(0515) 56 98 21 info@vanderwalmotoren.nl

Techniek: Actief aanpasbare geometrie

Techniek: Actief aanpasbare geometrie

Naar een hoger/lager niveau

Nadat vleugels en andere aerodynamische oplossingen hun intrede
maakten in de racerij, zien we ook op straatmotoren steeds vaker vleugelvormige
uitmonsteringen verschijnen. In de Grands Prix dient zich nu een nieuw wapen
aan, mogelijk met toepassingen op de motor van de gewone man.

Natuurlijk reageert een Grand Prix-racemotorfiets op
manieren die wij stervelingen zelden zullen ervaren. Desondanks zijn diezelfde
reacties simpelweg extreme versies van die van onze straatmotoren. Zodoende
zijn die extremen perfecte scenario’s om techniek te ontwikkelen voor diezelfde
straatmotoren. Het nieuwste wapenfeit in motorontwerp is dan ook niet
aerodynamische downforce, maar hoe de motorfietsgeometrie actief aan te passen
aan en te laten reageren op wisselende situaties. Downforce is daarbij slechts
een bijzaak.

Balans ondermijnend

Te beginnen met hoe een motorfiets op hoge snelheid
neigt achterover te rollen. Het drukpunt tegen de voorzijde van de motor is op
tempo veelal hoger dan het zwaartepunt, waardoor er vroeg of laat ‘lift’
ontstaat. Mugello is wat dat betreft het toppunt. De motoren razen daar op het
rechte stuk op topsnelheid over een heuveltje, waardoor het effect versterkt
wordt. Met ruim 300 kilometer per uur verdwijnt de druk van het voorwiel, veert
de voorvork volledig uit en rekt de band zo ver hij kan, maar het verlies van
contact met het asfalt is onvermijdelijk. Zie hier zo’n extreem voorbeeld; een
wheelie met spinnend achterwiel bij driehonderd plus. Een probleem als dit
ondermijnt de balans waar elke motorontwerper naar zoekt. Wil je een motorfiets
die rap is rechtuit, dan riskeer je gevoel en grip in het bochtenwerk. Ergens
tussenbeide ligt de gulden middenweg, maar hoe kan het rijwielgedeelte de motor
aan de grond houden zonder de stuureigenschappen te degraderen tot het niveau
van een olietanker?

Gebed zonder eind?

Logica gebiedt dat meer druk op de voorkant het probleem
van het lichte voorwiel verhelpt. Zodoende verschijnen er almaar meer en almaar
grotere vleugelpartijen op GP-machines – met de eerste straatmotoren inmiddels
in het kielzog. Opvallend als de vleugels zijn, valt de vorm van de kuip rondom
de radiateurs minder op, terwijl die zo mogelijk nog meer veranderd is sinds de
definitieve intrede van aerodynamica voor motoren. Die opening leidt enkel die
lucht langs de radiateurs die nodig is om het blok op acceptabele
bedrijfstemperaturen te houden, terwijl alle overige – en dus niet
noodzakelijke – lucht wordt weggewuifd. De druk op het frontaal oppervlak van
de motor is hiermee verlaagd; het kan simpel zijn. Alleen of het genoeg is?
Fabrikanten kunnen moeilijk met elke paardenkracht die er meer geproduceerd
wordt grotere vleugels op de motor plakken. Dat zou een gebed zonder end zijn.

Nadruk op mechanische grip

In plaats daarvan wordt geëxperimenteerd met oplossingen die meer nadruk leggen op mechanische grip. Zeker in de afgelopen jaren is het zwaartepunt van motorfietsen steeds verder naar voren verplaatst. Bandentechniek en de werking en effecten van vering zijn immens verbeterd. Zo toveren motorontwerpers meer gevoel van je voorwiel uit de hoge hoed. Het verplaatste de nadruk van de remmerij, in navolging van het verhuizende zwaartepunt, decennia lang steeds meer naar voren. Een dikke 25 jaar geleden gebruikte eigenlijk niemand meer de achterrem, zo goed als de remmerij voor was geworden. In een paradoxale wending komt de aandacht nu toch weer terug bij de achterrem – duidelijk bevestigd door de opkomst van de duim bediende achterrem en de rappe doorontwikkeling naar de ‘scooterrem’. Hard remmen verlaagt de motorfiets namelijk, omdat de krachten van het remmen het achterwiel als het ware om het achterbrugscharnierpunt voorover trekt. De schokdemper veert vervolgens in en de motorfiets wordt lager, langer en stabieler. Zou na elektronisch instelbare wielophanging, dynamische rijhoogteverstelling de motorfiets naar een hoger – of toch juist lager? – plan kunnen tillen?

De bovenste hendel is de koppeling. Aangezien ze die
enkel met de start gebruiken, zit-ie verder niet in de weg. De onderste radiale
rempomp bedient de achterrem. Zoals bij een scooter; vandaar de geuzennaam
‘scooterrem’.

Weggewuifd gerucht

Geheel toevallig was het juist Ducati dat voor de
ophanging van de 916 bijna dertig jaar geleden al een elektronische actieve
rijhoogteversteller patenteerde. Het systeem zag nooit het daglicht, maar er
werd dus al wel over nagedacht. In de Grands Prix zou een dergelijke oplossing
geen doorgang vinden, omdat elektronisch gestuurde rijhoogteverstelling
reglementair verboden is. Mechanische of handmatige input is een vereiste. Dus
zo geschiede, blijkt nu. In Sepang afgelopen winter leek het tijdens de
MotoGP-test de vroegste 1-aprilgrap ooit: de Ducati zou verlaagd kunnen worden
op het rechte stuk. Het was een gerucht dat weggewuifd werd door mensen die
beter hadden moeten weten. Toptechneut Gigi Dall’Igna bepaalt de koers bij
Ducati, hé!

De patenttekeningen van Ducati – ondertekend door Claudio Domenicale (CEO van Ducati) en Filippo Preziosi (voormalig Ducati Corse-manager) – zijn ruw, maar duidelijk. En dus al ruim twintig jaar oud…

(klik op de afbeelding om te vergroten)

Geleend van een mountainbike

Het systeem valt op door een Öhlins-gas- of -oliereservoir
in de voorkuip van Danilo Petrucci. Op het reservoir prijkt een sticker met de
tekst ‘Kit4’ (zie hoofdafbeelding), wat de indruk wekt dat er al drie varianten
aan vooraf zijn gegaan. Zoals het er naar uitziet, werkt het systeem met
gasdruk of hydrauliek. Of het reservoir de druk verhoogt of juist aflaat is
onduidelijk, maar in beide gevallen maakt het mechanisch bediende
rijhoogteverstelling mogelijk. Een simpel hendeltje – geleend van een
mountainbike; zo simpel – staat toe de druk aan te passen en zo de
achterschokdemper te doen inzakken, met een langere en stabielere motorfiets
als resultaat. Het reservoir zal dan ook belast zijn met de taak de
achterschokdemper weer terug op volle lengte te brengen wanneer die lengte
nodig is, zoals met remmen.

Normaal gesproken bedient een dergelijk hendeltje ook vering, maar dan op een mountainbike. De KISS-methode (Keep it simple, stupid!) is Gigi Dall’Igna niet vreemd.

Aan de bak en even dimmen

Reglementair is de aanpassing door middel van het eenvoudige, mechanische stuurschakelaartje voldoende en nog legaal ook. De MotoGP mag geen elektronische tussenkomst hebben wat de wielophanging betreft, maar jij en ik daarentegen… Een verlagingsfunctie als dit zou weinig serieuze aanpassingen vereisen om toegevoegd te worden aan systemen als het Öhlins Smart EC 2.0 en IECAS van Showa. Voor coureurs blijft voorlopig de horde dat het systeem door menselijke input aangestuurd dient te worden – alsof GP-rijders nog niet druk genoeg zijn. Toch geeft juist evaluatie door de rijders onbetaalbare data voor toepassing op de straatmotorfiets. Menselijke feedback kan worden omgezet in enen en nullen, zodat wij – vroeg of laat – ook over dit nieuwe stukje chassistechniek kunnen beschikken. De coureurs weten straks feilloos wanneer het systeem aan de bak moet en wanneer het even moet dimmen.

Öhlins
Showa

Zo’n beetje alle grote veringfabrikanten werken aan
semi-actieve vering. Dat de racerij er niet aan mag komen, is doodzonde.
Ontwikkeling van actieve geometrieverstelling heeft vooral behoefte aan data; coureurs
en races zouden die data moeiteloos kunnen verzorgen.

Eenmaal uitgedistileerd

Zo mag het bijvoorbeeld nooit in werking treden in een bocht; gelukkig kunnen de IMU’s die de hellingshoek afhankelijke ABS en traction control informeren dat prima opmerken. Zou het systeem wel onder helllingshoek worden geactiveerd, dan laat het verlaagde rijwielgedeelte zich niet meer genoeg afschuinen, waardoor er grip wordt verloren. Tegelijkertijd zou het dramatisch zijn als de vering ‘ingeklapt’ is als het op remmen aankomt. Je hebt dan immers minder tot geen serieuze veerweg. Het zou de vering finaal doen uitbodemen, met volledig wegvallen van grip als gevolg. Gemakkelijk is het voor professionele rijders al niet, maar de ontwikkeling is dus in volle gang. Eenmaal uitgedistilleerd kon het wel eens een enorme stap voorwaarts zijn voor de motoren die jij en ik rijden.

Angstvallig klein gehouden

De MotoGP en het WK Superbike staan gebruik van
elektronisch gestuurde vering niet toe. Desondanks zien we het op straatmotoren
steeds vaker. Zeker omdat de gewone motorrijder niet voor aanvang zo’n beetje
elk tweede weekend vier keer een uur gaat rijden om zijn motor af te stellen
voor een toertochtje van drie kwartier op zondagmiddag, is dat voordelig.
Coureurs hebben in 99 van de 100 gevallen sowieso liever conventionele vering,
maar op straat is het onvermijdelijke compromis een zegening. Geen absolute
perfectie, maar dat hoeft ook niet.

Veel van de techniek achter de semi-actieve en
elektronisch gestuurde wielophanging sijpelt vanuit de autowereld naar de
tweewielers. Eén stukje techniek wordt in de motorwereld wel toegepast, maar
tegelijkertijd angstvallig klein gehouden. Een motorfiets zakt wat door zijn
achtervering onder de krachten van de acceleratie en duikt vervolgens voorover
wanneer je remt. In de jaren tachtig werd er plotseling overal met
anti-duiksystemen geëxperimenteerd. Het gros zette de remdruk in om de vork
kortstondig meer demping te geven (afbeelding 1), terwijl andere systemen de
kracht van het remmen op een scharnierende remklauwophanging gebruikt om een
dempingsoliekanaaltje te vernauwen (afbeelding 2). Daardoor ontstaat er
tijdelijk meer demping en dus minder duikeffect. Alleen beroofden die systemen
met name de voorzijde van gevoel en zodoende verdwenen ze net zo snel als ze
kwamen. Maar anno nu, met behulp van elektronisch gestuurde wielophanging,
biedt die extra demping soelaas zonder overdadig verlies van gevoel en dus
controle. De achterschokdemper wordt met vergelijkbare techniek gemaand meer
demping tegen het inveren te geven als het gas erop gaat. Super-de-luxe
sportauto’s en hypercars gebruiken de techniek al langer om de effecten van
lastwissels te neutraliseren, maar voor motorfietsen is het gevoel van voorover
duiken en achterover kantelen onderdeel van de feedback-loop waarop een
motorrijder zijn grenzen ijkt. Hoeveel duiken en kantelen wenselijk of
acceptabel is, is erg persoonlijk en zodoende moeilijk te bepalen. Afgezet
tegen de winsten van een stabielere motorfiets onder aanremmen of een betere
acceleratie omdat de achterband door het achterover kantelen niet overbelast
wordt – en wheelies ook ingeperkt kunnen worden –, ligt de focus bij veel
fabrikanten veel meer op comfort en controle, dan op snellere rondetijden.

Ducati’s toptechneut Gigi Dall’Igna, die nu ook de actieve hoogteverstelling de GP’s in helpt, roept al langer om elektronisch gestuurde wielophanging te legaliseren in de racerij. Het zou ook voor de straatmotorrijder op termijn veel voordeel op kunnen leveren als er meer data uit de racerij komt. Dat is zeker.

Meer over MotoGP-techniek lezen?

Neil Spalding, co-auteur van dit artikel, loopt al jaren
mee in het MotoGP-circus. Hij heeft de technische ontwikkelingen in deze klasse
nauwlettend gevolgd met als resultaat een standaardwerk dat nu aan zijn derde
editie toe is: MotoGP Technology. Het geeft een fascinerende kijk in de keuken
in de GP-wereld, meer specifiek op technisch gebied.

Titel: MotoGP Technology Third Edition. Auteur: Neil Spalding. Details: 304 pagina’s, 650 full colour foto’s en illustraties. Formaat: 210 x 270 mm. Uitgeverij: Phoebus Apollo Publishing. Prijs: £ 39,95. Meer informatie: www.motogptechnology.com.

Tekst: Neil Spalding en Nick Enghardt
Fotografie: Neil Spalding en anderen

Het bericht Techniek: Actief aanpasbare geometrie verscheen eerst op Motor.NL.

%d bloggers liken dit: