Techniek: BMW S1000RR
BMW Motorrad-baas Hendrik von Kuenheim liet er geen misverstanden over bestaan: “BMW wil nieuwe maatstaven zetten in het supersportsegment en van meet af aan minimaal op gelijke hoogte staan als de Japanse concurrentie.” Om dat te kunnen realiseren kon het ontwikkelingsteam van Markus Poschner vier jaar geleden met een geheel blanco vel beginnen aan de S1000RR.BMW wil als motorfabrikant graag groeien en voor die groei betreedt de Duitse fabrikant tegenwoordig nieuwe segmenten. Afgelopen jaar lanceerden ze al hun G450X terreinmotor en nu volgt dus de supersportieve S1000RR. BMW-opperhoofd Von Kuenheim: “Jaarlijks worden er wereldwijd ongeveer 85.000 sportieve 1000 cc motoren verkocht en de belangrijkste markten zijn daarbij Amerika, Duitsland, Italië en Engeland. BMW wil graag een graantje meepikken van deze behoorlijk stabiele markt en we zetten in op een marktaandeel dat boven de 10% ligt. Met andere woorden: we willen jaarlijks minimaal 8.500 S1000RR-machines produceren en verkopen. Dat geeft ook al aan dat de S1000RR geen nicheproduct is, maar dat hij op alle fronten, dus ook qua prestaties en qua prijs, vergeleken kan worden met de vier grote Japanse spelers in dit segment. Dat is ook een van de redenen waarom BMW juist voor een viercilinder-lijnmotor heeft gekozen. Je kunt in deze competitieve klasse met veel verschillende motorconfiguraties succes hebben, als de basis van het blok maar uitzonderlijk goed is. En zo’n blok hebben wij!” Zo, de uitspraken van Von Kuenheim laten aan duidelijkheid in elk geval niets te wensen over, het is duidelijk dat BMW de bovenlip optrekt om z’n tanden te laten zien! De grote man achter de nieuwe S1000RR is Markus Poschner. Hij was als ‘Teamleiter’ verantwoordelijk voor het eindresultaat en hij moest tijdens de ontwikkeling alle stromingen (denk aan motorblok, rijwielgedeelte, design en elektronica) bundelen tot één geheel. Hij was dus in feite de spin in het web en tijdens zijn introductiespeech vertelde Von Kuenheim dat de S1000RR niet alleen een droom van BMW was, maar ook een droom van Poschner persoonlijk. Reden voor MotoPlus om eens aan te schuiven bij Poschner en hem de techniek en achtergronden van de S1000RR te laten uitleggen. En de eerste vraag aan de sympathieke technicus lag voor de hand: wat was zijn persoonlijke interesse in deze S1000RR, waar Von Kuenheim op doelde. Poschner glimlachend: “De bouw van een supersportieve motorfiets die ook op het circuit uit de voeten kan, was voor mij al jarenlang een persoonlijke droom. Toen ik 32 jaar geleden bij BMW Motorrad in dienst kwam, heb ik die ambitie ook al uitgesproken. Ik was toen zelf nog actief op de racecircuits en zat dus helemaal in dat wereldje. En het heeft even geduurd, maar nu is het er dan toch van gekomen. Ondertussen heb ik echter niet stil gezeten en ben ik bij veel huidige BMW’s betrokken geweest. Zo was ik destijds ook al teamleider bij de ontwikkeling van de nieuwe vierkleps-boxers en dus direct verantwoordelijk voor bijvoorbeeld de R1100RS en de huidige GS-boxers. Maar de ontwikkeling van de nieuwe S1000RR was in alle opzichten een droom, omdat we helemaal van nul af konden beginnen en er dus vooraf absoluut nog geen denkrichting was bepaald. Het enige wat telde was het eindresultaat dat ons als BMW Motorrad voor ogen stond. Hoe we daar kwamen, mochten we als ontwikkelingsteam compleet zelf bepalen. Werkelijk een fantastische en een unieke klus, die je als motorconstructeur eens in je leven krijgt. En dan te bedenken dat ik er gewoon voor betaald heb gekregen, hahaha!”Gezien BMW’s durf om van de gebaande paden af te wijken en vrijwel altijd voor eigenzinnige constructies te kiezen, is de lay-out van de S1000RR echter eigenlijk relatief gewoontjes gebleven: een viercilinder-lijnmotor onder een aluminium brugframe. Dat zijn toch wel erg door de Japanners platgetreden paden, zou je zeggen. En ook helemaal niet des BMW’s om die te volgen. Heeft BMW geen andere concepten overdacht?“Maar natuurlijk”, aldus Poschner. “We zijn echt met een compleet blanco vel papier begonnen en hebben eigenlijk alle ruimte gehad bij de ontwikkeling. Geloof me, we hebben werkelijk alle motorconfiguraties onder de loep genomen, tot en met een driecilinder aan toe. Maar we kwamen er steeds meer achter dat de vier-in-lijn veruit de beste ‘pakkage’ had voor onze doelstelling. Ook een V4 – zoals Aprilia gemaakt heeft – hebben we echt heel erg serieus in overweging genomen. Sterker nog: die hebben we in ons cad-cam-computersysteem compleet geconstrueerd, zodat we er simulaties mee konden doen en de motorfiets er op de computer ook al omheen konden bouwen. Eigenlijk viel de V4 voor ons pas in dat stadium af als alternatief, omdat we ruimteproblemen aan de in- en uitlaatkant voorzagen. Het inlaattraject en de airbox blijkt een lastig vraagstuk, evenals de uitlaatbochten van de achterste cilinders. Daardoor is het motorblok van een V4 weliswaar erg smal en compact, maar het geheel vraagt uiteindelijk toch meer ruimte dan een vier-in-lijn, vooral vanwege de inlaat en de uitlaat. Ook voorzagen we bij een V4 problemen met het gewicht. Eén van onze doelstellingen was immers om de lichtste 1000 cc supersport-motorblok te bouwen (wat is gelukt: de S1000RR-motor weegt nog geen 60 kilo, EB) en met de dubbele onderdelen van een V4, denk aan de twee cilinderbanken met elk een eigen nokkenasaandrijving, zou dat niet mogelijk zijn. Maar eerlijk is eerlijk: één van de beste aspecten van de V4 is zijn smalle bouwbreedte, wat direct invloed heeft op het frontaal oppervlak en op de grondspeling in de bochten. Want dat laatste was ook één van de keiharde eisen bij de ontwikkeling. Daarvoor hebben we vooraf uitgebreide analyses gemaakt van de toprijders uit Superbike en MotoGP, met Valentino voorop. Dat leverde de keiharde eis op dat onze machine een hellingshoek van 60º moest kunnen maken, voordat er iets ‘hards’ aan het asfalt raakt. De voetsteunen komen bij de S1000RR wel iets eerder aan de grond. Met een V4 is zo’n eis wel makkelijker te halen dan met een dwarsgeplaatste lijnmotor, maar het is ons wel gelukt. Dat is maar één van de voorbeelden van dingen die we in de aanloopfase onderzocht hebben. We kwamen zo na uitgebreide studies, waarbij alles open was, dus toch steeds weer terecht bij de viercilinder-lijnmotor. Dat is in onze ogen de beste configuratie voor de fiets die ons voor ogen stond. En de basis-layout mag voor BMW-begrippen dan weliswaar niet zo verrassend zijn, het inwendige van onze viercilinder biedt wel volop geavanceerde techniek en eigen ideeën.”Die keuze voor een lijnmotor heeft dus niets van doen met de ervaring van BMW in de Formule 1 of de automobielsector, waar het merk immers naam heeft gemaakt met hun fantastische lijnmotoren? “Oh nee, absoluut niet. Dat staat helemaal los van elkaar, zeker in dat stadium. Dat zijn binnen ons bedrijf ook totaal aparte stromingen en natuurlijk wordt er over en weer wel eens informatie uitgewisseld, vooral als het om hele specifieke problemen gaat, maar dan gaat het meer om detailoplossingen dan om totaalconstructies. Een motorfietsblok is wat dat betreft totaal niet te vergelijken met wat voor autoblok dan ook. Het is echt ondenkbaar dat je bepaalde constructies 1 op 1 in dat stadium van elkaar zou kunnen overnemen.”Wat die vier-in-lijn betreft lijkt het wel of BMW alle schroom van zich heeft afgegooid en heeft durven te kiezen voor de meest extreme oplossingen, kijk bijvoorbeeld naar de extreme boring maal slag verhouding. Poschner: “Onze uitgangsbasis was een hele snelle motorfiets te construeren. Daarvoor waren volgens ons drie zaken heel erg belangrijk. Ten eerste een ‘tolle ergonomie’. Je moet het als rijder naar je zin hebben op de S1000RR, want als dat niet het geval is, is hard rijden uit den boze. Dit aspect heeft bijvoorbeeld doorgewerkt in de instelmogelijkheden van de vering. Volledig instelbare vering hebben alle sportieve motorfietsen, maar wij hebben geprobeerd het doorzichtiger en beter te begrijpen te maken voor de rijder. Dan hebben die instelmogelijkheden immers pas echt nut. Dat aspect zul je zelf merken zodra je met een S1000 kunt gaan rijden.Een tweede hoofdpunt bij de ontwikkeling was de stabiliteit. De motor moet ten allen tijd goed stabiel aan blijven voelen, zowel bij het rijden als het remmen. Vandaar onze keuze voor een 46 mm voorvork, waar 43 mm gebruikelijk is in deze klasse. En vandaar ook de enorme swingarm en de uitgekiende geometrie, met een steile balhoofdhoek en korte naloop, maar wel weer een lange wielbasis.En het derde belangrijke aspect voor een snelle motorfiets en dat is natuurlijk het motorvermogen. En dan geen piekerig vermogen dat even een hoog maximum aantipt, maar een bruikbaar vermogen, dat tussen de 8.000 en 14.000 toeren massief aanwezig is. Op die manier kun je je het als rijder zelfs permitteren om een keer een versnelling te hoog te zitten. Ook zo’n bullige motorkarakteristiek geeft weer vertrouwen! En met die vraag naar dat hoge vermogen komen we dus bij de extreem grote boring en de kleine slag van onze S1000RR, want daarmee kun je enerzijds grote kleppen toepassen en anderzijds erg hoge toerentallen draaien en beide zaken staan aan de basis voor een hoog motorvermogen. Ons streven was vooraf dat de motor minimaal 14.000 toeren per minuut moest kunnen draaien, het zijn er uiteindelijk 14.200 geworden.”Maar met dat enorm hoge maximum toerental kwam wel weer een volgende technische uitdaging om de hoek kijken: hoe kun je bij die toerentallen die grote kleppen probleemloos bedienen? Poschner: “Dat was inderdaad de volgende ontwikkelingsstap. We hebben uiteraard heel erg goed naar de motorblokken van de concurrentie gekeken en door de boring van 80 mm konden we de grootste kleppen in de 1000 cc klasse kwijt: 33,5 mm inlaatkleppen en 27,2 mm uitlaatkleppen. Die staan door die grote boring ook nog eens heel vlak in de cilinderkop, de klephoek is slechts 24,5º. Door die kleppen van superlicht titanium te maken, bleef het gewicht binnen de grenzen. Wat de klepbediening betreft, gebruikt de concurrentie allemaal stoterbussen en op zich kun je daarmee prima 14.000 tpm draaien, maar wel onder één voorwaarde: je moet de kleppen voorzichtig openen en sluiten. Je kunt met stoterbussen de kleptiming niet te extreem maken, omdat de relatief hoge massa van die stoterbus keer op keer moet worden versnelt en vertraagd. Tot wel ruim 118 keer per seconde, want zo vaak worden de kleppen op toptoerental ingeduwd! Wij wilden die kleptiming veel extremer maken, dus de kleppen heel plotseling openen en ook weer heel direct sluiten. Op die manier konden we immers het meeste topvermogen, gekoppeld aan een goede trekkracht onderin realiseren. Daarom vielen de stoterbussen af bij ons ontwerp en hebben we gekozen voor de oplossing met hele kleine slepertjes tussen de nokkenassen en de klepstelen. Die slepers nemen dus de zijdelingse krachten op van de tegen de 5 millimeter dunne klepstelen duwende nokken.“De elektronica speelt een grote rol bij de S1000RR. Was dat een bewuste keuze? “Inderdaad, een hele bewuste zelfs. We zijn van meet af aan uitgegaan van een totale koppeling van alle elektronische systemen. Alleen op die manier kun je alles optimaal op elkaar afstemmen. En als de elektronica op één bepaalt punt ingrijpt, moet dat doorwerken op de totale werking van de machine. Het BMS-KP-motormanagementsysteem is zeer geavanceerd en elke cilinder heeft bijvoorbeeld zijn eigen pingelsensor. En het ABS en de Dynamic Traction Control werken ook direct door in het motormanagement: zo kun je alle systemen samen tot de beste regeling op dat ene specifieke moment laten komen. Door alle systemen trouwens te koppelen via het CAN-bus-systeem werkt alles niet alleen naadloos samen, maar spaart het ook veel gewicht, omdat de kabelboom eenvoudiger is geworden. Onze jacht naar een laag gewicht ging zelfs zover dat we de S1000RR uit hebben gerust met een kleine 10 Ah accu. Als je echter een alarmsysteem wil monteren, is dat eigenlijk te klein, het alarm kan de accu dan vrij snel leegtrekken. Als je het alarm dus af-fabriek besteld, zetten we er meteen een 12 Ah accu in.”Bij dat alles nemen we aan dat er nog één belangrijk aspect meespeelde tijdens de totale ontwikkeling en dat is de uiteindelijke prijs van de machine. Want anders dan iedereen verwacht is deze BMW niet duurder dan de huidige Japanse 1000 cc machines. In hoeverre speelde de prijs een rol bij de ontwikkeling?”“De uiteindelijke verkoopprijs heeft inderdaad van meet af een hele grote rol gespeeld. We wilden met de S1000RR een machine neerzetten die gelijkwaardig of zelfs beter was als de vier Japanse supersports in dit segment, maar we willen hem ook gewoon ècht verkopen en er geen dure exoot van maken. En als je wilt concurreren met de Japanse machines, kun je het prijskaartje geen 5.000 euro duurder maken, zoals Aprilia bijvoorbeeld wel gedaan heeft. Alleen al door zijn prijs is die RSV4 een nicheproduct geworden, waar wij bij BMW Motorrad toch veel meer op de grote aantallen mikken. De eerlijkheid gebiedt echter wel te zeggen dat wij in eerste instantie ook iets boven de Japanse prijzen zaten, maar door de recente prijsverhogingen van veel merken zijn we nu opeens ook op dit vlak bijzonder concurrerend geworden.”Betekende die lage basisprijs niet dat er in de ontwikkeling toch compromissen gesloten moesten worden? Wat had het ontwikkelingsteam bijvoorbeeld anders gedaan als de S1000RR wèl 24.000 euro had mogen kosten? “Oh, er zijn zeker dingen te noemen die dan anders gekozen waren, al zijn we met de basis heel erg tevreden. Het concept zou daardoor niet perse totaal anders zijn geworden, je moet dan eerder denken aan bijvoorbeeld andere vering, bijvoorbeeld dure Öhlins-componenten. En wat meer carbon waarschijnlijk. En niet te vergeten een andere uitlaat natuurlijk. Om productietechnische en dus ook prijstechnische redenen hebben we nu gekozen voor een RVS-uitlaat. Ook al omdat er in Europa geen bedrijf is te vinden dat een vergelijkbare uitlaat als deze, met de grote tussendemper onder het blok, van titanium kan maken. Titanium laat zich niet zo vervormen als RVS, je kunt daar dus niet zo eenvoudig zo’n grote bak van maken. En als geld geen rol had gespeeld, dan was hier waarschijnlijk een andere oplossing voor gekozen. Maar dit aspect bracht ook wel weer iets goeds, want om de relatief zware RVS-uitlaat te compenseren, hebben we de tank weer van superlicht aluminium gemaakt. Het nadeel heeft dus ook weer een voordeel opgeleverd. Onze aluminium tank is bijvoorbeeld weer wezenlijk lichter dan de tanks van onze concurrentie!”Blij met de S1000RR zoals hij dus is geworden. Met andere woorden: is de droom nu uitgekomen?“Oh ik ben er heel erg blij mee en mijn droom is inderdaad uitgekomen. De motor voldoet aan onze verwachtingen en zelfs wij kunnen nauwelijks wachten tot de pers en onze klanten ermee op pad kunnen. Buiten dat – en dat zal je misschien verrassen – is deze S1000RR van al onze BMW-motorfietsen de machine waaraan het meeste eigen BMW-onderdelen zitten! Met andere woorden: aan geen enkele andere BMW zitten dus zoveel in eigen huis geproduceerde componenten. In Berlijn worden bijvoorbeeld alle motorblokdelen geproduceerd, het frame gelast en zelfs de tank wordt bijvoorbeeld in eigen huis gemaakt, dat gebeurd bij onze fabriek in Eisenach. Het idee dat je de complete machine helemaal in eigen huis hebt ontwikkeld en nu ook grotendeels in eigen huis produceert, is in deze tijd ook best een baanbrekende gedachte. Daarmee is deze nieuwe BMW S1000RR dus eigenlijk meer een BMW dan welk ander model ook!”[[streamers]]OOK EEN V4 EN EEN DRIECILINDER HEBBEN WE SERIEUS IN OVERWEGING GENOMEN.WE ZIJN VAN MEET AF AAN UITGEGAAN VAN EEN TOTALE KOPPELING VAN ALLE ELEKTRONISCHE SYSTEMEN.AAN DEZE S1000RR ZITTEN MEER EIGEN BMW-ONDERDELEN DAN AAN WELKE ANDERE BMW DAN OOK![[bu]]1.Markus Poschner was de overall-leider van de ontwikkeling van de S1000RR en zag met dit model een droom uitkomen.2.Tijdens de WK Suberbike in Monza werd de BMW S1000RR door fabrieksrijder Troy Corser gepresenteerd aan de pers.3.BMW Motorrad-baas Hendrik von Kuenheim: “De S1000RR is geen nicheproduct en kan de strijd met de Japanse concurrentie op alle fronten aan!”4.De BMW is met zijn 183 kilo drooggewicht de lichtste 1000 cc supersport. Zeker voor BMW-begrippen is de technische lay-out weinig verrassend met een viercilinder-lijnmotorblok en een aluminium brugframe, dat is opgebouwd uit vier gietdelen.5.Na de overwegingen van een V4 en een driecilinder kwam BMW toch uit bij een viercilinder-lijnmotor. Het blok kent een extreme boring-slag-verhouding van 80 x 49,7 mm. Zo is er ruimte voor grote kleppen en kan het blok hoge toerentallen (14.200 tpm) draaien. Ondanks de grote boring is het blok erg compact. De versnellingsbakassen zitten boven elkaar en vanaf de koppeling worden via een korte ketting olie- en waterpomp aangedreven. 5 motor 2 De twee bovenliggend enokkenassen worden aangedrven door een morseketting. De 1 op 2-overbrenging van de distributie wordt via een tandwieloverbrenging bij de krukas gerealiseerd. De nokkenassen draaien dus achterover, de krukas gewoon voorover.6. Tussen de nokken en de klepstelen zitten geen stoterbussen, maar hele korte titanium slepers die de zijdelingse kracht weghouden van de mm dikke titanium klepstelen. Deze constructie staat hoge toerentallen en extreme kleptiming toe.7.Twee vlinderkleppen koppelen bij lage toerentallen cilinder 1 en 4 en cilinder 2 en 3, voor meer trekkracht onderin. Een derde vlinderklep in de uitlaatdemper houdt het geluid in toom.8.Net als de Yamaha R1 en de MV Agusta F4 heeft ook de BMW variabele aanzuigkelken. Bij lage toerentallen zijn de kelken lang voor veel koppel, bij hoge toerentallen klapt het bovenste deel van de kelken omhoog en kan de lucht direct naar binnen voor een hoog topvermogen. Let ook op de douche-injecteur en op het gietstuk van het frame, dat dele lijkt uit te maken van de airbox. De lucht wordt mooi om het balhoofd heen geleidt.9.De S1000RR-krachtbron is ook met alle randapparatuur zeer compact. De RVS-uitlaat met katalysator en grote tussendemper onder het blok is één van de weinige concessies die er is gedaan voor een scherpe verkoopprijs, maar daar zullen de uitlaatfabrikanten zeker op inspringen. Alle elektronische systemen zijn aan elkaar gekoppeld en de S1000RR is ‘ride-by-wire’, waarbij je met een knop op het stuur kunt kiezen uit vier rijmodes.10.Naast een grijze, een zwarte en een goedgele uitvoering kun je de S1000RR tegen een meerprijs van 669 euro ook kopen in dit WK Superbike-kleurenschema.
