De geboorte van de Hemi motor. De Hemi motor heeft als kenmerk halfronde verbrandingskamers en ontleent daar ook zijn naam aan, want half rond of een halve bol is in het Engels ‘hemispherical’. De naam ‘Hemi’ is tegenwoordig een gedeponeerd handelsmerk van Chrysler en je komt de naam dan ook tegen op auto’s en trucks van dit merk. Toch is Chrysler niet de uitvinder van de Hemi motor. Die eer is (zeer waarschijnlijk) weggelegd voor Allie Ray Welch uit Chelsea, Wisconsin (USA) die dat doet in 1901 (er is ook sprake van ene Augustus M. Herring die de HEMI-vormige verbrandingskamer in 1898 toepaste maar zonder de in- en uitlaatkleppen die we nu kennen). Het eerste prototype van zijn motor wordt gebouwd door de Truscott Launch and Engine Company, een twee cilinder motor die gebruikt wordt in een boot. De eerste Hemi motor in een automobiel heeft dubbel zoveel cilinders (4) en wordt gedaan door de Belgische autofabrikant Pipe in 1905, gevestigd in Brussel en ook bekend als Compagnie Belge de Construction Automobiles. Weldra volgt Fiat met haar 130 HP Grand Prix raceauto die je in 1907 op de circuits ziet verschijnen. Meerdere autofabrikanten volgen maar opvallend genoeg verdwijnt de Hemi motor uit beeld vanwege de hoge kosten en de snel toenemende vermogens van de ‘gewone’ motoren (in die tijd zijkleppers).
De wederopstanding van de Hemi. In de Tweede Wereldoorlog komt Chrysler in beeld, die de motor met zijn halfronde verbrandingskamers weer oppakt voor militair gebruik en de luchtvaart. Twee experimentele motoren worden gemaakt. Eén is de V-12 AV-1790-5B motor die gebruikt wordt in de M47 Patton tank. De ander is een indrukwekkende XIV-2220 V-16 motor. Inderdaad staat 2220 voor de inhoud in cubic inches en omgezet naar metrische eenheden betekent het een inhoud van 36,4 liter! Die motor zou 2.500 pk leveren in een P-47 Republic Thunderbolt gevechtsvliegtuig. Tijdens (succesvol) testen passeert de P-47 de grens van 500 mijl per uur (804 km/u) maar dan is ondertussen het einde van de oorlog in zicht en de opkomst van de straalmotor techniek een feit, zodat de V-16 motor nooit geproduceerd gaat worden.
De eerste successen. Om al die onderzoeken en ontwikkelingen niet verloren te laten gaan besluit Chrysler de techniek van de Hemi motor toe te passen in haar auto’s. De eerste auto met die techniek debuteert in 1950 onder de naam FirePower, met een motor van 331 cid (5,4 liter) die 180 pk levert. Maar er verschijnen ook zescilinders met de halfronde verbrandingskamers. Meerdere merken onder de Chrysler vlag gebruiken de motor, vaak onder een eigen naam (DeSoto Firedome, Dodge Red Ram). Niet Plymouth, die geeft de motor pas later zijn naam. De motor wordt geproduceerd van 1951 tot en met 1958. In 1964 ziet de tweede generatie van de motor (tot 1971) het levenslicht, waarmee de eerdere motoren automatisch de eerste generatie wordt. De aanzet is als Chrysler een extra grote, verbeterde motor bouwt van 426 cid (7,0 liter) voor het Nascar racen. Ze lepelen die vervolgens in een Plymouth Belvedere. Met deze 426 motor in drie Plymouths worden de eerste drie plaatsen in de prestigieuze Daytona 500 ingenomen (winnaar is Richard Petty). Veel liefhebbers van de ‘muscle car’ zien deze motor nog altijd als de ultieme Hemi. Door liefhebbers wordt hij ook wel de ‘Olifant Motor’ genoemd, maar het is in ieder geval de eerste motor die de merknaam Hemi krijgt. Nieuwe regels zorgen er voor dat de Hemi motor in 1965 verbannen wordt van het circuit, doodgewoon omdat Chrysler weinig werk maakt van het verkopen van de motor in straatauto’s. Een paar auto’s van het merk worden verkocht met die 426 race motor, maar serieuze productie van mildere motoren voor straatgebruik begint pas in 1966. Daardoor kunnen standaard auto’s met een Hemi (race)motor terug naar het Nascar circuit. Die motor voor straatgebruik heeft een lagere compressie dan de race versie, alsmede een andere nokkenas, simpeler in- en uitlaatspruitstukken en wellicht nog wat aanpassingen. Desondanks levert de (straat)motor een respectabele 425 paardenkrachten en is dat halverwege die zestiger jaren niet tevens de aanzet voor de ‘muscle car’ periode? Onder de met Hemi motoren uitgeruste auto’s (Dodge, Plymouth, Monteverdi) vind je illustere namen, maar als het doek in 1971 valt voor straatauto’s met een Hemi motor wordt het principe van de 426 motor nog altijd gebruikt in races, waaronder drag races. De derde generatie van de Hemi motor welke nog altijd gaande is komt in 2003 op de markt (we hebben de introductie beleefd op de Detroit Autoshow). Vanaf die tijd kan iedereen een auto kopen met een Hemi motor en blijft deze niet alleen weggelegd voor race fanaten en welgestelde liefhebbers van muscle cars. De geschiedenis van de huidige generatie is overal te vinden, niet in de laatste plaats op het internet. In 2014 viert de Hemi ‘Olifantmotor’ haar vijftigjarige bestaan met een logo dat herinnert aan de 426 motor waarmee het allemaal begint (foto hierboven).
Donkere wolken pakken zich samen… Maar hoe geliefd de Hemi motor voor velen ook is, toch vraag je je af of er nog wel plaats is voor de Hemi motor in de huidige tijd van downsizing en elektrificatie door autofabrikanten. Het einde van de Hemi lijkt helemaal in zicht als we een bericht van Stellantis, waar Chrysler onder valt, onder ogen krijgen waarin ze aankondigen een nieuwe zescilinder lijnmotor uit te brengen. Op zich wel gedurfd in deze tijd om een nieuwe interne verbrandingsmotor (ICE voor Internal Combustion Engine) te introduceren terwijl de auto industrie zich vooral richt op elektrische auto’s. Volgens Chrysler is dat nog niet het geval met ICE voor de Amerikaanse markt (hier in Europa is dat een ander verhaal). Ondanks dat het bedrijf zich verplicht stelt om minstens vijftig procent van haar autoproductie in 2030 elektrisch te laten zijn, zou dat ook betekenen dat de andere helft nog altijd een auto wil met een interne verbrandingsmotor. Daar valt natuurlijk wat voor te zeggen, maar om de populaire Hemi motoren ‘het zwijgen op te leggen’ moet je toch wel met serieuze papieren komen. Laten ze die nu hebben volgens het merk zelf.
Sterke troeven. De nieuwe zescilinder Hurrican lijnmotor van Stellantis heeft een inhoud van 3,0 liter en is uitgevoerd met twee (niet al te grote, dus snelle, hoog volume) turbo’s. De motor is gebaseerd op de huidige viercilinder 2.0L turbomotor. Ze delen dezelfde boring en slag alsmede de cilinder plaatsing. Stellantis claimt een lager verbruik en een schonere uitstoot dan grotere motoren, maar dat lijkt ons tamelijk logisch met een inhoudelijk kleinere motor. Ze claimen echter tegelijkertijd meer vermogen en koppel dan veel V-8 motoren met ongeblazen aanzuiging van de lucht en geblazen zescilinders. In standaard SO uitvoering (Standard Output) levert de motor dik 400 pk en 610 Nm aan koppel dankzij onder meer een gekoeld EGR systeem (Exhaust Gas Recirculation). De motor is afgesteld op een zo gunstig mogelijk brandstofverbruik en gebruikt een iets mindere turbodruk dan de HO uitvoering. Kies je voor die HO (High Output), dan levert de nieuweling meer dan 500 pk en 644 Nm! Die is afgesteld voor een gunstiger brandstofverbruik onder zware omstandigheden (denk aan het trekken van zware aanhangers) in vergelijk met een V-8 motor. Meer dan negentig procent van het maximum koppel is voorhanden vanaf 2.350 t/pm tot het rode streepje van de toerenteller. Voorwaar, dat zijn indrukwekkende getallen. Volgens Micky Bly, hoofd aandrijfsystemen bij Stellantis, zal de nieuwe Hurricane motor de komende jaren een belangrijke speler zijn in de portfolio van het bedrijf. “Klanten hoeven geen compromis te sluiten, want ze krijgen een schonere en zuiniger motor zonder dat ze hoeven in te leveren op prestaties” aldus Bly. Dat gekozen is voor een zescilinder lijnmotor is niet geheel onlogisch, want die configuratie heeft al eeuwige roem vergaard in legendarische platforms van bijvoorbeeld de Toyota 2JZ, de Nissan RB26DETT en de BMW N55/S55. En laten we Chrysler’s eigen lange geschiedenis met de zescilinder lijnmotor niet vergeten, vanaf haar vermaarde ‘slant six’ tot en met de op AMC gebaseerde 4.0 liter die al decennia lang in Jeeps te vinden is. Van die laatste zijn er ondertussen al meer dan vijf miljoen gemaakt.
Voor en nadelen van zes cilinders in lijn. Een motor met zes cilinders in lijn geplaatst heeft enkele voordelen ten opzichte van een V configuratie. Het is van nature een soepele motor dankzij de in balans zijnde cilinders en de ontstekingsvolgorde. In essentie zijn het twee gespiegelde driecilinders en inherent daaraan is een krukas zonder contragewichten. Het zijn in de regel koppel motoren (veel zijn ‘over vierkant’, een grotere boring dan de slag) die goed scoren in de lage- en middentoeren. Negentig procent van het gewone rijden op straat gebeurt in dat toerengebied. De Jeep 4.0L levert bijvoorbeeld meer koppel dan vergelijkbare motoren met een grotere inhoud. Dat er minder lijn zes motoren gebruikt worden heeft vooral te maken met het formaat en de beschikbare ruimte om ze in te bouwen. Ze zijn lang en daarom moeilijk in een compact compartiment te plaatsen. Dit zal geen probleem zijn voor deze nieuwe Hurricane motor omdat het er naar uitziet dat deze vooral een plaatsje zal gaan krijgen in SUV’s en trucks (pick-up’s).
Vaag. De twin-turbo Hurricane heeft betrouwbare spierkracht naar het lijkt, maar of het de Hemi motor zal gaan vervangen is een open vraag. Stellantis heeft tot op heden geen woord gezegd over het uit productie nemen van de Hemi maar laat wel weten dat de Hurricane de toekomst is.
Onderscheidend. Er zijn nog wel een paar (moderne en race) technieken losgelaten op de Hurricane motor die je niet ziet op massaal geproduceerde motoren. Het onderblok is van aluminium met diepe zuigermantels en een aluminiumlegering carterpan welke een gesmede krukas met gesmede drijfstangen huisvesten die op hun plaats blijven middels kruiselings vastgezette hoofd lagerkappen. Het onderblok is af fabriek behoorlijk stijf en ze zijn bijvoorbeeld met behulp van een deck-plate gehoond voor een optimale cilinder boring (mooi recht en rond) en bovendien verbetert daarmee het brandstofverbruik. Ter verduidelijking, een deck-plate is een dikke plaat die in plaats van de cilinderkop (tijdelijk) op het onderblok vast gezet wordt. Meet je nu de boring van de cilinders, dan zie je een (fractioneel) andere waarde dan wanneer je die boring in het onderblok rechtstreeks meet zonder die plaat. De bouten waarmee de cilinderkop vastgezet wordt hebben dus invloed op het onderblok dat een fractie vervormd. Doe je dus tijdens het honen net alsof er een cilinderkop op zit, dan is de boring nadien met de cilinderkop er op ook nog exact rond. Dan is er een cilinder coating met sterk verminderde wrijving onder de naam Plasma Transfer Wire Arc (PTWA) die ook de warmte afvoer ten goede komt omdat er meer aluminium rondom de cilinders mogelijk is dan met traditionele iron-liners (cilinderbussen). Die PTWA coating is ultra dun in vergelijk met een ijzeren cilinderbus maar is tien keer zo slijtvast. Het is afkomstig uit de luchtvaart en simpel gezegd wordt een ijzerdraad legering onder hoge temperatuur (bijna 2.300 graden Celsius) gesmolten. Daarbij worden microscopisch kleine deeltjes geproduceerd welke met hoge snelheid op de cilinderwanden worden gespoten. Die deeltjes vormen een scheikundige verbinding met de aluminium boring. Als geschreven laat deze coating meer aluminium toe tussen de cilinders en dat verbetert de warmte afvoer en dus ook de koeling van de motor. Het staat ook een groter brandstof/lucht mengsel toe en het vervroegen van het ontstekingstijdstip over een groter toerenbereik.
We zijn er nog niet maar wel bijna. Brandstof krijgt de Hurricane motor ingespoten middels pomp aangedreven injectoren. Zie het als de pompverstuivers die je ook in dieselmotoren tegen komt. Die pomp injectoren leveren een druk van 350 bar en vernevelen de brandstof uiterst fijn. Ze doen hun werk middels een ketting aangedreven as. De uitlaatspruitstukken zijn geïntegreerd in de cilinderkop en zijn watergekoeld. De oliepomp heeft variabele volume verplaatsing en kan het ‘spoelen’ (rondpompen) van de olie aanpassen al naar gelang de behoefte. Een intercooler op de motor die de lucht koelt voordat deze het inlaatkanaal bereikt zal niet verbazen. Ook heeft de motor nog een elektrische pomp die het koelwater nog even circuleert nadat de motor is afgezet. Oh ja, en hadden we al genoemd dat de High Output versie gesmede aluminium zuigers heeft die door olie sproeiers gekoeld worden? Soms zou je willen dat je ‘een blik’ in de toekomst kan werpen…
Fotografie motoren: Stellantis USA. Hemi logo’s: Internet. Tekst: Martin Brink.
