Puma Dragracer
De Top Fuel-klasse is de eredivisie van het dragracen en in die klasse speelt de bloedsnelle Nederlandse Puma een hoofdrol. Marius van der Zijden en Gerard Willemse, de twee Nederlanders achter dit snelste kanon van Europa, lieten meekijken in het hart van hun Puma. De geblazen viercilinder is goed voor 1.000 pk uit 1.327 cc en doet 6,1 sec over 400 meter, met een top van 365 km/uur, waarbij hij 12 liter nitromethaan vestookt!Marius van der Zijden en Gerard Willemse zijn twee Nederlanders die al decennia lang als techneuten actief zijn in de dragracewereld. Sinds 2007 zijn zij ook de mannen achter de successen van de Engelsman Ian King, die in 2007 en 2008 de Europese dragracetitel won. Al ging die samenwerking niet zonder slag of stoot: het trotse Engelse team van King moest duidelijk wennen aan de werkwijze van de twee eigenwijze Nederlanders. “Wij nemen niks zomaar aan en willen steeds innoveren,” aldus Gerard Willemse. “Wij hadden al veel ervaring en wisten wat we wilden. Daar moest Ian wel aan wennen.” Maar het duo had recht van spreken: Marius van der Zijden vormde twintig jaar een twee-eenheid met Roel Koedam en dat resulteerde in een hele serie Europese titels en baanrecords die nog altijd staan. En Gerard Willemse, thans directeur van Machinefabriek Goedhals in Amersfoort, reed met zijn zelfgebouwde Puma’s naar Europese titels in de Super Twin-klasse, toen hij samen met Marius gevraagd werd om te komen sleutelen in het team van wereldtopper Ian King: “We stapten in 2007 in, maar het werd een slopend seizoen door de onbetrouwbare motor. Hockenheim was een dieptepunt, daar moesten we niet alleen de cilinderkop een paar keer oplappen, maar ook tussen twee runs de hoofdlagers vernieuwen. En dat is een aardige klus, waarbij we mazzel hadden dat het programma uitliep door een regenbuitje. Maar al het werk leverde wel de Europese titel op, zij het op het nippertje.”Het motorblok ging eind 2007 dus mee naar Nederland voor talloze detailverbeteringen aan onder meer de klepveren, kanalen, inlaatspruitstuk en krukas. Met die aanpassingen wist het team de Europese dragracetitel in 2008 te prolongeren, deze keer met een heel betrouwbare machine.Voor 2009 werden de zaken rigoureuzer aangepakt. De complete motor overwinterde in Amersfoort en Marius en Gerard maakten van de gelegenheid gebruik om de totale dragracer kritisch onder de loep te nemen. Gerard: “Sommige dingen zijn ingrijpend veranderd, andere zijn kleine praktische aanpassingen. Nu kost het kettingspannen bijvoorbeeld geen half uur meer en met een andere vulopening is het tanken ook veel makkelijker. Maar het blijft passen en meten in het erg compacte ‘chroommolybdeen 4130’ buizenframe. Het frame kon ook nog wel wat steviger rond de achterbrug, daarom zijn we zelf nu ook nog met een hele nieuw rijwielgedeelte bezig, maar dat is nog niet klaar.”Het kloppende hart van Ian Kings dragracer is een 1.327 cc viercilinder met twee kleppen per cilinder. Het blok loopt op nitromethaan, in combinatie met de drukvulling van een mechanische schroefcompressor. De smering van de lagers gebeurt via een drysump-smering met een losse olietank, al wordt er tegenwoordig ook steeds meer wet-sump-smering bij de Top-Fuelers toegepast vanwege het gewichtsvoordeel. Gerard Willemse: “De oliehuishouding onder de krukas is lastig bij een dragster. Door de enorme acceleratie vliegt alle olie achterin het blok. Bij een wet-sump-systeem heb je dus allemaal tussenschotjes in het carter nodig om de olie op de plaats te houden.” Waarop Marius van de Zijden aanvult: “En wat is gewichtsbesparing? Deze dragster weegt met rijder 500 kilo. De stabiliteit van het geheel is veel belangrijker, ik weet zeker dat de snelste Top Fuels ter wereld niet de lichtste zijn!”De krukas van het Puma-blok is niet gesmeed, maar uit een klomp van 60 kilo staal gedraaid! De carters zijn van gegoten aluminium en cilinderblok en cilinderkop zijn bij machinefabriek Goedhals uit een blok massief aluminium gefreesd.Het blok heeft een boring x slag van 80 x 66 mm met daarin Amerikaanse JE zuigers (voorzien van teflon proppen om de wrijving te verminderen) en drie zuigerveren: een olieschraapveer, een chromen topring en een gereedschapstalen tussenring. De drijfstangen zijn gemaakt van aluminium.In de cilinderkop zitten vier bronzen verbrandingskamers geperst met inlaatkleppen van roestvast staal en uitlaatkleppen van het hittebestendige Nimonic. De cilinderkopafdichting is opvallend: koperen ringen en op de bovenzijde van de cilinderbussen randjes waarin een stalen ring de koppakking na montage op zijn plaats drukt. Willemse: “Die omslachtige manier van afdichten heeft te maken met het verschil in vormvastheid tussen cilinderblok en cilinderkop. Die kop is veel minder stijf en op deze manier is er een ‘vergevingsgezinde’ afdichting gecreëerd.”De compressieverhouding is slechts 1 op 6, maar dat heeft alles te maken met het feit dat er geen benzine maar nitromethaan in gestookt wordt en bovendien wordt de inlaatlucht met een hoge druk naar binnen geperst door de mechanische blower, die middels een brede tandriem wordt aangedreven vanaf de krukas. Die nitromethaan-brandstof waarop deze dragster draait is zuurstofhoudend en geeft bij ontbranding enorm veel energie. Bij zelfontbranding is die energie zelfs zo groot dat het goedje ook als basis voor explosieven wordt gebruikt. Marius van der Zijden: “Wij rijden met een nitromethaan-mengsel met tot wel 90% nitro. Het percentage passen we steeds ter plekke tijdens de races aan naar gelang de omstandigheden.”De brandstof gaat via een door de krukas aangedreven opvoerpomp naar het mechanische injectiesysteem. De brandstofdruk bedraagt 20 bar en de brandstof gaat via in totaal 9 nozzles (injectiesproeiers) de motor in. Marius: “Elke cilinder heeft twee nozzles in het inlaatkanaal. Op de eerste set nozzles loopt de motor stationair en als je een beetje gas geeft komt de tweede set bij. Daarnaast bevindt er zich nog een kleine nozzle voor de blower om de luchtinlaat wat te koelen en de blower een beetje te smeren.”Dit alles resulteert in een heel grote dorst: als een ware ‘zuipschuit’ lust hij 12 liter op een run van goed 400 meter! Vergelijk dat maar met het doorspoelen van het toilet…Om die enorme hoeveelheid nitromethaan te laten ontbranden in de cilinderkop valt niet mee. Er zit in elke cilinder een relatief simpele autobougie, maar die trekt via een dikke magneetontsteking wel een heel sterke en vooral ook langdurie vonk. Naast die magneetontsteking is er ook nog een kleine krachtige accu aan boord, die spanning levert voor de rest van de (regel-)elektronica.Van der Zijden: “Van starten tot weer stilstaan duurt twee en een halve minuut. Het gashendel staat tijdens de run maar zes seconden vol open. We starten het blok op, maken een burn-out van anderhalve seconde om de achterband op te warmen. Dat gebeurt met slechts een klein beetje gasklepopening. Dan wordt de motor naar de start geduwd en gaat de wedstrijd echt beginnen. Zodra het licht op groen gaat, gaat het gas vol open. Er is zoveel motorvermogen aanwezig dat het brede achterwiel constant wil doorspinnen. Vandaar dat we via de elektronica ingrijpen: op bepaalde punten in de run passen we de ontsteking aan. Die staat bijvoorbeeld op een voorontsteking van 50 graden, maar van 2,5 tot 2,6 seconden zetten we hem dan even tien graden laten. Dat is tegenwoordig prachtig digitaal te programmeren. Door die aanpassing gedurende ééntiende seconde zakt het vermogen iets en krijgt de achterband kans om weer meer grip te krijgen.”Motorvermogen is dus geen probleem, het moet eerder iets ingedamd worden om het op het asfalt te krijgen. Bij de start zet de rijder het gas open en worden er duizend paardenkrachten losgelaten! Om deze power naar de achterband te krijgen drijft de krukas via een brede primaire tandriem een centrifugale platenkoppeling aan met vijf 8 inch grote platen (drie sinterbrons en twee staal). Bij het op toeren komen slingeren de gewichten naar buiten en die bedienen via instelbare armen een druklager met begrenzer, dat de koppeling dus laat aangrijpen. Van der Zijden: “Na twintig jaar leer ik elke race nog bij over de koppeling. Het druklager in de koppeling geef je met een instelbare timer op een bepaald tijdstip vrij. Maar je hebt ook verschillende spelingen op de armen, de instelling van de drukveren op de platen en je kunt verschillende gewichten gebruiken. De snelheid waarmee je het druklager vrijgeeft kun je ook instellen. Naast deze centrifugaalsturing zit er trouwens ook nog een hydraulische besturing op, zodat je hem ook handmatig via een drietal hydraulische ventielen kunt laten aangrijpen.”Willemse: “We zijn inderdaad altijd bezig met die koppeling. Een andere gearing of kleine aanpassing cilinderkop en het hele verhaal begint overnieuw. Dan moet de koppeling weer helemaal nieuw afgesteld worden. Ook de vermogensafgifte is van groot belang voor de manier waarop de koppeling aangrijpt. Een blok met veel middengebied heeft een andere koppelingafstelling nodig als een motor die juist veel toeren moet maken.”De versnellingsbak is ook heel afwijkend van een straatmotorfiets. Het is een planetair tandwielstelsel dat met een knop op het stuur onder luchtdruk geschakeld wordt. Ian king gebruikt die knop echter niet: net zoals het brandstofsysteem en de koppeling werkt ook het schakelen bij hem per digitale timer en wordt dus vooraf alles ingesteld en geprogrammeerd. De versnellingsbak van King is afkomstig van B&J en kent twee versnellingen. Een vrijloop is er niet, daar zorgt de koppeling voor.Door het planetaire stelsel op twee manieren te blokkeren werkt het eerst als een soort lage gearing. Daarna wordt dan onder vol vermogen (1.200 Nm koppel) met een flinke klap overgeschakeld en gaat het planetaire stelsel als een prise direct werken (overbrening 1 op 1). De setting van de bak is het hele seizoen dezelfde, er zijn genoeg andere variabelen met de afstelling van de koppeling, het ontstekingstijdstip en de brandstof. Middels een veertien kilogram wegende 630-ketting komt de brute kracht van de geblazen vierpitter via sterke ‘side drive’ tandwielen van Performance Machine bij het achterwiel terecht. Het tandwiel is daarbij direct verbonden met de spaken van het wiel en niet via het zwakkere loodrechte snijvlak van de centrale naaf, zoals bij straatfietsen.De 15 inch achterband heeft een loopvlak van 35 cm breed. Twee bandenfabrieken houden zich met de dragrace-banden voor Top Fuel-machines bezig: Goodyear en Micky Thompson. Waarbij Thompson banden ontwikkelde die qua karkasopbouw en hielconstructie speciaal voor motorfietsen zijn bedoeld, terwijl de Goodyears afstammen van autobanden. Het schroeven van parkers in de hiel van de velg om het verdraaien van de achterband om de velg tegen te gaan is anno 2009 achterhaald: tegenwoordig wordt het ‘beadlock-systeem’ gebruikt. Dat zijn losse ringen die tegen de zijkant van de velg worden geschroefd en waardoor de hiel van de band zit vastgekneld tussen de velgrand en de beadlock-ring. Dit is een beetje te vergelijken met de montage van truckbanden. De bandenspanning in de achterband bedraagt slechts 0,4 bar. Tijdens de burn-out wordt het rubber opgewarmd en daarnaast zet de band flink uit als het achterwiel op toeren komt. Dat is duidelijk zichtbaar is door de omhoog komende achterzijde. Bij dit groeien van de band heeft hij een enorme grip en dat is super tijdens de acceleratie naar de finishlijn. Maar als de rijder over de finish komt en van het gas afgaat, zakt de band weer helemaal in. Dan is het ineens alsof hij – met een snelheid van 300 km/uur op een machine van dik 400 kilo – op een motor met een lekke achterband rijdt. Dan heeft de rijder dus alle stuurmanskunst nodig om de machine netjes rechtuit te laten gaan. Snel bijsturen is er toch al niet bij door de brede achterband, de twee stuurdempers en de 45˚ balhoofdhoek. Willemse: “Tijdens het accelereren hangt het voorwiel continu in de lucht en corrigeer je de koers met je lichaamsgewicht. Op de finish sluit je gas af en wordt de motor zeer instabiel. Je gebruikt dan de achterrem ook om de boel een beetje recht te houden.” Om dat alles nog een extra dimensie te geven, beschikken bijna alle Europese dragracestrips over een krappe uitloopstrook. Als alternatief voor gewone schijfremmen wordt – bijvoorbeeld in Australië – ook wel gereden met een remparachute. Van der Zijden: “Het effect van zo’n parachute is enorm. Dan moet je je als rijder echt schrap zetten en je tenen goed achter de voetsteunen haken! Ik ben er geen voorstander van,, want de parachutes lichten ook het achterwiel van het asfalt en met een beetje zijwind blaas je zo de baan af.” Om tijdens de krachtsexplosie van luttele seconden goed te voelen wat de motor precies doet, is onmogelijk. Datalogging per computer is dus pure noodzaak: met een resolutie van 100 metingen per seconde kunnen er maximaal 28 parameters gemeten en uitgelezen worden, zoals het motortoerental, toerental uitgaande as, wieltoerental, koppelingsslip, acceleratie (zowel zijdelings als recht vooruit), accuspanning, ontstekingstiming, uitlaatgastemperaturen per cilinder, bandstofflow en -druk, oliedruk, compressordruk, pompdruk, nozzledruk, druk in hydraulische koppeling, positie koppelingslager, gasklepstand en hoekverdraaiing van het gashendel. Na het uitlezen kunnen alle waardes bekeken worden en ook grafieken van diverse runs ter vergelijking over elkaar worden gelegd. Marius van der Zijden: “Naast de datalogger hebben we tegenwoordig ook een uitgebreid digitaal dashboard, waarop diverse waardes meteen af te lezen zijn. Vroeger moesten we bij het warmdraaien steeds een laptop aangesloten hebben om meteen alle waardes te controleren. Nu verschijnen de belangrijkste zaken op het digitale dashboard. Daar heeft de rijder tijdens de run niets aan, maar het is wel handig als je bijvoorbeeld tijdens het opstarten snel de brandstofdruk of uitlaattemperatuur wilt controleren.”Voor komend seizoen heeft het team als doel om regelmatig in de 6,10 seconden te rijden, met wellicht – als de omstandigheden het toelaten – een uitschieter in de 6,0. Van der Zijden: “Met deze motor zitten we bij de top vijftien van de wereld. De snelste run op de kwart mijl van Ian King is 6,20 seconden, maar toen ging het motorisch niet optimaal. Dat biedt dus perspectief.” [[kasten 1]]PUMA ENGINEERINGPuma Engineering is in de dragracesport een grote naam. Het bedrijf van de Engelsman Pete Davies uit Nothhampton maakt onder meer krukassen en carters voor dragracers: bijna alle Top Fuels ter wereld rijden met zijn spullen. Met het bereiken van de pensioengerechtigde leeftijd wilde Davies zijn bedrijf verkopen, waarna Gerard Willemse Puma samen met Ian King heeft overgenomen. Gerard Willemse: “Het paste mooi binnen de werkzaamheden van Goethals Machinefabriek. Ik had echter niet gedacht dat er meteen al zoveel extra werk door binnen zou komen. We hebben inmiddels de eerste carters, krukassen en cilinderkoppen gemaakt en maken nu hier in Amersfoort nu ook veel meer onderdelen voor klanten, zoals speciale tuimelaars en complete rijwielgedeeltes. Ik denk dat we al voor twee jaar werk binnen hebben, maar we produceren wel in de geest van Davies: geen universele producten maar specifiek en naar wens van de klant. Dat is wel de moeilijke weg, want standaardiseren is immers goedkoper. Maar dan blijf je al gauw stil staan met de techniek en nu ontwikkel je de spullen met je klanten mee.”[[kasten 2]]TECHNISCHE GEGEVENSPUMA TOP FUEL VAN IAN KINGMotorblok:Viercilinder viertaktblok met twee kleppen per cilinder en mechanische compressor; Cilinderinhoud 1.327 cc; Puma carters; Puma billet krukas; BHP aluminium drijfstangen; Puma 8-kleps cilinderkop; Goedhals billet cilinderblok; Kent nokkenassen; Pace Products oliepomp; Opcon OA 3150RC compressor; 7-stage Kershaw koppeling; B&J 2 traps planetaire versnellingsbak; Digitaal koppeling- en brandstofmanagement d.m.v. timers; Nitromethaan brandstof; Gates transmissieriemen; Goodridge slangen en fittingen; ontsteking MSD ProMag 44 met Digital Controler.Rijwielgedelte:Puma rijwielgedeelte, wielbasis 94 inch; Mickey Thompson banden; 4.5 gallon brandstoftank van ProAlloy Motorsports; Beasley aluminium bodywerk; wielen & remmen van Performance Machine; Suzuki GSX-R1000 voorvork, aangepast door Hyperpro.Prestaties:Max. vermogen 1.000 pkMax. koppel 1.200 Nm1/8 mijl 4,01 s. (303 km/uur)1/4 mijl 6,20 s. (365 km/uur)[[BU’s ]][action 1+2]Ian King in actie op zijn Puma Dragracer, waarmee hij de afgelopen twee jaar europees kampioen bij de Top Fuels werd. (foto’s Ivan Swansom)[[Motor Wichtig]]De geblazen 1.327 cc viercilinder is goed voor 1.000 pk en doet 6,1 sec over 400 meter, met een top van 365 km/uur. In die zes seconden wordt 12 liter nitromethaan vestookt![detail 1]De enorme aluminium drijfstangen van BHP.[detail 2]De centrifugaalkoppeling kent enorm veel instelmogelijkheden en is één van de meest belangrijke zaken van de hele machine.[detail 3]De luchtinlaat met mechanische compressor, die de inlaatlucht ondre hoge druk de cilinders in blaast.[detail 4]Het cilinderblok is gemaakt uit één blok massief aluminium.[detail 5]De werkplek van Ian King. Het dashboard is vooral voor de monteurs belangrijk. Let ook op het gashendel.[[Porträt]Marius van der Zijden is het grote technische brein achter de bloedsnelle Puma dragracer[[aufbau]]De Puma dragracer is afgelopen winter in Amersfoort helemaal opnieuw opgebouwd en klaar voor de derde Europese titel.
