Gewicht; een gewichtige factor bij motorrijden

Aandachtige lezers zullen al gemerkt hebben dat de motoren die ons gedurende de laatste jaren worden aangeboden steeds maar lichter worden. Het lijkt wel alsof de fabrikanten er op uit zijn om elke gram die ze maar kunnen besparen bij de constructie van hun motorfietsen uit hun concept te weren. Op de vraag waarom ze dat in 's hemelsnaam doen, proberen we hieronder een antwoord te geven.
De woorden "lichter" en "gewichtsbesparing" komen steeds meer voor in de persteksten die de fabrikanten samen met hun nieuwe motoren uitbrengen. Je zou je daarbij kunnen afvragen waarom ze blijkbaar zo gebeten zijn om hun motoren zo licht mogelijk te maken. Goedkoper worden de motoren er echter niet op -integendeel zelfs- dus kan het fenomeen gewichtsbesparing niet rechtstreeks het gevolg zijn van de kostprijs van de ruwe materialen. Meer zelfs: lichtere motoren bouwen kost in de ontwikkelingsfase meer geld omdat er in de ontwerpafdelingen heel veel tijd wordt gespendeerd in het op zoek gaan naar de laatste grammen overtollig gewicht. Toch moet een lichtere motor blijkbaar heel wat voordelen bieden; zoniet zouden al die fabrikanten -op enkele uitzonderingen na- niet zo gebeten zijn om een zo licht mogelijke constructie na te streven. De evolutie: de R1150GS woog rijklaar en volgetankt met benzine 249 kilogram, zijn opvolger -de R1200GS- weegt in dezelfde toestand nog slechts 225 kilogram.
Statische hanteerbaarheid Eén van de meest voor de hand liggende voordelen van een motorfiets met een laag gewicht is dat hij zich zonder dat de motor draait gemakkelijk laat verplaatsen. En dat doen we met onze motorfiets meer dan we denken. Wie ooit al eens met een voor hem of haar te zware motorfiets heeft geworsteld, zal dat wellicht opgevallen zijn. Ga maar eens na hoeveel keer je de motor in en uit de garage haalt, hoeveel keer je hem bij het parkeren moet manoeuvreren, hoe vaak je hem moet verplaatsen bij een poetsbeurt of een onderhoudsbeurt. En dan hebben we het nog niet gehad over zij die regelmatig hun motorfiets op een aanhangwagen of in een bestelwagen plaatsen om hem te vervoeren. Wendbaarheid Om een massa te laten afwijken van een traject dat het aflegt heb je energie nodig. Dat geld natuurlijk ook voor een motorfiets die in beweging is. Hoe lichter de massa is die je van koers moet laten veranderen, hoe gemakkelijker dat gaat. Laat het nu zo wezen dat je onder het rijden met een motor héél veel die massa in een andere richting moet sturen en je weet meteen dat een lichtere motor zo zijn voordelen biedt. Bij racemotoren is de wendbaarheid van het geheel heel belangrijk want de snelheid waarmee je die motor van richting kunt laten veranderen -platgooien en oprichten- bepaald voor een niet onbelangrijk deel je rondetijden. Maar ook op de openbare weg heeft een wendbare motor natuurlijk zo zijn voordelen. Je kunt namelijk sneller je bochtentraject aanpassen indien nodig en sneller voor een obstakel uitwijken om zo misschien je hachje wel te redden door het gevaar te ontwijken. Als bijkomend plezierig voordeel wordt je fysiek ook minder snel moe van het rijden op een lichte motor omdat je minder moeite moet doen om hem in de juiste banen te leiden. Remmen Een groot gewicht afstoppen gaat moeilijker dan een laag gewicht afremmen. Om een zware motor tot stilstand te brengen zal je dus sterkere remmen moeten hebben. Die remmen zorgen op hun beurt voor een hoger gewicht van de constructie. Er ontstaat dus als het ware een neerwaartse spiraal waarvan het einde maar amper in zicht is. Als bijkomend nadeel worden de banden zwaarder belast bij de remacties van zware motoren en aangezien die, als het puntje bij paaltje komt, niet over een oneindige cohesie beschikken zullen ze op een gegeven moment de duimen moeten leggen voor de op hen uitgeoefende krachten. Het gevolg daarvan is dat de banden gaan schuiven of stuiteren over het wegdek wat natuurlijk zowel de remafstand, de handelbaarheid van het voertuig als de veiligheid niet ten goede komt. Een lichtere motoren remt beter met dezelfde remmen. Let ook op het lichte wiel dat het onafgeveerd gewicht zo gunstig mogelijk moet houden.
Accelereren Een object met een laag gewicht laat zich gemakkelijker en sneller verplaatsen. Een lichte motor zal dus minder vermogen nodig hebben om een bepaalde versnellingskracht te kunnen ontwikkelen. In het vakjargon van de motorwereld wordt de verhouding tussen vermogen en gewicht aangeduid als de pk/gewichtsverhouding. Om die waarde te kennen deel je het gewicht van de motor door het maximale vermogen. Een motor met een maximum vermogen van bijvoorbeeld 100 pk en een gewicht van 200 kilogram heeft dus een pk/gewichtsverhouding van 2 wat dus betekent dat elke pk die die motor heeft, twee kilogram moet meesleuren. Tot voor kort was de magische grens voor straatmotoren ergens te vinden in de buurt van 1:1, wat betekent dat er voor elke kilogram gewicht 1 pk ter beschikking was. Met de komst van de hedendaagse superkanonnen wordt deze grens echter doorbroken. Dat die tuigen dus over een supersonische acceleratie beschikken –waarvan zelfs echte racers tot enkele jaren geleden maar konden dromen- staat vast. De pk/gewichtsverhouding van een motor vormt echter maar een ruwe, simplistische maatstaf. Inderdaad, ruw en simplistisch want er spelen nog andere belangrijke factoren een rol bij de acceleratie van een motor. In de eerste plaats het aantal versnellingen waarover de motor beschikt en de spreiding van die versnellingen ten opzichte van elkaar. De pk/gewichtsverhouding geeft namelijk alleen maar de waarde weer die wordt bekomen bij maximum vermogen en die bereik je meer keren tijdens een acceleratie, wanneer je over meer versnellingen beschikt. Verder spelen ook de lengte en de soort van eindoverbrenging en de stroomlijn van de motor een rol want die zorgen ook voor respectievelijk vermogensverliezen en weerstand bij het versnellen van de motor. Natuurlijk komen daar onder andere nog bij de grip van de band op het wegdek, de curve waarmee het vermogen geleverd wordt, het gedrag van het rijwielgedeelte onder volle acceleratie en de moed en de kunde van de piloot zelf. Een motor mag nog zo snel zijn, wanneer het mannetje in het zadel het gas niet met kennis van zaken opendraait komt er van optimale prestaties leveren niet veel terecht… Vering Hoe lager het gewicht van de motor is, hoe minder robuust de veerelementen –zowel voor- als achter- moeten worden uitgevoerd en dat resulteert dan weer in een lager gewicht van de complete motor. Bovendien kan een motor die minder weegt ook over soepeler veerwegen beschikken aangezien de motor minder in de voorvering zal duiken tijdens het remmen op de voorrem. De massa van het geheel is namelijk bij een lichtere motor lager, waardoor de kracht waarmee de voorvork wordt belast onder het remmen ook kleiner zal zijn. Onafgeveerd gewicht De motorconstructeurs besteden vooral heel wat aandacht aan het naar beneden brengen van de massa van de onderdelen die deel uitmaken van het onafgeveerde gewicht. Daarmee bedoelt men het gewicht van alle onderdelen die door de veersystemen onder controle worden gehouden. Kort samengevat bestaat dat onafgeveerd gewicht dus voor het overgrote deel uit de beide wielen met alle bijbehorende bevestigingsmaterialen, de remklauwen en de remschijven, de achtervork en een gedeelte van de achterschokdemper(s) en de voorste vorkbenen. Natuurlijk vormen ook het gewicht van de banden een deel van dat onafgeveerd gewicht want die zitten om de wielen gemonteerd. Indien al deze onderdelen zo licht mogelijk geconstrueerd worden, komen er een aantal niet onbelangrijke voordelen op de proppen die zowel de vering, de wendbaarheid, de acceleratie als de remwerking positief beïnvloeden. Een laag onafgeveerd gewicht zorgt voor een heel snelle en dus goede respons van de veersystemen op de oneffenheden in het wegdek, de lagere gyroscoopkrachten die de wielen, de remschijven en de banden genereren verhogen de wendbaarheid en dezelfde componenten zorgen er ook voor dat de motor gemakkelijker van snelheid kan veranderen wanneer men dat verlangt. Lichtere wielen, banden en remschijven laten zich immers gemakkelijker versnellen of vertragen, aangezien de massa die ze vertegenwoordigen, en dus de inertie, minder hoog is. Zwaartepunt Een zwaardere motor kan verrassend genoeg soms even wendbaar zijn -of zelfs nog wendbaarder- dan een lichtere soortgenoot. Dat fenomeen gaat op het eerste gezicht in tegen alle hiervoor opgesomde regels, maar is bij nader toezicht gemakkelijk te verklaren. De plaats waar het zwaartepunt van de constructie zich bevindt speelt namelijk ook een voorname rol. Hoe lager dat zwaartepunt zich in het geheel bevindt en hoe centraler het is gepositioneerd ten opzichte van de rijrichting, hoe wendbaarder de motor zal zijn. Dat komt omdat je het zwaartepunt bij het bewegen van de motor minder ver moet verplaatsen en dus minder energie nodig hebt om die verplaatsing te bewerkstelligen en die na de beweging te hebben uitgevoerd terug een halt toe te roepen. Wie de vorige uiteenzetting moeilijk kan begrijpen moet maar eens de volgende eenvoudige proef doen: neem een korte ladder, zet hem in verticale positie en hang op bijvoorbeeld 1 meter van de grond aan één van de sporten een emmer water. Beweeg de ladder nu zijdelings in beide richtingen en voel hoeveel inspanning je moet leveren om het geheel onder controle te houden. Verplaats daarna de emmer naar een lagere positie en je zult merken dat het hanteren van het geheel nu veel gemakkelijker wordt. Het gewicht van de emmer water vertegenwoordigt het zwaartepunt van onze proefopstelling en wordt tijdens het testen volgens de hoogte waar het zich bevindt over een langere, dan wel kortere afstand bewogen. Ook leuk is om de emmer na de eerste twee tests leeg te gieten en daarna de test nog eens uit te voeren. Het zal je zeker opvallen hoeveel minder inspanning je dient te leveren om de boel in de hand te houden. Bij Buell dient het frame zelfs als benzinetank om het zwaartepunt zo laag en centraal mogelijk te houden. De XB9S weegt bovendien droog slechts 175 kilogram!
Benzineverbruik Om een motorfiets een acceleratie te geven moet je over vermogen beschikken. Om vermogen te ontwikkelen moet je -indien je dat niet met mankracht wilt bereiken- de motor onder andere brandstof en lucht toedienen. Dat enkel de benodigde lucht daarvoor –tot nu toe nog- gratis wordt geleverd, is iedereen duidelijk. Hoe meer vermogen je echter wilt ontwikkelen, hoe meer lucht en brandstof je nodig hebt en aangezien een motorfiets met een hoger eigen gewicht meer vermogen nodig heeft om dezelfde acceleratie mogelijk te maken, zal die dus meer brandstof verbruiken. Deze theorie gaat echter enkel op indien we dezelfde motor lichter of zwaarder maken, want er zijn honderden factoren die het brandstofverbruik van een motorfiets bepalen. Ja, ook hier gaat de vlieger dus enkel op als je appels met appels en peren met peren vergelijkt… Een lichter geconstrueerde motorfiets bespaart dus brandstof, is minder schadelijk voor het milieu en minder duur in het gebruik. Bovendien is het geen goede zaak voor een motormerk een model te hebben dat meer brandstof verbuikt dan van een enigszins vergelijkbaar model van een concurrerende fabrikant. Minder positieve mondelinge reclame kan je als bedrijf missen als kiespijn en dat weten de motorproducenten natuurlijk ook… Verkoopsargument? Door de opgave van een zo laag mogelijk gewicht beschikken de motorfabrikanten bij prestatiegerichte motorrijders over een belangrijk verkoopsargument. Niet zelden wordt echter niet het rijklaar gewicht opgegeven in de technische specificaties en dat is jammer want twee motoren met eenzelfde drooggewicht kunnen eenmaal rijklaar belangrijke verschillen in gewicht laten noteren. Stel je maar eens voor dat de ene motor luchtgekoeld is en de andere over vloeistofkoeling beschikt. Omdat koelvloeistof ongeveer evenveel weegt als water zal de vloeistofgekoelde motorfiets, indien zijn koelvloeistofcapaciteit bijvoorbeeld 4 liter bedraagt, rijklaar dus ongeveer 4 kilogram zwaarder zijn. En zo zijn er nog een paar factoren die een rol spelen. De olie in het blok en de voorvork weegt bijvoorbeeld ook niet niks, de benzine in de brandstoftank vertegenwoordigt ook een zeker gewicht en de vloeistof in de batterij draagt ook haar steentje bij in het bepalen van het rijklaar gewicht. Een héél belangrijke factor in dit plaatje is echter het rijklaar gewicht van de piloot zelf. Hoe minder die weegt, hoe minder massa de motor immers moet meesleuren. Lichtere onderdelen monteren en daarna oeverloos gaan schranzen brengt dus echt geen zoden aan de dijk. Door een plasje te gaan maken voor je op de motor stapt ben je ook gemakkelijk pakweg een half kilootje rijklaar gewicht kwijt om nog niet te spreken over wat een grote boodschap kan opleveren. De moraal van dit verhaal is dan ook duidelijk: doe wel en zie niet om want het échte optimale is enkel in theorie haalbaar.