MotoGP-techniek: Rijhoogte
Met een simpel hendeltje kunnen de MotoGP-coureurs hun motorfietsen laten zakken. Rijhoogteverstelling heet dit en we zien het zowel tijdens de race als kort voor de start gebruikt worden. Wat is het voordeel en hoe werkt het eigenlijk?
Aan het begin van het seizoen 2019 bleek er op de kroonplaat van de Ducati ’s ineens een extra draaiknop te zitten. Groot was de verbazing toen duidelijk werd waarvoor deze knop diende: de rijders konden hiermee de achterzijde van de motorfiets vóór de start zomaar een heel stuk (ongeveer 15 cm) laten zakken. Daarmee hadden de Ducati’s minder last van die vervelende wheelies en verbeterden ze daardoor hun sprintje naar de eerste bocht, altijd prettig!
Zo’n 150 km ten noorden van Ducati ’s hoofdkwartier in Bologna zijn ze op dat moment in Noale, bij Aprilia, ook hard aan het werk om de starts te verbeteren. Interessant: zij zoeken het voordeel niet aan de achterzijde van de motorfiets maar aan de voorkant. Het is halverwege 2019 als we bij Aprilia iets op de voorvork zien dat we kennen uit de motorcross: een constructie die de voorvering voor de start ver in zijn slag kan vastzetten. De motorfiets staat dan meer voorover, het zwaartepunt komt lager en naar voren te liggen en voilà, minder wheelies bij de starts.
Waarom de verlaagde achterkant helpt
Het is eind 2019 als Alex Rins op Sepang in gevecht is met Jack Miller om de vijfde positie. Dan valt hem op dat de achterkant van de Ducati soms wel heel laag lijkt te staan: “Ik dacht dat de schokdemper van Jack kapot was.” Dat was niet zo, maar wat hij van dichtbij had gezien, was dat Miller bij het opdraaien van een recht stuk de achterkant van zijn Ducati had laten zakken. Wat dus begon als een hulpmiddel voor de start was inmiddels uitgegroeid tot een voorziening die nu ook tijdens het racen de achterkant van de motorfiets kon laten zakken.
MotoGP-motorfietsen worden inmiddels geschat op bijna 300 pk vermogen, maar het volledig benutten van al die pk’s lukte vaak pas vanaf het einde van de vierde versnelling. Tot dat moment is de wheelieneiging de beperkende factor. Rijders kunnen het gas dan niet voldoende snel ver openen en de wheeliecontrole van de ECU moet het door de motor afgegeven vermogen begrenzen. Daarmee zijn wheelies zowel bij de start als bij het accelereren vanuit bochten een steeds grotere belemmering geworden.
De invloed van rijhoogte op de acceleratie
De gele stip (1) op de foto hierboven geeft (ongeveer) aan waar het zwaartepunt zit bij een combinatie van een gewone motorfiets en rijder. De verticale pijl (2) verwijst naar de hoogte van dit punt, terwijl de horizontale pijl (3) de afstand naar de as van het achterwiel weerspiegelt. De relatie tussen deze hoogte en lengte bepaalt hoe sterk de wheelieneiging is. Hoe groter de afstand tot achterwielas, hoe beter en hoe lager de afstand tot de grond, hoe beter. Dat is ook precies waarom sprintmotorfietsen laag en lang zijn.
[Beeld 1]
De ideale race-motorfiets
In het ideale geval zou een racemotorfiets tijdens het rijden voortdurend van stand moeten kunnen veranderen, afhankelijk van het gedeelte van het circuit waar de motorfiets zich bevindt. We weten nu dat het helpt als een racemotorfiets zowel voor als achter ver ingezakt staat tijdens de start en dat het bij accelereren uit een langzame bocht handig als de achterzijde tijdelijk verlaagd kan worden. Maar als er snel van richting veranderd moet worden, is een vlakke en hogere stand van de motorfiets juist weer beter. Ook als het gas snel wordt dichtgedraaid bij het omleggen, moet de voorkant voldoende snel naar beneden kunnen om zo voldoende gewicht naar voren te brengen en tegelijk de naloop te verkorten, allemaal zaken die snel insturen mogelijk maken. Kortom, met rijhoogteverstelling is de wheelieneiging te onderdrukken, maar zodra er bochten opduiken, kan alles toch maar beter ‘normaal’ staan.
Wat zegt het reglement?
Dat laat wel ruimte voor rijhoogteverstelling, maar de bediening van zo’n systeem mag op geen enkele wijze gebruik maken van elektronica. Daarom worden er complexe mechanische en hydraulische constructies gebruikt. De coureurs bedienen dan ook geen elektrische schakelaars, maar mechanische hendels.
De rijhoogteverstelling voor de start
Voordat MotoGP-motoren hun race kunnen starten, moeten zowel de voor- als de achterzijde in hun lage positie vastgezet worden. Om de voorzijde onderin vast te zetten, moet de rijder bij het naderen van zijn startplaats een hendeltje bij het dashboard omzetten, waarna hij kort maar hard in de voorrem knijpt. De voorvering zal hierdoor diep induiken, waarna een blokkeerpen de vork vasthoudt. De rijhoogte voor wordt alleen bij de start aangepast. De achterzijde wordt middels een ander hendeltje ook in de lage ‘startstand’ gezet. De beide blokkeringen springen er vervolgens tijdens het harde aanremmen voor de eerste bocht automatisch weer af.
De bediening tijdens het rijden
Om de motor achter tijdens hard accelereren uit een bocht precies op het juiste moment te laten zakken, worden er twee verschillende vormen van bediening gebruikt: een handmatige en een automatische. Voor zover we weten hebben momenteel alleen Ducati en KTM een automatisch systeem. Daarbij kan de rijder voor een bocht via een knopje aangeven dat bij het uitkomen van die bocht het moment van inzakken van de achterkant automatisch wordt bepaald. Bij motoren zonder dit automatische systeem bedient de rijder met zijn linkerhand een hendeltje en bepaalt zo zelf het moment waarop de achterkant zakt.
Het juiste moment van zakken is afhankelijk van het verloop van de bocht. Bij een haakse bocht is dit ongeveer het moment waarop de rijder de motorfiets omhoog begint te drukken, kort na de apex dus. Als de achterzijde echter te vroeg wordt neergelaten, zal de motorfiets onvoldoende ‘turning’ over hebben en dus te wijd uitkomen.
Feitelijk een extra schokdemper
Het zakken gaat op volgende manier: het sein om te gaan zakken opent een vergrendeling, waardoor de motorfiets door de zwaartekracht zakt. Omdat deze dalende beweging niet te snel mag gaan, wordt er gebruik gemaakt van een kleine luchtgeveerde schokdemper, inclusief een hydraulische constructie, die de in- en uitgaande bewegingen netjes dempt. De luchtdruk zorgt samen met de hydraulische demper voor een soepel zakken. Je kunt het zien als een tweede schokdemper, geplaatst tussen de gewone schokdemper en het frame, maar dan wel één die in zijn uiterste stand geblokkeerd kan blijven staan en alleen op verzoek kan inzakken. Natuurlijk wordt deze beweging ook weer door sensoren gemeten en door de ECU bewaakt. Zodra de motorfiets voldoende diep is ingezakt, is de kans op wheelies minder en kan de ECU zo geprogrammeerd worden, dat er op dat moment extra vermogen vrijgeven wordt.
Het automatische systeem
Over de automatisch werkende systemen van Ducati en KTM wordt heel geheimzinnig gedaan. Informatie hierover is eigenlijk niet te krijgen, maar het lijkt te werken middels een dunne hydraulische cilinder langs de voorvork. Deze geeft de positie van de voorvering door aan een hydraulische regelunit. Zodra de voorvork tijdens het accelereren weer omhoog veert en voorbij een vooraf gekozen punt komt, wordt de achterzijde vrijgegeven en kan deze inzakken.
Snellere starts
Met de motoren voor- en achter verlaagd zijn de starts duidelijk sneller geworden. Een crewchief vertelde ons dat er nu starttijden (0 tot 100 km/u) gemeten worden van 1,9 seconden, terwijl dit voorheen rond de 2,8 lag. Een aanzienlijk verschil dus!
Elk voordeel heeft zijn nadeel
Natuurlijk zijn er ook nadelen, te beginnen bij de start zelf. Wacht even, die start ging toch juist zoveel beter en sneller? Klopt, maar omdat nu alle rijders hun motorfiets voor en achter kunnen laten zakken, zijn de onderlinge verschillen uiteindelijk juist kleiner geworden. En omdat er nu sneller, maar met minder onderling verschil wordt gestart, zit de groep rijders bij het remmen voor de eerste bocht dichter bij elkaar dan voorheen. Dat vergroot uiteraard de kans op crashes.
Een ander nadeel is dat nu ook de minder talentvolle coureurs even goed een bocht uitaccelereren als de allerbesten. En daarmee verliezen die betere coureurs een belangrijke troefkaart, namelijk hun vermogen om net iets eerder en beter de goede drive te vinden, puur omdat zij hun lichaamsgewicht beter inzetten en hun rechterpols net iets behendiger is om de achterband precies genoeg te laten slippen. Als alle coureurs ongeveer even goed een bocht uit kunnen accelereren, wordt inhalen vanzelfsprekend moeilijker. Een achtervolger kan nu immers niet meer profiteren van zijn kwaliteit om net iets beter te accelereren en daarmee al voor de volgende bocht bijna naast zijn voorganger te komen. Rijhoogteverstelling zorgt er daarom uiteindelijk voor dat inhalen juist wat lastiger is geworden. Vaak moet nu gewacht worden tot de ander een foutje maakt, of zijn achterband grip begint te verliezen.
Deze nadelen zijn niet onopgemerkt gebleven en het ligt dan ook in de lijn der verwachting dat alle constructies voor rijhoogteverstelling met ingang van 2027 (als er een nieuw reglement wordt aangenomen) verboden gaan worden.
