[Wat is dat?] Anders dan 180-graden of 270-graden! Wat zijn de voordelen van de unieke "135-graden crossplane krukas" van de BMW F450GS?

BMW heeft een nieuwe parallel-twin motor ontworpen voor de F450GS, met een "135-graden fase krukas" als meest onderscheidende kenmerk, uniek onder productiemotorfietsen. Hoe verschilt dit van de 270-graden of 180-graden krukassen, die momenteel mainstream zijn voor parallel-twins, en welke innovaties brengt het met zich mee? Dit artikel geeft een grondige uitleg.

De 135-graden fase krukas levert een uniek geluid en gevoel

In de afgelopen jaren is de 270-graden fase krukas de standaard geworden voor parallel-twin motoren, en biedt een pulserend gevoel en koppel vergelijkbaar met een 90-graden V-twin. Het wordt veel toegepast in modellen zoals de Honda Africa Twin/NC750X, Yamaha MT-07 serie, Suzuki GSX-8 serie, BMW F900/800 serie en Triumph Bonneville serie. Het domineert met name in de middenklasse (400-800cc).

Te midden van deze trend heeft BMW een compleet nieuwe parallel-twin motor met een 135-graden fase krukas geïntroduceerd in de F450GS. Dit is de eerste keer dat een 135-graden krukas wordt gebruikt in een productiemotorfiets.

De nieuwe F450GS, met binnenlandse leveringen die in september beginnen. Zijn lichte en compacte carrosserie van 178 kg, 48 pk vermogen en prijsklasse vanaf 961.000 yen zijn aantrekkelijk.

De nieuwe F450GS is voorzien van een 420cc DOHC parallel-twin motor met een 135-graden krukas. Het ontwerp is van BMW en de productie wordt verzorgd door TVS in India.

Rivalenvergelijking rond de 400cc (uit BMW-materiaal). De 135-graden krukas is uniek en het vermogen is gelijk aan of groter dan dat van zijn rivalen.

Wat is een "fase krukas"? Bij een meercilinder motor verwijst het naar een krukas waarbij de positie van de krukpen is verschoven (verplaatst) op de krukas. Dit maakt veranderingen in de ontstekingstijd van elke cilinder mogelijk, waardoor het pulserende gevoel van de motor en de sensatie van het weggrijpen van de band van de weg (tractie) aanzienlijk veranderen.

Het deel van de krukas waar de drijfstang aan vastzit, is de krukpen. De F450GS streeft naar een gevoel dat verschilt van zowel 270-graden als 180-graden krukassen door deze met een fasehoek van 135 graden te verschuiven.

Het grootste voordeel van de 135-graden krukas is het unieke geluid en gevoel.

Wanneer cilinder #1 zich in het Bovenste Dode Punt (BDP) bevindt, is de krukpen van cilinder #2 verschoven met 135 graden. Cilinder #2 ontbrandt een korte tijd (225 graden) na cilinder #1, en dan is er een relatief lange wachttijd (495 graden) tot de volgende ontstekingstijd.

Ontstekingstijd van de 135-graden krukas. Cilinder #2 ontbrandt 225 graden na cilinder #1, en dan ontbrandt cilinder #1 weer na 495 graden. Als het met onomatopee wordt uitgedrukt, zou het kunnen zijn als "Dodo... Dodo..."

Daarentegen ontsteekt een 270-graden krukas, met zijn krukpen 270 graden verschoven, cilinder #2 270 graden na de ontsteking van cilinder #1. Cilinder #1 ontsteekt dan weer na 450 graden krukasrotatie. Onomatopee zou kunnen zijn "Dodd... Dodd..." (Diagram is van de Honda NC700S/X lancering. Hetzelfde voor hieronder.)

Met andere woorden, de 135-graden krukas genereert koppel continu over een kortere periode dan de 270-graden krukas, met langere intervallen tussen koppelpulsen, wat resulteert in een meer onregelmatige ontstekingstijd. Dit produceert een diep, rauw geluid en maakt het gemakkelijker om de tractie van het achterwiel vast te pakken, waardoor de controleerbaarheid op off-road of gladde oppervlakken wordt verbeterd.

BMW beschrijft het geluid van de 135-graden krukas als een "uniek off-beat uitlaatgeluid". Ze stellen ook: "Het heeft een toon die tussen een 90-graden V-twin (bijv. Ducati) en een 45-graden V-twin (bijv. Harley-Davidson) ligt, maar het past bij geen van beide perfect. Het geeft een meer 'onregelmatige' en ruwe indruk dan een 270-graden krukas."

Combineert de sterke punten van 270-graden en 180-graden krukassen

De 135-graden krukas biedt het lage tot middentonen pulserende gevoel vergelijkbaar met een 270-graden krukas, terwijl hij ook de soepele acceleratie naar hogere toerentallen levert die kenmerkend is voor een 180-graden krukas.

De 270-graden krukas staat bekend om zijn "dokodoko" (rumbling) V-twin-achtige koppelgevoel over het hele toerenbereik. Het verbrandingsinterval is hetzelfde als bij een 90-graden V-twin motor. Parallel-twin motoren met 270-graden krukassen werden oorspronkelijk bedacht om het pulserende gevoel en de tractieprestaties van een 90-graden V-twin te bereiken.

De 180-graden krukas is gebruikelijk in sportieve modellen, toegepast in motoren zoals de Kawasaki Ninja 650/Z650RS, Ninja 250, Yamaha YZF-R25/R3, Honda CBR250RR en CBR400R/NX400. Met de krukpen 180 graden verschoven, bewegen de twee zuigers afwisselend op en neer, waardoor primaire trillingen (verticale trillingen) worden gecompenseerd en de motor soepel naar hoge toerentallen kan accelereren.

Een 180-graden krukas met een 180-graden verschoven krukpen ontsteekt cilinder #2 180 graden nadat cilinder #1 ontsteekt. Het ontsteekt weer elke 720 graden.

De 135-graden krukas heeft één ontstekinginterval van "225 graden", wat dicht bij de "270 graden" van de 270-graden krukas ligt, wat een pulserend gevoel geeft dat vergelijkbaar is met de 270-graden krukas bij lage toerentallen. Het andere interval, "495 graden", ligt dicht bij de "540 graden" van de 180-graden krukas, wat resulteert in soepele acceleratie en een hoogfrequent geluid bij hoge toerentallen, vergelijkbaar met de 180-graden krukas. Het biedt werkelijk het beste van twee werelden van de 270-graden en 180-graden krukassen.

De indrukken vermelden ook een pulserend gevoel dat dicht bij een 270-graden krukas ligt en een roterend gevoel dat doet denken aan een 180-graden krukas. https://news.webike.net/motorcycle/527664/

Overigens, een 360-graden krukas met een 360-graden verschoven krukpen (die ook kan worden beschouwd als een 0-graden verschuiving) heeft een gelijkmatige ontsteking elke 360 graden (één omwenteling) van de krukas, wat zorgt voor stabiel koppel en pulsatie vanaf lage snelheden. Huidige modellen zijn de Kawasaki W800, Yamaha TMAX en de recent stopgezette Harley X350/X500.

De charme van een enkele balancer die een lichtere motor mogelijk maakt

De 135-graden krukas maakt een vereenvoudigde balancer mogelijk, wat ook een voordeel is voor een lichtere motor. Hoewel het voordeel van de 270-graden krukas is dat deze inertiekoppel (koppel gegenereerd door zuigerbeweging dat niet door de rijder is bedoeld) kan compenseren, kan het meerdere zware balancers vereisen om de kantelkoppeltrillingen (roterende trillingen) van de motor te onderdrukken.

Daarentegen kan de 135-graden krukas onaangename primaire trillingen compenseren met een eenvoudige, enkele balancer structuur. Dit maakt een lichter motorontwerp mogelijk. De motorunit van de F450GS weegt een opmerkelijk lichte 41,5 kg.

Trillingen van krukasverschuiving worden gecompenseerd door een eenvoudige, tandwiel-aangedreven enkele balancer. Het onderdrukt onaangename trillingen en behoudt een aangenaam pulserend gevoel.

Er was ooit een V-twin met een "135-graden ontstekingsinterval"!

Hoewel de 135-graden krukas parallel-twin een primeur is voor de F450GS, werd het "135-graden ontstekingsinterval" zelf al praktisch toegepast in Honda V-twin motoren in de jaren 80.

Dit werd bereikt door een 45-graden V-twin te combineren met een 90-graden fase krukas, gebruikt in modellen zoals de XLV750R. Theoretisch zijn de zuigerbeweging en het ontstekingsinterval hetzelfde als bij een 135-graden krukas.

De Honda XLV750R (geïntroduceerd in 1983) was een groot off-road model ontwikkeld voor de Paris-Dakar Rally. De Pacific Coast (geïntroduceerd in 1989), een premium cruiser, had ook een vergelijkbare motor.

Het doel van de adoptie was om theoretisch primaire trillingen te elimineren zonder de noodzaak van een balancer as. Het was echter te soepel en niet populair, wat leidde tot stopzetting. De bedoeling erachter was volledig anders dan de huidige aanpak van BMW.

Als we nadelen zouden moeten aanwijzen...

Als we nadelen van de 135-graden krukas zouden moeten aanwijzen, is het dat de 270-graden krukas een betere vasthoudendheid heeft bij extreem lage toerentallen. De 135-graden krukas heeft een korter interval tussen één ontsteking (0 tot 225 graden) vergeleken met de 270-graden krukas (0 tot 270 graden). Hoewel de 135-graden krukas nog steeds beheersbaar is bij zeer lage toerentallen waar het kan aanvoelen alsof hij afslaat, zou de 270-graden krukas waarschijnlijk iets langer vasthouden.

Bovendien wordt niet verwacht dat de selectie van aftermarket dempers onmiddellijk zal toenemen. De wereldwijde twin-cilinder markt wordt gedomineerd door 270-graden krukassen. Aangezien de 135-graden krukas momenteel exclusief is voor de F450GS, is er beperkte ontwikkelingskennis en is het zeer waarschijnlijk dat het tijd zal kosten voordat aftermarket custom dempers worden uitgebracht, of dat de selectie schaars zal zijn.

Echter, de 135-graden krukas biedt tal van voordelen die deze nadelen ruimschoots compenseren. Het combineert de sterke punten van zowel de 270-graden als de 180-graden krukassen, en bezit werkelijk crossover-voordelen. We kijken ernaar uit om de toekomstige ontwikkeling ervan en het potentieel voor afgeleide modellen te zien.

※ Klik hier voor een scoop artikel over de toekomstige ontwikkeling van de BMW F450GS!

BMW bracht in 2012 ook een "315-graden krukas" uit! De Husqvarna Nuda 900/R had destijds deze, met een motorbasis afgeleid van de parallel-twin motor die werd gebruikt in de F650/800GS. (Foto uit Webike Community)

Ga naar Galerij  (12)