+ Plus

Techniek: secundaire overbrenging

Wanneer het motorblok zijn volle vermogen op het achterwiel zet, hebben ketting en tandwielen het zwaar. En omdat de aandrijfkracht ook nog de werking van de vering beïnvloedt, moeten de constructeurs diep in de trukendoos grijpen.

De eerste versnelling, volgas! Het voorwiel van de BMW S1000RR zweeft tien centimeter boven de grond, het blok vliegt door zijn toerenbereik en gedurende een kort ogenblik doorloopt de koppelkromme zijn piek. Op dat ‘moment’ staat de maximale belasting op de rollenketting, want het maximale draaimoment van de motor wordt maximaal vergroot door de eerste versnelling. Aan de krukas levert de motor 115 newtonmeter, waarna de primaire overbrenging naar de koppeling (met een reductie van 1,65) en de eerste versnelling (2,64) het koppel rekenkundig naar maar liefst 501 newtonmeter opkrikken. Houden we rekening met een wrijvingsverlies van de tandwieloverbrengingen van circa vier procent, dan hebben we aan de uitgaande versnellingsbakas nog altijd een koppel van zo’n 480 Nm over. Met het standaard gemonteerde 17-tands voortandwiel (effectieve diameter 92 millimeter) staat er door de kleine hefboom van 46 millimeter een trekkracht van maar liefst 10.435 newton (ofwel dik 1060 kilo) op de arme ketting. Deze 1060 kilo moeten door de iets meer dan vijf millimeter dikke pennen van de ketting worden overgebracht.
Moderne kettingen zijn zelfs op meer dan 3.500 kilo berekend, omdat de koppelpiek die optreedt direct na de ontbranding van een cilinder (zie het eerdere artikel over krukassen uit MP 17-2013) duidelijk boven de nominale koppelwaarde ligt, die over een volledige verbrandingscyclus van twee krukasomwentelingen wordt berekend. Daar komen nog de piekbelastingen door hobbelig wegdek en bruut schakelen bij, wat de veiligheidsmarge van ruim 250 procent bovenop de maximale belasting noodzakelijk maakt.

De aan het achterwiel doorgegeven trekkracht geeft overigens niet alleen een enorme acceleratie, maar beïnvloedt in combinatie met de aandrijfkracht aan de radius van de achterband ook de werking van de vering. Als de swingarm schuin genoeg staat, dan duwt de aandrijfkracht de achterkant via de achtervorklagering omhoog, de zogenaamde kettingreactie.
Open lopende kettingen hebben ondanks hun door O- of X-ringen afgesloten vetvulling wel aanvullende smering nodig voor de rollen en tandwielen. Daarvoor is een zeer goed hechtend kettingvet nodig om snel afslingeren te voorkomen (zie kader Tips & Tricks). Een klusje dat menig motorrijder ertoe heeft overgehaald om over te stappen op een motor met cardanaandrijving. Een dichte constructie waarbij in een oliebad lopende kegeltandwielen en aandrijfas de aandrijfkracht schoon en onderhoudsvrij overbrengen naar het achterwiel. Dat de goede oude rollenketting desondanks nog steeds niet is uitgerangeerd, ligt onder andere aan het hogere gewicht en de veel hogere kosten van de complexe constructie van de cardanaandrijving. De simpele – al dan niet enkelzijdige – swingarm met geïntegreerde cardan, zoals oude BMW’s en Guzzi’s die hadden, volstaat vandaag de dag niet meer. Tegenwoordig wordt met verschillende, soms zeer complexe reactiestangen gewerkt om de achterzijde onder controle te houden tijdens de (de)acceleratiefase. Oude BMW’s kwamen altijd hevig uit de veren bij acceleratie en zakten even heftig weer in bij het afremmen op de motor. De oorzaak: het aandrijfkoppel steunt af op de achtervorklagering en tilt deze met motor en al uit de veren, en omgekeerd (zie tekening). De krachten moeten nu zo worden uitgemeten dat ze de vering, net als bij een goed gedimensioneerde kettingaandrijving, onder acceleratie dusdanig ondersteunen, dat de motor in een neutrale stand blijft en de geometrie en de ligging van het zwaartepunt niet teveel veranderen (zie tekening).
Om de gecompliceerde, dure constructie met meerdere reactiestangen te besparen, is er ook de mogelijkheid om de ongewenste hefboomwerking af te zwakken door toepassing van zeer lange achtervorken, zoals Yamaha dat bijvoorbeeld succesvol heeft gedaan met de FJR1300 of de XTZ1200 Super Ténéré.

Motoplus als app?

Om deze webapp op je telefoon te installeren, klik dan op het icoontje onderaan en klik daarna op Zet in beginscherm.

Om deze webapp op je telefoon te installeren, klik dan op de drie bolletjes rechtsbovenin

en klik daarna op Toevoegen aan startscherm.