MotoPlus 02 - 2023

TECHNIEK DE GRENZEN VAN LUCHTKOELING 70 MOTOPLUS TECHNIEK Uitlaatgassenproblematiek In principe hoeft de kwaliteit van de uitlaat­ gassen van luchtkoelers niet onder te doen voor die van motoren met vloeistofkoeling. Er zitten zelfs voordelen aan. De cilinders warmen sneller op waardoor in het beste geval de koolstofemissie lager uitvalt en de emissie-rijke opwarmperiode korter is. Anderzijds hebben de grotere zuigerspeling en de grotere vervorming van de cilinders een nadelig effect. Het verhoogt de kans op detonatie in de ruimte tussen zuiger en cilin­ der. Deze ruimte en zuigerspeling zijn groter bij luchtgekoelde motoren. Het is echter moeilijk om hiervoor algemene verklaringen te geven; dit zijn zeer bijzondere effecten die per afzonderlijke motorfiets om nader onderzoek vragen. Gegevens hierover zijn nog niet beschikbaar. De mate waarin de verschillende tempera­ tuurniveaus en de ongelijke cilinderwand­ temperaturen bij luchtgekoelde motoren een negatief effect hebben op de veront­ reinigende stoffen kunnen we evenmin in het algemeen beoordelen. Vermoedelijk zijn deze effecten vrij klein tot verwaarloosbaar. Hoe strenger de toekomstige wetgeving inzake uitlaatemissies wordt, hoe groter zelfs de kleinste effecten zijn. Zo bezien werkt de tijd onvermijdelijk tegen de luchtkoeling. Op de andere verontreinigende componenten zoals stikstof en koolmonoxide heeft het type koeling weinig effect. Een lust voor het oog: Guzzi’s 90° V-twin met krukas in de lengterichting. Geluidsproblematiek Het type motorkoeling heeft geen invloed op het in- en uitlaatgeluid. Bij de mecha­ nische geluiden treden wel aanzienlijke negatieve effecten van luchtkoeling op. Hoe strenger de geluidsnormen worden en des te hoger het toerental (in de toekomst worden metingen uitgebreid naar hogere snelheden en toerentallen), des te kriti­ scher worden de mechanische geluiden. Bij geluidsmetingen worden het geluidsniveau van het luchtfilter, de uitlaat, het rijgeluid (rolgeluid van de banden) en de mechani­ sche geluiden geproduceerd door de hele motor (motorblok, transmissie, wielaan­ drijving) bij elkaar opgeteld. Bij de uitlaat en het luchtfilter zitten fabrikanten al dicht tegen de grens van demping aan. Nog meer demping verlaagt de prestaties. Bij nog strengere geluidsnormen komen onvermijdelijk de mechanische geluiden naar voren. Hier is luchtkoeling duidelijk in het nadeel. De grote oppervlakte van de koelribben verhoogt de uitstoot van deci­ bellen. Luchtgekoelde motoren vereisen ook een grotere zuigerspeling, waardoor het mechanische geluid van de zuigers toe­ neemt (overdreven gesteld ‘rammelen’ de zuigers meer in de cilinder). Een waterman­ tel rond de motor werkt geluiddempend. De gelijkmatigere temperatuurverdeling in de motor maakt bij waterkoeling geringere tolerantiewaarden mogelijk. Hoe groter de speling in de lagers, des te meer geluid er wordt geproduceerd. Het is dus de som van vele kleine dingen die in het nadeel van luchtkoeling werkt. Koelingprobleem: bij de Ducati V-twin ligt de achterste cilinder in de windluwte. Motorslijtage De luchtgekoelde motor heeft ook hier nadelen ten opzichte van een watergekoelde motor. Door de meer ongelijke temperatuur­ verdeling en de over het algemeen hogere bedrijfstemperatuur komt er meer speling op de lagers en dat verhoogt de slijtage. Vooral de grotere zuigerspeling heeft een groot effect op de slijtage. Belangrijker nog is de minder (perfect) ronde luchtgekoelde cilinder. Dat komt tot uiting in de slijtage van de motor en in het hogere olieverbruik. De cilinderkop wordt aanzienlijk warmer en heeft, in het geval van luchtgekoelde moto­ ren, een zeer ongelijke en dus ongunstige temperatuurverdeling. Thermische spannin­ gen in de kop kunnen op lange termijn en bij hoge kilometerstanden zelfs tot scheuren leiden. De klepzitting wordt zwaarder belast en reken ook op een grotere slijtage van de zitting en de klep. Dit alles leidt ertoe dat – even los van een mindere warmteafvoer – luchtkoeling niet langer geschikt is voor de krachtigste (supersport)motoren. Om de reeds genoemde redenen (mechanica, slij­ tage, lawaai) kunnen luchtgekoelde motoren niet langer zo krachtig zijn als watergekoelde motoren. Ze kunnen ook niet zulke hoge litervermogens bereiken omdat het inlaat­ gebied een hogere temperatuur heeft. Het mengsel warmt daardoor op en kan minder zuurstof bevatten waardoor de cilindervul­ ling minder optimaal is. Dit vermindert het vermogen vergeleken met watergekoelde motoren van dezelfde grootte. Ideale omstandigheden biedt de BMW-boxer met horizontale stroming door de cilinderkop.