No hace mucho, el motor de diez cilindros no parecía algo exclusivamente de colección. El V10 se instalaba en coches deportivos de producción en serie: Lamborghini Gallardo y Huracan, Audi R8, BMW M5 y M6 de las generaciones E60 y E63, Porsche Carrera GT, Lexus LFA y otros modelos. Además, esta arquitectura fue elegida por fabricantes con enfoques de ingeniería completamente diferentes.
Hoy en día, encontrar un coche de producción nuevo con un V10 es mucho más difícil. Incluso en el segmento de los superdeportivos, los diez cilindros han cedido gradualmente su lugar a los V8 turboalimentados compactos, los sistemas híbridos y los motores eléctricos. El V10 en sí mismo no se ha convertido en un mal motor, simplemente sus ventajas son ahora más difíciles de justificar frente a los requisitos de consumo de combustible, emisiones, diseño y costes de desarrollo.
¿Por qué un coche necesita diez cilindros?
Por su arquitectura, el V10 ocupa una posición intermedia entre el V8 y el V12. Los cilindros adicionales permiten, con una cilindrada comparable, reducir el volumen de cada cilindro individual y obtener un motor bien adaptado a altas revoluciones. Al mismo tiempo, este motor sigue siendo más compacto y, por regla general, más ligero que un V12 de características comparables.
Esta combinación era especialmente adecuada para los motores deportivos atmosféricos. El fabricante podía obtener una gran potencia sin el uso de turbocompresores, mantener una respuesta directa al pedal del acelerador y, al mismo tiempo, dar al coche un carácter propio.
Un ejemplo ilustrativo sigue siendo el Lamborghini Huracan Tecnica. Su V10 atmosférico de 5.2 litros desarrollaba 640 CV a 8000 rpm. El motor del Porsche Carrera GT era aún más inusual: un V10 atmosférico de 5.7 litros entregaba 612 CV a las mismas 8000 rpm, y el diseño en sí tenía una conexión con un proyecto de carreras de Porsche.
Sin embargo, los cilindros adicionales tienen su precio. Cuanto más complejo es el motor, más piezas tiene, mayor es su masa y tamaño, y más caros son su producción y desarrollo. Mientras el V10 ofrecía características difíciles de obtener por otros medios, este compromiso tenía sentido.
Cómo el turbo cambió el panorama
Uno de los principales factores que cambiaron la posición del V10 fue el desarrollo de la sobrealimentación. Para aumentar la potencia, un motor atmosférico tiene que pasar más aire a través de los cilindros, y esto se puede lograr aumentando la cilindrada, aumentando las revoluciones y mejorando la distribución de válvulas.
Cada una de estas soluciones tiene límites. El turbocompresor permite resolver el problema de otra manera: aumenta forzosamente la masa de aire que entra en los cilindros, lo que permite que un motor relativamente pequeño desarrolle una potencia muy alta y un gran par motor.
Un V8 moderno con dos turbocompresores, por lo tanto, no solo es capaz de acercarse a la potencia máxima de un V10 atmosférico, sino también de superarlo significativamente en par motor en un amplio rango de revoluciones. Además, este motor de combustión interna se puede combinar con un sistema híbrido.
El cambio que se produjo con Lamborghini es muy revelador. El Huracan utilizaba un V10 atmosférico de 5.2 litros, mientras que su sucesor, el Temerario, recibió un V8 de 4.0 litros con dos turbocompresores y tres motores eléctricos. La potencia total del sistema de propulsión alcanza los 920 CV.
Se produce una situación paradójica a primera vista: la reducción del número de cilindros ya no significa una reducción obligatoria del rendimiento. Las tecnologías modernas permiten obtener mucha más potencia y tracción de un motor de menor cilindrada.
El consumo de combustible se convirtió en parte del diseño
Para un V10 atmosférico, el alto rendimiento está inevitablemente asociado a un alto consumo de combustible. Y cuanto más combustible se quema, más dióxido de carbono se produce.
Para el fabricante, esto dejó de ser solo una cuestión de las características de un modelo individual. En los grandes mercados automovilísticos existen requisitos de eficiencia y emisiones para los vehículos, y en la Unión Europea se han establecido objetivos de CO₂ para la flota de coches nuevos de cada fabricante.
Por lo tanto, un coche potente con un gran motor atmosférico forma parte del sistema ecológico y económico general de la empresa. Incluso si un superdeportivo específico se vende en pequeñas cantidades, su motor aún debe desarrollarse y certificarse de acuerdo con los requisitos actuales.
Los datos de los últimos Audi R8 son reveladores. Dependiendo de la versión, las emisiones oficiales rondaban los 300 g de CO₂ por kilómetro, y en el R8 V10 GT RWD superaban los 330 g/km según el ciclo WLTP.
Así, un gran motor atmosférico resulta ser una herramienta poco conveniente para un fabricante que, al mismo tiempo, debe aumentar la eficiencia de toda su gama de modelos y reducir los indicadores medios de consumo de combustible y CO₂.
¿Qué tiene que ver la toxicidad de los gases de escape?
La desaparición del V10 no puede explicarse únicamente por las limitaciones de dióxido de carbono. El CO₂ y los componentes tóxicos de los gases de escape se refieren a diferentes problemas ambientales.
Normas separadas regulan los óxidos de nitrógeno, el monóxido de carbono, los hidrocarburos y las partículas. Para reducirlos se utilizan catalizadores, sistemas de control de la composición de la mezcla y otros elementos de limpieza de los gases de escape.
Técnicamente, un gran motor de gasolina puede adaptarse a los estrictos requisitos medioambientales. La mera presencia de diez cilindros no hace imposible la certificación.
Pero el desarrollador tiene que resolver muchos más problemas. Es necesario tener en cuenta el arranque en frío, la velocidad de calentamiento de los catalizadores, la composición de los gases de escape en diferentes modos, los procesos transitorios y el funcionamiento de los sistemas de control electrónico.
Para un motor de producción masiva, estas inversiones se distribuyen entre un gran número de vehículos. Un V10 especializado se produce en cantidades significativamente menores, por lo que el coste de desarrollo y modernización de cada una de estas unidades de potencia se vuelve mucho más significativo.
Por qué el V10 es caro
Un motor de diez cilindros tiene más piezas que un V8 comparable: cilindros, pistones, bielas, válvulas y elementos del mecanismo de válvulas. Aumentan el tamaño del bloque y las culatas, y se complican los sistemas de admisión, escape y refrigeración.
Sin embargo, no solo es importante el coste de los componentes en sí. El precio del desarrollo juega un papel importante.
Un motor moderno debe someterse a pruebas exhaustivas de durabilidad, regímenes de temperatura, emisiones, funcionamiento de los sistemas electrónicos y cumplimiento de los requisitos de los diferentes mercados. Cuando un motor se produce en cientos de miles de unidades, los costes pueden distribuirse entre una enorme tirada.
Con el V10 la situación es diferente. Este motor se ha utilizado históricamente principalmente en modelos caros y especializados. Por lo tanto, su producción nunca ha ofrecido las economías de escala disponibles para los V6 o V8 de producción masiva.
Por eso, incluso en el período de popularidad del V10, no se convirtió en un motor universal para turismos. El V8 siguió siendo una arquitectura más flexible, y los diez cilindros aparecieron donde el fabricante necesitaba un motor especial para un modelo deportivo o insignia.
Un motor largo ocupa demasiado espacio
El V10 también tiene una desventaja puramente física. Este motor ocupa un volumen considerable de espacio, especialmente cuando se instala longitudinalmente.
En el compartimento del motor no solo hay que colocar el bloque de cilindros. Cerca se encuentran el sistema de admisión, los colectores de escape, los catalizadores, los radiadores y otros equipos auxiliares.
Un sistema de propulsión híbrido moderno complica aún más la tarea. Ahora los ingenieros deben encontrar espacio para los motores eléctricos, la batería de alto voltaje, la electrónica de potencia y los circuitos de refrigeración adicionales.
Cada elemento compite por el espacio, la masa y el sistema de refrigeración. Por lo tanto, la compacidad del motor se convierte en una propiedad cada vez más valiosa.
Un V8 más corto puede liberar espacio para los componentes del sistema híbrido, mejorar la distribución de la masa o permitir a los diseñadores cumplir más fácilmente otros requisitos del coche. La cuestión ahora no es solo si se puede colocar un V10, sino si el resultado obtenido justifica el nicho constructivo que ocupa.
El motor eléctrico le quitó parte del trabajo al V10
Antes, para obtener alta potencia, respuesta rápida e impresionante dinámica, el fabricante tenía que resolver en gran medida todas estas tareas con la ayuda del propio motor de combustión interna. Un gran motor atmosférico era una de las formas de lograr el resultado deseado.
El motor eléctrico cambió la situación. Es capaz de generar tracción casi instantáneamente y complementar el motor de combustión interna precisamente donde este necesita tiempo para aumentar las revoluciones o cambiar la carga.
Por lo tanto, un superdeportivo moderno puede distribuir las tareas entre varias fuentes de energía. El motor de combustión interna asegura el funcionamiento en el rango óptimo, la sobrealimentación aumenta el rendimiento y los motores eléctricos añaden tracción donde sea necesario.
Al mismo tiempo, el sistema híbrido en sí mismo aumenta la masa y la complejidad del coche. Una de las formas de compensar estos componentes adicionales es reducir el tamaño y la masa del motor de combustión interna.
Como resultado, el V10 atmosférico pierde cada vez más no ante un competidor específico, sino ante una combinación de tecnologías modernas.
Por qué el V10 sigue siendo amado
Si se compara exclusivamente la potencia, la dinámica y la eficiencia, diez cilindros ya no son una condición indispensable para crear un coche rápido. Pero un motor no se evalúa solo por los números.
El V10 posee un sonido característico, que se forma por la combinación del orden de los impulsos de trabajo, la alta frecuencia de rotación, el diseño del sistema de escape y las características del propio motor. Esto se manifiesta de forma especialmente expresiva en los motores atmosféricos de altas revoluciones.
Al mismo tiempo, incluso dos motores de la misma arquitectura pueden sonar completamente diferentes. El resultado final se ve afectado por los colectores de escape, la longitud y configuración de los conductos, la conexión de los conductos de escape, los resonadores, los silenciadores y las válvulas.
Resulta que el número de cilindros solo establece la base del carácter. La 'voz' final del motor se forma por todo el sistema, desde los procesos dentro de los cilindros hasta el momento en que los gases de escape salen de las boquillas de escape.
Por eso, los antiguos V10 atmosféricos son hoy de especial interés para los entusiastas del automóvil. Su diseño surgió en una época en la que se buscaba obtener gran potencia, respuesta rápida y un sonido característico principalmente a través del propio motor.
La tecnología moderna ha aprendido a resolver las mismas tareas de otra manera. La sobrealimentación, el control electrónico, los sistemas híbridos y los motores eléctricos permiten obtener un alto rendimiento de un motor de combustión interna más pequeño. Y en esta nueva realidad de ingeniería, los diez cilindros no resultaron inútiles, sino simplemente una forma demasiado cara y compleja de obtener lo que ahora se puede lograr con varias otras tecnologías.