Techniek: elektronische rijwielgedeeltes
De vering vormt de verbinding tussen de weg en je motor. Tot voor kort stelden we onze vering in met schroevendraaier, inbus-, steek- pijp- en haaksleutels. Tegenwoordig zien we echter steeds vaker elektronisch geregelde vering. Wat levert die druk op de knop op?
Al jaren is de BMW R1200GS een absolute verkoopknaller, niet alleen in Nederland, maar ook in de Heimat zelf en diverse andere Europese landen. Meer dan 90 procent van de kopers kiest bij aanschaf voor de optie Dynamic ESA (à raison van € 932,- meerprijs), dus de semi-actieve vering – of beter gezegd het adaptieve dempingssysteem. Bij testmotoren is het steevast aanwezig. Het is ons tot nu toe nog nooit gelukt om een BMW met de standaardvering te testen, zo’n demo was gewoon niet beschikbaar als de ESA-optie voor dat model bestond. Dat terwijl het interessant zou zijn om te zien hoe die standaardversie het in vergelijk met de ESA-versie zou doen.
Daarom hebben we een oproep gedaan onder onze lezers of iemand een R1200GS in de basisuitvoering had. En zowaar meldde zich iemand die bereid was zijn motor voor deze vergelijkingstest met de ESA-versie uit te lenen – waarvoor dank!
Twee verschillende veersystemen dus: eentje helemaal conventioneel, eentje met elektronische instelmogelijkheden en adaptieve demping. De ene puur met mechaniek en hydrauliek, de andere met zeer ingewikkelde technologie.
Voordat we aan de praktijktest beginnen echter eerst enige uitleg. De basis-GS heeft twee conventionele, vrij simpele schokdempers met weinig instelmogelijkheden. Voor is niks instelbaar, achter veervoorspanning en uitgaande demping. Handmatig uiteraard. De veer is progressief gewonden en ook de dempingskarakteristiek is weg-afhankelijk, dus meer demping richting het einde van de veerweg. Kortom, een degelijk, maar slechts beperkt instelbaar veersysteem – wat in principe natuurlijk wel gewoon goed kan werken.
Een eerste stap naar meer bedieningsgemak bij het instellen van de vering was bij BMW het in 2004 geïntroduceerde ESA (Electronic Suspension Adjustment). Daarbij kan de vering met knopjes op het stuur eenvoudig worden versteld in een aantal voorkeurstanden: drie dempingsstanden (Comfort, Normal en Sport) en drie beladingstoestanden (solo, solo + bagage en met passagier + bagage) geven in totaal negen combinaties.
Meer functionaliteit kwam in 2009 met het ESA II. Een bovenop de conventionele schroefveer geplaatst elastomeer-element genaamd Cellasto werkt daarbij als tweede, in serie geplaatste variabele veer. Het holle Cellasto- element heeft aan de buitenzijde een stalen huls, waardoor het naar buiten toe niet kan uitzetten. Een aluminium buis aan de binnenkant van het Cellasto-element kan worden verschoven door een elektrohydraulisch mechanisme; hoe verder de buis uit het Cellasto-element wordt geschoven, hoe meer het elastomeer kan veren.
Wanneer de aluminium binnenbuis helemaal wordt ingeschoven en tegen de veerschotel van de conventionele veer rust, is het Cellasto-element geheel uitgeschakeld. De veerconstante is op deze wijze te variëren van 110 tot 160 N/mm. Door verder indrukken van de aluminium buis wordt dan vervolgens ook de veervoorspanning van de stalen veer verhoogd.
Zo kan achter dus niet alleen de veervoorspanning, maar ook de veerconstante worden gevarieerd. Het cruciale verschil is dat het verlagen van de veervoorspanning de veer niet zachter maakt; het verlagen van de veerconstante (door het laten meeveren van het Cellasto-element) maakt de totale veer wél zachter, wat beter past bij een kleinere belading en zachtere demping (Yamaha deed eerder al iets dergelijks met de TDM en FJR1300, maar dan met een tweede schroefveer). Nu was er behalve het gemak van de elektronische instelling dus ook echt een verbetering van de feitelijke instelmogelijkheden, resulterend in meer comfort enerzijds en strakker weggedrag anderzijds.
De volgende stap in de ontwikkeling was het huidige Dynamic ESA, de eerste adaptieve demping van BMW. Dit systeem reageert continu op veerbewegingen die voor en achter door veerwegsensoren worden gemeten. Dynamic ESA is gekoppeld aan het ABS en het ASC (Active Stability Control, een soort tractiecontrole) en past aan de hand van ingeprogrammeerde kenvelden met elektromagnetische klepjes de demping aan, zowel voor als achter.
Ook bij het Dynamic ESA heb je voorkeuzestanden van de demping en de belading, maar voor elke voorkeuzestand is een bepaald stelbereik van de demping beschikbaar, in plaats van de vaste instelwaarde van het voorgaande ESA II. Daardoor kan de vering soepeler aanspreken en toch stug genoeg dempen wanneer nodig.
Nog mooier wordt het bij BMW bij DDC (Dynamic Damping Control). Dit systeem op de S1000-modellen betrekt ook allerlei andere parameters uit de sensorbox in de berekeningen en past bijvoorbeeld de demping aan de hellingshoek aan.
Deze systemen worden vaak aangeduid als ‘semi-actieve vering’. Waarom semi-actief? Omdat echt actieve vering nog een wezenlijke stap verder gaat. Daar worden de wielen actief door het veersysteem bewogen, dus ingetrokken op hobbels en naar buiten geduwd in kuilen. Dat laatste doet conventionele vering in zekere zin ook, maar dat eerste zeer zeker niet. De systemen zoals we die nu op motoren zien verschijnen passen enkel razendsnel de demping aan, ze bewegen het wiel niet zelf. Er wordt wel continu van alles automatisch geregeld, vandaar dus ‘semi-actief’. Een correctere aanduiding is ‘adaptief’, een zichzelf aanpassend veersysteem. Dankzij het toenemend aantal sensoren kunnen wel steeds meer parameters in de berekeningen worden meegenomen en zijn de systemen behalve puur reactief ook voor een deel anticiperend te noemen. Echt actief is het daarmee echter nog steeds niet.
Maar nu terug naar de R1200GS, die pas vanaf model 2016 over een hellingshoeksensor zal beschikken; deze testmotor heeft die nog niet. Zijn de voordelen van het Dynamic ESA ten opzichte van de conventionele vering te merken? We hebben hiervoor een hobbelige binnenweg uitgekozen. Kort achter elkaar aan rijden de twee R1200GS-en over het traject. De man op de GS met de normale vering houdt er een flink tempo op na en probeert de schokdempers aan hun grenzen te brengen. Bij deze felle rijstijl laat de conventionele vering veel beweging toe, maar de GS blijft nog enigszins stabiel op z’n lijn. Je merkt echter dat deze vering in de basis op comfort is afgestemd. Vooral de Telelever-voorvork zit bij een sportieve rijstijl of op grote, glooiende kuilen of hobbels snel aan z’n limiet. De vering spreekt wel goed aan en het comfort ligt op goede wegen op een behoorlijk hoog niveau. Het is in elk geval een geslaagde afstelling voor een toeristische rijstijl bij sologebruik.
In dit verband merken we nog even op dat de Telelever-voorvork ongeacht de toegepaste schokdempertechniek een speciale eigenschap heeft: de constructie heeft een anti-duik-effect tijdens remmen, waardoor de voorschokdemper tijdens hard remmen niet extra wordt belast. Daardoor kun je een duidelijk zachtere veer en demping toepassen, wat het comfort natuurlijk vergroot. Het gevolg is wel, dat de voorkant veel beweging geeft bij gas open- en dichtdraaien, omdat het anti-duik-effect niet werkt bij remmen op de motor.
Om de standaardvering optimaal te laten werken, moet je de afstelling handmatig aan je persoonlijke rijstijl c.q. voorkeur aanpassen. De veervoorspanning achter is met een gemakkelijk stelwiel te variëren over een bereik van 31 omwentelingen. Wij kwamen als prettigste stand op 10 omwentelingen vanaf minimum, dus geteld vanaf de laagste, volledig ontspannen positie. De uitgaande demping hebben we 5 klikken opengedraaid (vanaf dicht/maximum).
Wat doet de GS met Dynamic ESA beter? Hij is in elk geval in het voordeel qua instelgemak. Als de motor loopt, hoef je alleen maar een paar keer op een knopje te drukken om achter de veervoorspanning aan de belading aan te passen. Ook de demping kan simpel met een druk op een knop worden versteld in drie voorkeurstanden.
Bij hetzelfde pittige tempo, met de demping in de stand ‘Normal’, laat de semi-actieve vering eveneens behoorlijk wat beweging toe. Verschillen tussen de standen ‘Comfort’, ‘Normal’ en ‘Sport’ blijken hooguit in nuances merkbaar.
Bij een lager, meer normaal tempo zijn de verschillen tussen de verschillende standen duidelijker te voelen. In de instelling ‘Comfort’ zweeft de vering met veel comfort over het hobbeltapijt. Prettig voor je rugwervels, maar de stuurprecisie lijdt eronder. Die laatste wordt weer duidelijk beter als de stand ‘Normal’ of ‘Sport’ wordt gekozen, maar dan neemt het comfort ook merkbaar af. In elk geval geeft het Dynamic ESA je meer contact met wat er gebeurt, het heeft meer reserves en een breder afstelbereik.
Conclusie: de conventionele vering van de gewone GS hoeft zich onder de gegeven testomstandigheden zeker niet te schamen. Die werkt in de praktijk heel behoorlijk, maar zit bij zware belading of een sportieve rijstijl eerder aan z’n limiet. Dat ligt ook wel een beetje aan het feit dat de betreffende veerelementen van de simpele soort zijn. De semi-actieve vering van de GS met Dynamic ESA is opgebouwd met hoogwaardigere componenten en is alleen daardoor al beter. Daarnaast scoort die versie natuurlijk punten met de gemakkelijke bediening ten opzichte van conventionele vering. Met zijn beperkte aantal instelmogelijkheden (drie voorkeuzestanden qua veervoorspanning en drie qua demping, die elk weer afhankelijk zijn van de gekozen rijmodus) haalt het systeem bijna het maximale uit de vering, zonder dat de rijder zijn handen vies hoeft te maken. De vergelijking laat zien dat het Dynamic ESA zijn meerprijs waard is, vooral omdat je zonder gedegen kennis van vering en demping toch snel een goede afstelling kunt realiseren. Dat geldt in het bijzonder voor degenen die vaak met veel bagage en/of passagier rijden en dan gemakkelijk de afstelling kunnen aanpassen, terwijl dat anders in de praktijk vaak achterwege wordt gelaten.
Niet in de laatste plaats brengt het Dynamic ESA ook winst op het gebied van veiligheid. Omdat je het afstellen gemakkelijk goed doet en eigenlijk zelfs bijna niet verkeerd kunt doen, zullen er beslist minder motorrijders met een slechte veringafstelling rondrijden. Het afstellen van conventionele vering vraagt meer kennis en ervaring; als je dat verkeerd doet, kun je er ook heel ver naast zitten.
Een motor rijdt niet alleen maar, hij staat voor onderhoud af en toe ook in de werkplaats. Positief in dit opzicht is dat de schokdempers – of het nou met of zonder ESA is – geen verdere kosten met zich meebrengen. Ze zijn volgens BMW onderhoudsvrij. Aangezien de BMW R1200GS qua vering met name door zijn Telelever-voorvork een bijzonder geval is, zijn in de onderhoudstabel in dit artikel ook de betreffende gegevens van een BMW S1000XR (met telescoopvork) met en zonder adaptieve demping vermeld. De telescoopvork vraagt wel af en toe onderhoud. Kilometrages en aangegeven arbeidsuren zijn identiek voor beide versies. Bij het maken van de keuze voor een model met of zonder elektronisch geregeld veersysteem hoef je dus geen rekening te houden met extra onderhoudskosten.
Anders wordt het bij een eventueel defect. De simpele voorschokdemper van de R1200GS is met een klein beetje zoeken op internet voor 360 euro te vinden, de Dynamic ESA-versie slaat met meer dan 1.000 euro een aanzienlijk groter gat in je budget. De verschillen kunnen bij andere fabrikanten misschien iets anders uitvallen, maar zullen grofweg dezelfde tendens laten zien.
Wanneer we kijken naar modellen van andere merken, zoals de Ducati Multistrada 1200 of de KTM 1190 Adventure en 1290 Super Adventure, zien we dat de basisafstelling van de conventionele vering heel anders kan zijn dan die van de adaptieve variant. Bijvoorbeeld de Ducati: de Multistrada 1200 met het zogenaamde Skyhook-veersysteem (waarvan de hardware net als bij BMW van toeleverancier ZF komt) zorgde in 2013 voor sensatie. Het enthousiasme nam echter af toen onze testrijder begin 2013 een normale en een met Skyhook uitgeruste Multistrada met elkaar vergeleek. “Zelfs in de per definitie comfortabele ‘Urban’-modus verwerkt de van alle elektronica voorziene Multistrada richels en gaten in de weg duidelijk minder soepel dan zijn voorganger, vooral aan de achterkant.” De adaptieve demping bracht pas bij zware belading of bij hard remmen voordelen, doordat hij meer reserves in de vering gaf.
Bij model 2015 is er echter een duidelijke stap vooruit merkbaar. Terwijl de veerelementen van de conventioneel gedempte Multistrada aan de zachte kant zijn en veel beweging toelaten – wat goed is voor het comfort, maar slecht voor de feedback en het rijgedrag – gaat de S-versie nu veel gecontroleerder te werk. Daar zijn ruime dempingsreserves nu gecombineerd met een goed aanspreken van de vering.
Even geavanceerd geconstrueerd is het veersysteem van de KTM 1290 Super Adventure, dat mede gebruik maakt van acceleratie- en veerwegsensoren. Dat is bij allroads met lange veerwegen heel belangrijk, omdat door het continu aanpassen van de demping kantelbewegingingen bij het remmen of accelereren kunnen worden verminderd. En dat is inderdaad opvallend wanneer je een 1290 Super Adventure met een 1190 Adventure vergelijkt. Laatstgenoemde heeft geen adaptieve demping, maar (optioneel) alleen elektronisch instelbare vering, vergelijkbaar met het gewone ESA van BMW.
De demping van de voorvork van de 1290 wordt tijdens het remmen een stuk stugger, waardoor het voorwiel tijdens het remmen oncomfortabel over de oneffenheden hobbelt. Nou is het aanspreken van de voorvork bij allebei de modellen niet volledig overtuigend als het gaat om comfort. “Pas als de voorvork echt flinke klappen te verwerken krijgt, door forse hobbels of een felle rijstijl, werkt hij heel goed”, citeren we uit de TopTest van de 1290 Super Adventure (MotoPlus 8/2015).
Hoewel er bij sommige modellen met semi-actieve c.q. adaptieve demping momenteel qua werking nog ruimte voor verbetering is, vindt de elektronische regeling van voorvork en achterschokdemper steeds meer opgang in het modellenaanbod. Bij veel motoren kun je al met een simpele druk op een knop de demping (en vaak ook de veervoorspanning achter) elektronisch in een aantal voorkeuzestanden instellen. Maar inmiddels zijn vooral de geraffineerde adaptieve systemen in opkomst, de automatisch continu regelende systemen die gekoppeld zijn aan de steeds slimmere boordcomputers. Dat is ook te danken aan het feit dat de veringspecialisten van WP, ZF en Öhlins hun componenten vrij op de markt brengen. En hogere productieaantallen zorgen voor dalende kosten. Moderne motoren hebben vaak al veel van de benodigde sensoren en elektronica aan boord, waardoor de adaptieve veersystemen gemakkelijk kunnen worden geïntegreerd. En als de regel-algoritmen van de boordcomputer steeds beter de juiste afstelling van de vering en demping kunnen vinden, dan zullen je handen steeds vaker schoon blijven. Misschien tot verdriet van sommigen….
