Techniek BMW R1200GS 2013

MotoPlus mocht op uitnodiging van BMW kennis komen maken met de nieuwe boxer van de Beierse fabrikant. We waren niet alleen welkom om een paar gelikte foto’s te maken – op zich al geen straf -, maar kregen ook de kans een blik diep in het binnenste van het blok te werpen. We mochten onderdelen aanraken en in de hand nemen, en konden vragen wat we wilden. Een buitenkans die we natuurlijk niet lieten schieten! Het zijn de ingenieurs zelf die ons hun nieuwste stukje hightech, de watergekoelde boxer van de nieuwe R1200GS, presenteren. Geduldig volgen ze onze spontane gedachtesprongen en ontspannen geven ze uitleg over de vele bijzondere details. Regelmatig hebben ze het in hun verhaal over ‘iteratie’, een term afkomstig uit de wiskunde die betekent dat een proces net zolang wordt herhaald tot aan een bepaalde eindvoorwaarde is voldaan. De BMW-techneuten gebruiken deze bollebozentaal echter met een knipoog. Om aan te geven hoe vaak de meeste onderdelen van hun schepping zijn getest, geanalyseerd, bediscussieerd en gemodificeerd om vervolgens weer opnieuw te worden getest, geanalyseerd, bediscussieerd en gemodificeerd. En hoeveel tijd, geld en stress dat heeft gekost. Dat is natuurlijk bij de ontwikkeling van elk nieuw product zo, maar in dit geval was er toch sprake van – in hun eigen woorden – ‘een verhoogde behoefte aan iteratie’. Want de GS is al jarenlang de bestverkochte, en dus belangrijkste BMW. Nu is de motor van de nieuwste generatie nog steeds een tweecilinderboxer, maar verder is gebroken met zo ongeveer elke traditie uit de inmiddels 89-jarige BMW-boxerhistorie. Doorstroming van de cilinderkoppen van achter naar voren, luchtkoeling, een droge enkelplaatskoppeling, een aparte versnellingsbak? Allemaal passé. En wie zoveel vaste waarden bij het oud vuil zet, moet wel heel zeker weten dat er wat beters voor in de plaats komt. Het is natuurlijk altijd moeilijk een ingrijpende vernieuwing serieus te beoordelen zonder uitvoerige praktijktests, maar wanneer verbetering is geboekt op twee punten die in principe tegenstrijdig zijn, is dat een indicatie dat iets goed is gelukt. We hebben het hier bijvoorbeeld over de twee cilinderkoppen die zoals het hoort bij een boxer weliswaar ver naar buiten uitsteken, maar in technisch opzicht toch nog steeds het hart van de motor vormen. Hier wordt het vermogen gegenereerd, en hier wordt ook bepaald hoeveel kostbare benzine daarvoor nodig is. De nieuwe boxer drukt zijn mengsel samen in een verhouding van 12,5 : 1, bij zijn voorganger was dat 12,0 : 1. Maar ondanks die hogere compressie neemt de nieuweling genoegen met Euro 95 en één centrale bougie, terwijl de afzwaaiende boxer Super 98 verlangde dat hij in deellast alleen met behulp van een dubbele ontsteking schoon genoeg kon verbranden. En om het funeste pingelen bij hoge toerentallen tegen te gaan had hij daarbij ook nog een cilinderselectieve klopsensor nodig. Zijn opvolger kan het zonder dergelijke kunstgrepen af en levert ook nog eens 15 pk meer. Het merendeel van deze winstpunten is op het conto te schrijven van de gewijzigde doorstroming van de verbrandingskamers: die vindt niet meer van achter naar voren plaats, maar van boven naar beneden. Dat geeft de boxer-rijder een ongekende bewegingsvrijheid voor de voeten, maar dat was beslist niet de hoofdreden voor deze ingreep. De gunstigere doorstroming van de valstroominlaatkanalen en een effectievere plaatsing van de injectoren waren dat wel: "De injectoren spuiten nu direct op de inlaatkleppen. Vroeger kwam de brandstof tegen de wand van het inlaatkanaal om vervolgens in de richting van de verbrandingskamer te sijpelen", schetst GS-chef Josef Miritsch het fundamentele ‘probleem’ bij de mengselbereiding van de huidige motor. Een voorwaarde voor de gunstigere lay-out van de nieuwe cilinderkoppen is vloeistofkoeling. Dat voorkomt voortijdig overlijden van de achterste uitlaatkleppen, die nu in de luwte van de kop liggen waar ze niet langer door de rijwind worden gekoeld. (Zie voor een gedetailleerde beschrijving ook het kader over het koelsysteem). De integratie van koppeling, versnellingsbak en dynamo in de motorbehuizing vereiste een compleet nieuwe positionering van de verschillende componenten en assen. De krukas drijft aan de voorkant de waterpomp aan en aan de achterkant de dynamo en – via een tandwielpaar – de anti-hopkoppeling. De as daarvan, die in tegengestelde richting van krukas draait, dient ook als balansas en neemt daarnaast nog de aandrijving van de oliepomp en de rechter nokkenasketting voor zijn rekening. De linker nokkenasketting wordt direct door de krukas aangedreven. De binnenrotor van de koppeling zit op een as die, draaiend in de holle balansas, door het hele motorblok loopt. Helemaal achteraan drijft hij via een tandwiel de ingaande as van de versnellingsbak aan. Dat klinkt precies zo gecompliceerd als het in werkelijkheid is, maar het maakt de BMW-boxer veel compacter en vooral een stuk korter dan voorheen. Optisch maakt het blok nu alleen nog indruk met zijn breed uitgebouwde cilinders. Over één ding zwegen onze BMW-gastheren in alle talen: het aantal onderdelen dat door de nieuwe constructie kon worden bespaard, al waren er hier en daar wel aanwijzingen dat een goed deel van het ontwikkelingswerk is gestoken in het omlaag brengen van de productiekosten. Zo komt het carter, middels een uiterst complex gietprocédé, uit de mal met een groot aantal meegegoten oliekanalen, zodat die niet meer naderhand hoeven te worden geboord. Wat ons betreft is die geheimzinnigheid over kostenbesparingen echter nergens voor nodig. Wat telt is dat fabrikant en klant beide profiteren van een ingrijpende vernieuwing als deze. Wanneer dat het geval is, zal de nieuwe GS ongetwijfeld even succesvol worden als al zijn voorgangers. ———————————————————————————————————————————– [Bilder "Auch beim neuen Boxer …", SEITE 15] Ook bij de nieuwe boxer worden de kleppen bedient met sleeptuimelaars (1). Omdat die de zijdelingse krachten bij het oplopen van de nokken opnemen, maken ze steile nokprofielen voor zeer snelle klepopeningstijden mogelijk. De tuimelaars zijn afkomstig van de S1000RR, maar omdat het maximumtoerental van de boxer slechts iets meer dan half zo hoog is, zijn de flanken ervan niet uitgefreesd, wat bij de supersport acht gram per tuimelaar aan gewicht bespaart. De klepdiameter is ten opzichte van de huidige boxer met een millimeter toegenomen. Met behulp van een centrifugaalregelaar (2) wordt bij de start telkens een uitlaatklep gelicht, de compressie van de 585 cc grote verbrandingskamers zou anders voor de startmotor moeilijk te overwinnen zijn. Tussen de nokkenastandwielen (3) en het uitzonderlijk lichte kettingtandwiel (4) van de nokkenasketting is nog veel plaats. Zou die zijn vrijgehouden voor toekomstige inbouw van een nokkenasversteller voor variabele kleptiming? In elk geval is daarvoor door de reductie via een groot kettingwiel en verdere geleiding van de draaiende beweging via aparte tandwielen voldoende ruimte beschikbaar. [bu] De klepdeksels zijn licht, maar dankzij een complexe structuur van interne verstevingsribben dusdanig robuust dat ze bij omvallen van de motorfiets niet snel zullen breken. [Bilder "Die Vorderseite des neuen Boxers …", SEITE 16] De voorzijde van de nieuwe boxer zonder carterdeksel, waarvoor BMW intern de term ‘Heldenbrust’, zeg maar ‘heldenborst’, gebruikt. Direct op het krukasuiteinde bevindt zich de waterpomp (1), met daaronder de korf van de anti-hop-koppeling (2), waarvan het tandwiel ook de oliepomp (3) aandrijft. De koppeling slipt bij krachtig afremmen op de motor door, terwijl bij accelereren de platen juist sterker op elkaar worden gedrukt. Daarom volstaan slechts drie veren (4) en is de koppeling licht te bedienen. De werking is vergelijkbaar met die van de APTC-koppeling van de Ducati Monster, maar wordt geleverd door de Japanse tuningfirma FCC. De binnenrotor van de koppeling (5) is bevestigd op de fijne vertanding van de lange as die op de pagina hiernaast is te zien. Vanuit dit perspectief is duidelijk te zien dat de cilinders met hun bijbehorende behuizingshelften één gietstuk (6) vormen. Dat bespaart gewicht en nabewerking in de vorm van het frezen van afdichtvlakken, het boren van blinde gaten en het tappen van schroefdraad voor de tapeinden. [Bilder "Der Motor von der Rückseite: …", SEITE 17] De achterzijde van de motor: te zien zijn de dynamo (1) en rechts daaronder de multifunctionele holle as (2), waarop de koppelingskorf is gemonteerd en die tevens dient als drager van de balansgewichten en voor de aandrijving van de rechter nokkenasketting (3). Verder naar rechts en buiten de behuizing bevindt zich de opening voor de as van de startmotor (4). De stangen die de ketting naar buiten houden zijn montagehulpstukken (5), die slechts zijn aangebracht voor de foto. De versnellingsbak (6) met schuin vertande tandwielen is uitgevoerd als cassetteversnellingsbak: het geheel is in het deksel voorgemonteerd en wordt vervolgens in het carter gestoken. De schakelas is anders dan voorheen van gietstaal, maar desondanks zeer licht. Opvallend is de lange as (7) die in de multifunctionele holle as (2) draait en de draaiende beweging van de koppeling naar de versnellingsbak overbrengt. Deze as is voorzien van een veerbelaste pal als transmissiedemper. [Bilder "Der neue, an die größeren Ventile …", SEITE 18] De nieuwe, aan de grotere kleppen (inlaat 40, uitlaat 34 mm) aangepaste zuigers wegen inclusief bouten en veren 485 gram, wat niet veel is bij een boring van 101 millimeter. Ze zijn voorzien van een inlooplaag (1) van ongeveer een honderdste millimeter dik. Na het inlopen resteert een zuigerspeling van vier tot zeven honderdste millimeter. Het loopvlak (2) bestaat uit een ijzer-koolstoflegering die met een roterende lans in vloeibare toestand op het aluminium van het nog onafgewerkte gietstuk wordt ‘geslingerd’ en daarmee vervolgens versmelt. In lijn met een lange BMW-traditie is de drijfstangvoet gebroken (3), wat een grote pasnauwkeurigheid bij de montage garandeert. Voor de buitengewoon complexe constructie van het carter met zijn vele gegoten en niet geboorde oliekanalen (4) moest BMW’s eigen gieterij in het Beierse Landshut alles aan vakmanschap uit de kast halen wat het in huis had. [Kasten Kühlkreislauf im Überblick, SEITE 18] HET NIEUWE KOELSYSTEEM Vanwege de gewijzigde doorstroming van de cilinderkoppen kwamen de beide achterste inlaatkleppen in de luwte van de kop te liggen, een plek waar het moordend heet wordt. Daarom loopt het afgekoelde water eerst naar deze kleppen. Daarna omspoelt het de voorste uitlaatkleppen, de verbrandingskamers en het bovenste deel van het cilinderloopvlak. Om van een echte watermantel te spreken, zou echter overdreven zijn; het gaat eerder om een nauwsluitend ‘watervestje’. De BMW-ingenieurs zelf spreken liever over precisiekoeling: de koelvloeistof wordt heel gericht naar de plekken geleid waar de temperaturen het hoogst oplopen. Lucht- en oliekoeling nemen de rest van de koeling voor hun rekening. Om die reden heeft de oliepomp ook twee rotoren: de eerste bouwt de noodzakelijke druk op om vervolgens de hoofd- en drijfstanglagers te smeren, de tweede pompt de olie door het motorblok om de koppeling te smeren en het blok zelf te koelen. Daarvoor bevinden zich aan de voorzijde van de cilinderkoppen twee koelslangen die als semi-geïntegreerde warmtewisselaars fungeren. INTERVIEW STEPHAN SCHALLER, DIRECTEUR BMW MOTORRAD “IK BEN BLIJ WEER THUIS TE ZIJN” ? Meneer Schaller, hoe bevalt het bij BMW? ! “Ik ben weer thuis en heb een droombaan. Ik heb veel andere dingen gedaan, bracht na achttien jaar BMW zeven jaar door bij VW bedrijfswagens, bij Linde, bij Scott, maar nu ben ik blij thuis te zijn.” ? Verwacht u dat de nieuwe GS, waarvan het ontwikkelingstraject al een paar jaar terug begon, direct weer aan kop zal gaan, ondanks de toegenomen concurrentie? ! “Dat is wel onze verwachting. Als je bedenkt dat de huidige GS nog steeds iedere vergelijkingstest wint en ook nog steeds zeer goed verkoopt, dan is de nieuwe GS de juiste stap in de ontwikkeling. Ik ben op 1 juli jongstleden weer bij BMW begonnen en in de twee daaropvolgende dagen ben ik samen met het management met de nieuwe GS op pad geweest. Daarna zijn er nog een paar kleine dingen gewijzigd, maar toen was al duidelijk dat we een grote stap vooruit zouden gaan maken.” ? Gaat er nog wat met de oude boxer gebeuren of wordt dat een uitlopend motorblok? ! “Die gaat nog flinke poos geproduceerd worden. In ieder geval tot het moment dat ook alle andere modellen het nieuwe boxerblok krijgen. En misschien krijgen we nog een lumineus idee wat dat blok betreft.” ? Op uw persconferentie tijdens de afgelopen Intermot motorbeurs in Keulen bleef u erg op de vlakte over Husqvarna. Wat gaat er met het offroad-merk gebeuren? ! “Husqvarna is momenteel goed voor vijf procent van onze omzet, maar we willen het merk een podium bieden om vanuit de moeilijke offroad-markt op de straat te komen. De Nuda was wat dat betreft het eerste model. Die heeft nu ook ABS, want zonder kan echt niet meer. Maar de Nuda verkoopt zeer goed en met de onlangs gepresenteerde Strada en Terra ééncilinders hopen we een volgende stap richting de straat te maken. Bij Husqvarna werken veel offroad-fans, die hun motoren willen zien winnen, en dat doen ze ook af en toe, maar op de straat is meer geld te verdienen. Zo eerlijk moet je gewoon zijn.” ? Een vraag over de racerij: BMW liep dit jaar door veel pech de titel in het WK Superbike mis. Een van uw eerste beslissingen was de betrokkenheid in dat WK over te doen naar BMW Italia? Wat heeft u daar toe bewogen? ! “In ieder geval niet de sportieve prestaties. We hebben de constructie eens goed tegen het licht gehouden en de conclusie getrokken dat het niet langer zinvol was om met twee teams deel te nemen. We concentreren ons nu helemaal op onze Italiaanse collega’s, die komend jaar Marco Melandri en Chaz Davies onder hun hoede nemen. De motoren en de elektronica worden net als voorheen door onze eigen ontwikkelingschef Dr. Landerl ontwikkeld. Dus ik ben er van overtuigd dat we gewoon om de bovenste plaatsen blijven mee strijden.” ? Is de MotoGP een optie voor u? ! “Dat boek hebben we nog niet dicht geslagen. En er wordt ook steeds weer naar gevraagd. Maar op dit moment heeft het WK Superbike de prioriteit. Daar willen we eerst eens helemaal bovenaan eindigen. Maar: never say never.” ? Even terug naar de nieuwe boxermotor. Kunt u al wat zeggen over andere modellen die dit blok gaan krijgen? ! “In ieder geval dat de traditionele boxermodellen, de toerfietsen bijvoorbeeld, dit blok gaan krijgen, dat ligt voor de hand. Ook zal de markt ons de komende tijd laten zien hoe lang we het oude boxerblok nog kunnen gebruiken. Maar we kunnen ze nog wel even naast elkaar laten bestaan. Toch is het nieuwe blok de beste basis voor de toekomst, al was het alleen maar om in de nabije toekomst aan de steeds strenger wordende emissie-eisen te kunnen blijven voldoen.” ? Nog niet zo lang geleden doken er allerlei geruchten op omtrent een retro-boxer. Zit zo’n machine er aan te komen? ! “Dat is een concept dat ook veel BMW-werknemers graag op de markt zien komen.” ? Gaat u dan op de rem staan? ! “Het zou een slechte zaak zijn als ik dat zou doen. Maar als zo’n project kans van slagen heeft, dan zie ik het wel voor me.” ? Uw beide voorgangers, Herbert Diess en Hendrik von Kuenheim, hebben een enorm modeloffensief ontketend. Ben u van plan daar mee door te gaan of zegt u: “Laten we maar even op de rem trappen”? ! “Nee. Als een paard in volle galop is, moet je het lekker laten draven. Maar je moet het wel in de juiste richting dwingen, dat mag duidelijk zijn. Wat dat betreft doen we het in Europa uitstekend. Maar ook Noord- en Zuid-Amerika zijn zeer belangrijke markten. Brazilië is na Noord-Amerika en Europa de grootste motormarkt. Wij maken premium modellen en daar zal ook in China, India en Rusland steeds meer vraag naar komen, die ontwikkeling zien we al een tijd bij de auto’s. En daar moeten we klaar voor zijn. Dus de teugels lekker kort houden. Energie hebben we genoeg, we zijn hier allemaal fanatiek motorrijder en dat is ook van de redenen waarom het momenteel allemaal zo lekker loopt.” ? Laatste vraag: wat staat er te gebeuren voor wat betreft E-mobiliteit? ! “We hebben een poosje terug de C-Evolution maxiscooter gepresenteerd. Die moet begin 2014 op de markt komen. Maar dat segment moeten we nog wel verder naar onderen toe doorontwikkelen, richting de middenklasse. Stedelijke mobiliteit wordt hoe dan ook een interessante markt. Hoe groot, kan ik nog niet zeggen. Maar boodschappen doen in het zadel van een elektrische scooter zie ik wel zitten.”