε την
απόλυτη μηχανική ηρεμία χρησιμοποιώντας έναν υδραυλικό μηχανισμό ρύθμισης των βαλβίδων,
ένα στροφαλοφόρο άξονα με 7 κύρια έδρανα, 12 αντίβαρα και έναν αποσβεστήρα ταλαντώσεων
στο μπροστινό μέρος. Όλα αυτά εξομάλυναν ακόμα περισσότερο τη λειτουργία του
αυτοεξισορροπούμενου V12.
Το αγωνιστικό τμήμα της Auto Union κατασκεύασε το 1937 ένα 12κύλινδρο κινητήρα με εντελώς
διαφορετική φιλοσοφία. Ένας νέος κανονισμός, που θα ίσχυε το 1938, θα επέβαλε τον
περιορισμό της ισχύος των αγωνιστικών αυτοκινήτων γκραν πρι. Οι υπερτροφοδοτούμενοι
κινητήρες έπρεπε να μην ξεπερνούν σε χωρητικότητα τα 3 λίτρα, ενώ το όριο για τους
ατμοσφαιρικούς έφτανε στα 4,5 λίτρα.
Ο σχεδιασμός του κινητήρα που διαδέχτηκε τον 16κύλινδρο αγωνιστικό και είχε μόλις τη μισή
χωρητικότητα από τον παλιό 12κύλινδρο έκανε το μηχανικό Ρόμπερτ Έμπεραν φον Έμπερχοστ
διάσημο. Όπως και ο Φίντλερ, που είχε ήδη μετακινηθεί στην BMW, ο ευγενής μηχανικός
προτιμούσε τις απλές λύσεις. Eνώ ο αντίστοιχος V12 της Mercedes βασιζόταν σε σχεδιαστικές
αρχές που ακόμα και σήμερα βρίσκονται στην αιχμή της τεχνολογίας, με τους τέσσερις
εκκεντροφόρους επικεφαλής και τις τέσσερις βαλβίδες ανά κύλινδρο, ο Σάξονας μηχανικός
προτίμησε τρεις εκκεντροφόρους με δύο ―μεγαλύτερες― βαλβίδες ανά κύλινδρο.
Τη λειτουργία των τριών εκκεντροφόρων καθόριζε η γεωμετρία του κινητήρα με τη μικρή
περιεχόμενη γωνία των 60°. Ο μεσαίος εκκεντροφόρος κινούσε με «κοκοράκια» τις βαλβίδες
εισαγωγής, που βρίσκονταν στην εσωτερική πλευρά του V, ενώ καθένας από τους δύο ακραίους
εκκεντροφόρους κινούσε, πάλι με «κοκοράκια», τις βαλβίδες εξαγωγής μιας σειράς κυλίνδρων.
Χάρη στη γεωμετρία των κυλίνδρων των κλασικών υπερτροφοδοτούμενων κινητήρων, οι δύο
μεγάλες βαλβίδες ανά κύλινδρο δεν αποτελούσαν αναγκαστικά μειονέκτημα. Η πίεση
υπερπλήρωσης των 1,67 bar που παρήγαγαν οι δύο υπερσυμπιεστές Rootes και η χαμηλή βασική
σχέση συμπίεσης επέτρεπαν το σχεδιασμό ημισφαιρικών θαλάμων καύσης για τους κυλίνδρους.
Αυτή τη σχεδιαστική αρχή ενίσχυε η επιλογή της σχετικά μικρής διαμέτρου των 65 χιλιοστών
για τους κυλίνδρους, με διαδρομή 75 χιλιοστών.
Με ισχύ 485 ίππων στις 7.000 σ.α.λ. και ροπή 550 Nm στις 4.000 σ.α.λ., ο κινητήρας V12
της Auto Union έκανε το ντεμπούτο του ως ανώτερος από εκείνον της Mercedes, που ξεκίνησε
την καριέρα του με 450 ίππους, αλλά γρήγορα δέχτηκε τις τονωτικές επεμβάσεις που ανέβασαν
την ισχύ του στους 483 ίππους, για να μπορέσει να ανταγωνιστεί αυτόν της Auto Union.
Σε σύγκριση με τους 12κύλινδρους κινητήρες που κινούσαν τα «ασημένια βέλη», η οικονομία
του V12 της Auto Union προκαλούσε κατάπληξη. Για να? έχουν κέφια οι σχεδόν 500 ίπποι,
χρειάζονταν 1 λίτρο καυσίμου για κάθε χιλιόμετρο, και μάλιστα όχι σκέτη βενζίνη, αλλά ένα
τοξικό και καυστικό μίγμα μεθανόλης, ακετόνης, νιτροβενζολίου και αιθέρα. Ρωτήστε ένα
γιατρό και ένα χημικό για τους κινδύνους και τις επιπτώσεις.
Το επόμενο 12κύλινδρο σχέδιο στην ιστορία της Auto Union το υλοποίησε η Audi το 1991,
παρουσιάζοντας το σχεδιαστικό πρωτότυπο Avus. Το κουπέ υψηλών επιδόσεων είχε σχεδιαστικές
αναφορές από τα παλιά αγωνιστικά αυτοκίνητα που πριν από πενήντα χρόνια είχαν τρέξει στην
πίστα ¶βους του Βερολίνου, με ταχύτητες που ξεπερνούσαν τα 200 χλμ./ώρα.
Ακολουθώντας την παράδοση εκείνων των αυτοκινήτων, το Avus είχε ένα 12κύλινδρο κινητήρα
τοποθετημένο στο κέντρο, ο οποίος όμως δεν ακολουθούσε την παλιά καλή και απλή συνταγή. Ο
12 κύλινδροι είχαν διάταξη W, δηλαδή υπήρχαν τρεις σειρές με τέσσερις κυλίνδρους η
καθεμία συνολικής χωρητικότητας 6 λίτρων. Το αλιμουνένιο μπλοκ περιείχε ένα στροφαλοφόρο
άξονα με τέσσερις στροφάλους και πέντε κύρια έδρανα. Στο κομβίο κάθε στροφάλου συνδέονταν
οι μπιέλες τριών κυλίνδρων. Οι διαστάσεις των κυλίνδρων προέρχονταν από κάποιον κινητήρα
παραγωγής της Audi εκείνης της εποχής, με διάμετρο κυλίνδρου 82,5 χιλιοστά και διαδρομή
εμβόλου 92,8 χιλιοστά. Οι δύο εκκεντροφόροι επικεφαλής της κάθε σειράς κυλίνδρων κινούσαν
πέντε βαλβίδες ανά κύλινδρο, τρεις εισαγωγής και δύο εξαγωγής. Eπειδή με τη διάταξη W12
χανόταν το πλεονέκτημα της εγγενούς εξισορρόπησης των ταλαντώσεων, το έργο της
εξομάλυνσης της λειτουργίας του κινητήρα αναλάμβαναν δύο άξονες εξισορρόπησης. Η μέγιστη
ισχύς του W12 έφτανε το? χορταστικό νούμερο των 509 ίππων στις 5.800 σ.α.λ. Όμως αυτό
ήταν μια ενδεικτική τιμή, αφού η εξέλιξη του εξεζητημένου κινητήρα δεν προωθήθηκε από την
εταιρεία.
Τώρα η νέα, τέταρτη κατά σειρά γενιά 12κύλινδρων κινητήρων στην ιστορία της εταιρείας
μάλλον έχει τις καλύτερες προοπτικές για επιτυχή μαζική παραγωγή. Ο νέος W12, που σύντομα
θα μπει σε παραγωγή, έχει μια απόλυτα ρεαλιστική και δοκιμασμένη σχεδιαστική αφετηρία.
Προέρχεται από την ένωση δύο κινητήρων VR6, από αυτούς που κινούν τα Golf, Bora και
Passat. Όταν είναι συναρμολογημένος, αυτός ο W12 έχει σύνθετη γεωμετρία, γιατί τα δύο
μπλοκ VR6 έχουν τοποθετηθεί το ένα πίσω από το άλλο, όχι όμως απόλυτα ευθυγραμμισμένα,
αλλά με μια γωνιακή απόκλιση 15° μεταξύ τους. Έτσι σχηματίζονται δύο σειρές από έξι
κυλίνδρους, με τους τρεις πρώτους της κάθε σειράς να έχουν 15° διαφορά στην κλίση τους
από τους άλλους τρεις. Η συνολική γωνία του σχηματισμού, από την πρώτη μέχρι την
τελευταία τριάδα, είναι 72°.
Τα δώδεκα έμβολα κινούν ένα στροφαλοφόρο με επτά κύρια έδρανα. Πρόκειται για έναν επίπεδο
―όπως λέγεται― στροφαλοφόρο, του οποίου όμως η γωνία ανάμεσα στους στροφάλους είναι μόνο
θεωρητικά 180°, και αυτό συμβαίνει γιατί κάθε κομβίο στροφάλου, στο οποίο συντρέχουν οι
μπιέλες δύο κυλίνδρων, παρουσιάζει μια μικρή γωνιακή μετατόπιση για να επιτυγχάνεται ο
απόλυτα ομοιόμορφος χρονισμός της ανάφλεξης.
Το πλεονέκτημα αυτού του σχεδιασμού είναι οι πολύ μικρές εξωτερικές διαστάσεις του
κινητήρα. Παρά το μεγάλο αριθμό κυλίνδρων και της αυξημένης χωρητικότητας, ο W12
καταλαμβάνει τον ίδιο χώρο με τον V8. Το μικρό μήκος των μόλις 513 χιλιοστών και το βάρος
των μόλις 245 κιλών τον κάνουν ιδανικό για συνδυασμό με το σύστημα μετάδοσης σε όλους
τους τροχούς που χρησιμοποιεί η Audi στο Α8.
Από κλασική μηχανολογική άποψη η παράδοση της μεγάλης διαδρομής των εμβόλων συνεχίζεται.
Η διαδρομή είναι 90,2 χιλιοστά, με τη διάμετρο κάθε κυλίνδρου να μην ξεπερνά τα 84
χιλιοστά. Αν υπολογίσει κανείς τον όγκο για 12 κυλίνδρους, θα βρει 5.998 κυβικά εκατοστά.
Η επαρκής πλήρωση αυτού του όγκου εξασφαλίζεται από τον πολύ μοντέρνο μηχανισμό βαλβίδων.
Τέσσερις εκκεντροφόροι επικεφαλής με συνεχώς μεταβαλλόμενο χρονισμό των βαλβίδων
―μεταβολή μέχρι 52° για την εισαγωγή και μέχρι 22° για την εξαγωγή― κινούν τέσσερις
βαλβίδες ανά κύλινδρο. Τους εκκεντροφόρους κινεί μία αλυσίδα. Η σχέση συμπίεσης φτάνει
στα 10,75:1, τέσσερις φορές μεγαλύτερη από αυτήν του πρώτου V12 της Horch.
Οι ταυτόχρονες εκρήξεις πολλών κυλίνδρων παράγουν μέγιστη ισχύ 420 ίππων στις 6.000
σ.α.λ. και ροπή 550 Nm από τις 3.500 μέχρι τις 4.750 σ.α.λ. Έτσι μπορεί να πει κάποιος
ότι ο νέος V12 παραγωγής είναι 3,5 φορές ισχυρότερος από το μακρινό του πρόγονο του 1932.
Και όμως, ο σημερινός κινητήρας καταναλώνει μόνο τη μισή βενζίνη, με μέση κατανάλωση 14,6
λίτρα ανά 100 χλμ.