- Dé internetsite voor de Automotive Professional

© WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional

MOTORFIETSENTechniek BMW G450X enduromotor

Kruising van weg-, terrein- en trialmotor

In de motorsport neemt de Enduro een bijzondere plaats in. De motoren moeten

zowel op de verharde weg als in het terrein uitstekend presteren. Het vraagt niet al-

leen van de rijder een uitstekende conditie, ook de techniek wordt danig op de proef

gesteld. BMW ontwikkelde de G450X, de ultieme enduromotor. Met z’n afwijkende

constructie, een nadere beschouwing meer dan waard.

Enduroritten, kortweg enduro’s, zijn een soortauto-rally’s voor motorfietsen. Gedurende en-kele dagen wordt er zo’n 250 km per dag afge-legd. In Nederland voor het overgrote deel opopenbare wegen, slechts een klein deel vindt‘off-road’ plaats. Daarbij worden proeven afge-legd die bestaan uit het nemen van hindernis-sen zoals boomstammen, modderbakken encrossbanen. In het buitenland is er de mogelijk-heid om bergen te beklimmen en andere meernatuurlijke hindernissen zoals het doorwadenvan een beek in de route op te nemen.Aanvankelijk werden wegmotoren geschikt ge-maakt voor dergelijk terreinwerk, de BMWG650X Challenge is daar een voorbeeld van.Omgekeerd is een echte crossfiets niet bedoeldvoor de openbare weg en voldoet deze niet aande emissie- en geluidseisen. Eigenlijk moet eenenduromotor ook de eigenschappen van een trialmotor hebben. Dat zijn lichte, handelbaremachines die in onmogelijke situaties oneffen-heden overwinnen.De BMW G450X is ontwikkeld om alle eigen-schappen van een weg-, terrein- en trialmotorte verenigen in één motorfiets. Dat is geen een-voudige opgave.

Technisch gedurfdVoor de ontwikkeling van de G450X zijn tal vannieuwe wegen bewandeld. Het meest opvallendis de bevestiging van de achtervork. Omdat erin het terrein veerwegen van meer dan 300 mmnodig zijn, treden er grote verschillen op in ket-tingspanning als de hartlijnen van de uitgaandeversnellingsbakas en de as van de achtervorkniet samenvallen.BMW besloot tot een constructie waarbij deachtervork scharniert om de hartlijn van deversnellingsbakas. Dat heeft een aantal ver-

strekkende gevolgen: de koppeling moet naarde krukas, de krukas draait ‘achterover’ door-dat er een extra tandwieloverbrenging nodig isen het is moeilijk om een zesversnellingsbak tegebruiken. Alsof dat nog niet genoeg is, beslootBMW geen carburateur, maar inspuiting toe tepassen. Hoewel daarbij doelbewust specialemaatregelen zijn genomen om de reacties ophet gasgeven en loslaten optimaal te krijgen, isen blijft het moeilijk een carburateur te evena-ren. Laat staan te overtreffen. Het pluspunt is

Motor met conditie

Met veerwegen van 300 mm voor en 320 mm ach-ter worden alle oneffenheden in het terrein, inclu-sief de sprongen, goed opgevangen. Bijzonder isdat daarbij de kettingspanning gelijk blijft omdatde achtervork scharniert om de hartlijn van de uit-gaande as van de versnellingsbak.

wel dat er ‘probleemloos’ een geregelde drie-wegkatalysator kan worden toegepast.Een achterover draaiende krukas maakt hetmoeilijker om de motor met een plotselingegasstoot op het achterwiel te krijgen. Duswordt trialrijden lastiger. Een koppeling op dekrukas is kleiner en lichter, omdat het over tebrengen koppel lager is dan bij een koppelingop de ingaande as van de versnellingsbak. Hetprobleem van elke krukaskoppeling is dat hetdoseren ervan moeilijker is dan bij een langza-mer draaiende transmissiekoppeling. Zo’n krukaskoppeling werkt al gauw als een aan/uit-schakelaar en dat is niet altijd prettig. Anderprobleem is dat het afvoeren van warmte moei-lijker is dan bij een transmissiekoppeling. Tij-dens het slippen wordt ongeveer de helft van

Foto’s/Tekeningen: BMW

1 © WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional

het vermogen in warmte omgezet en dat is las-tiger af te voeren als de koppeling klein is.Door de speciale achtervorkbevestiging is deachtervork bij dezelfde wielbasis 30 mm langer,terwijl het motorblok achteruit is geplaatst.

De motor zelf is een 450 cm³ viertakt die zowelbij stapvoets rijden als op snelle trajecten goedmoet functioneren. Omdat het snelheidsbereikzo groot is en het aantal overbrengingen be-perkt is tot vijf, moet over een breed toerenge-bied veel vermogen beschikbaar zijn.De motor voldoet aan de Euro 3-emissie- en ge-luidseisen als hij in weguitvoering wordt ge-bruikt. Dat zal in weinig gevallen zo zijn, wantpas in de wedstrijduitvoering komen de paar-denkrachten goed los.

Anders dan anderenEndurorijders maken veel gebruik van een KTM(zie AMT 6/2007) en het is leerzaam de nieuweBMW hiermee te vergelijken.Er zijn door BMW vier grote gietdelen en vierdeksels gebruikt. Het motorblok is verticaal ge-deeld, de carterhelften bestaan uit zo dun mo-gelijk hogedruk spuitgietwerk in een specialelegering. De afdichting gebeurt met een papier-pakking. De lagers van de krukas, balansas, ver-snellingsbakas, schakelwals, schakelas, olie-pompen en waterpomp zitten in de carterhelf-ten. De cilinder heeft een gesloten bovenkant,op de waterdoorgangen na. Een Nikasillaag

Op de krukas zit de meervou-dige natte platenkoppeling.

Het platenpakket wordt dooreen schotelveer aangedrukt.Daarnaast is de spievertan-ding van de naaf afgebeeld.

De korf is verbonden met hetprimaire tandwiel dat gela-

gerd is op de kruktap. Hetgrote tandwiel drijft de ba-

lansas aan. Let op: de krukpenvormt één geheel met de

krukwang. Op de pen is hetbig-end lager afgebeeld.

Het balansgewichtdraait tussen de kruk-wangen. Op dezelfde as is het tandwiel voorde distributietandket-ting geplaatst. Ietsdaarboven vindt deaandrijving van de wa-terpomp plaats. Delichtgewicht titaniumkleppen worden aan deuitlaatkant door stoter-bussen en aan de in-laatkant door slepersbediend.

De cilinderkop heeft een stromings-gunstig inlaatkanaalverloop. Deklephoek is gering, de zuigerbodemvrijwel vlak. De platte zuiger heeftslechts twee veren. Op de uitlaat-nokkenas is de kleplichter te ziendie het starten vergemakkelijkt.

De stevige krukas met de aandrijving van de olie-pompas. Op de as zit links de brede zuigpomp diede olie uit het carter haalt en naar de versnellings-bak pompt. Rechts zit de smalle perspomp die deolie uit de versnellingsbak zuigt en naar de te sme-ren en te koelen plekken perst.

Door de cilinder 30 graden voorover te kante-len, is er toch genoeg gewicht op het voorwielen kan het inlaatkanaal een optimale vormhebben.

Licht en sterkBMW heeft een echte enduromachine ontwor-pen die ongeveer even sterk is als de aangepasteBMW 650 ééncilinder, maar 40 kg minderweegt. De motor heeft de veerwegen als die vaneen crossfiets en is zo smal als een trialmotor.Om de handelbaarheid optimaal te krijgen, zijnde massa’s van motor en brandstof zo dicht mo-gelijk bij het zwaartepunt geplaatst.

De achtervork schar-niert om een pen diedwars door de holleuitgaande as van deversnellingsbak loopt.De achtervork bestaatuit holle profielen vaneen aluminiumlegering,licht en stijf.

© WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional 2


De krukas wordt vanaf de dynamokant axiaal ge-smeerd. Van groot belang is niet alleen de smering

van het ‘big-end’ of drijfstanglager, maar ook hetprimaire tandwiel en de koppeling hebben smering

en koeling nodig. De glijlagers tussen de nokkenen de spanner van de tandketting krijgen hun olieonder druk toegevoerd terwijl de loopvlakken tus-

sen de stoters en de slepers een intermitterendeolietoevoer ontvangen.

ten de kleppen snel en ver worden geopend.Daarom zijn ze van een titanium legering ge-maakt die het gewicht beperkt. Daar helpenook de aluminium klepveerschotels aan mee.De twee 40 mm inlaatkleppen worden door sle-pers bediend die een steil geplaatst inlaatka-naal mogelijk maken. De twee 33 mm uitlaat-kleppen worden door 28 mm stoterbussen be-diend zodat de cilinderkop aan de voorkantlaag kan worden gehouden. Op één van de uit-laatkleppen is een automatisch werkend de-compressiesysteem aangebracht.

Ongewoon oliecircuitEr is een gecombineerd nat- en droogcarter metslechts 1,1 liter motorolie. De twee trochoïdeoliepompen zitten op één as. De brede pomplinks zuigt de olie uit het motorcarter en voertdeze naar de als olietank dienstdoende versnel-lingsbak. Onderdruk in het carter werkt mee omde pompverliezen onder de zuiger te beperken.De smalle oliepomp rechts zuigt de olie uit debak en pompt deze naar het oliefilter. Vandaargaat het naar het hoofdoliekanaal met veerbe-laste drukregelklep die evenals het filter vanbuitenaf bereikbaar is. De olie stroomt vanuithet hoofdoliekanaal naar de twee oliesproeiersvoor de zuiger, de krukas en de cilinderkop. Dekettingspanner en de nokkenasglijlagers krij-gen de olie continu toegevoerd, de slepers en destoters intermitterend.De carterontluchting vindt plaats via een laby-rint in de (draaiende) tussenas van de primaireaandrijving. Dat werkt als een centrifugaal olie-afscheiding.De koelwaterpompaandrijving geschiedt doorde distributietandketting. Omdat de pomp zolaag zit, is er genoeg ruimte voor één radiateurin plaats van de gebruikelijke twee kleinere. Zowordt er op extra leidingen bespaard en neemtde kans op storingen af. Er is geen thermostaaten geen doorstroomregeling. Boven de 90°Cslaat een elektrische ventilator aan.

Compacte transmissieDe meervoudige natte platenkoppeling zit opde rechter kruktap en drijft via de koppelings-korf het primaire tandwiel aan. Dan volgt er

zorgt voor een uitstekende warmteafvoer eneen optimale wrijving. De cilinder is alleen wa-tergekoeld in het bovenste deel omdat daar demeeste warmte wordt afgevoerd. De cilinder isingeklemd tussen de cilinderkop en het motor-blok.De krukas heeft geen losse ingeperste drijf-stangpen, BMW heeft er voor gekozen de penmet de krukwang mee te smeden die het ver-mogen overbrengt naar de transmissie. Als krukaslagers worden er rollenlagers gebruiktmet speciale aan het einde afgeronde rollen.Daardoor wordt het ‘schranken’ voorkomen,want de krukas buigt bij hoge belastingen ietsdoor. De drijfstang heeft een gehard big-end enis met 19 rollen in een kooi direct op de gehar-de krukpen gelagerd.De centrale olietoevoer zorgt niet alleen voorde juiste smering van de lagers, maar ook voordie van de big-end kooi die vooral in axiaalrich-ting warmte ontwikkelt. Een derde rollenlagerin het dynamodeksel was nodig om probleem-loos 11.000 t/min te kunnen draaien.De gesmede 98 mm zuiger is voorzien van een

speciale looplaag. Het hemd is extreem kort omhet gewicht en de wrijving zo laag mogelijk tekrijgen. Er zijn slechts twee zuigerveren, een1,2 mm hoge rechthoekveer van genitreerdstaal en een 2,3 mm hoge olieschraapveer dieuit één deel bestaat en door een veer in desponning wordt aangedrukt. Twee oliesproeierszorgen ervoor dat de zuigerbodem onder de uit-laatkleppen niet te heet wordt. Ondanks decompressieverhouding van 12,0:1 is de zuiger-bodem vrijwel vlak.De koppeling is voorzien van zes platen, eenschotelveer drukt ze op elkaar. De olie die dekrukaslagers smeert, komt ook bij het glijlagervan het krukastandwiel en koelt daarna de kop-peling. De bediening van de koppeling gebeurtmet een kabel, dus niet hydraulisch.Er is een balansas die met krukastoerental integengestelde richting draait om de primairemassakrachten op te heffen. Zo worden trillin-gen in het stuur en de voetsteunen voorkomen.De balansas draait in rollenlagers en zorgt vooraandrijving van de distributie. Ook de startmo-toroverbrenging maakt gebruik van de balans-astandwielen.

Kijkje in cilinderkopDe cilinderkop is een lagedruk gietstuk dat eenthermische behandeling heeft ondergaan. Aande kant van de aandrijving zijn de nokkenassenvoorzien van kogellagers die de kettingkrach-ten en de axiale opsluiting voor hun rekeningnemen. Tussen de nokken is een glijlager ge-plaatst dat de krachten vanuit de klepbedieningopvangt. De cilinderkop is met vier trekankersaan het carter bevestigd. Bovendien is het dis-tributiehuis aan de buitenkant op twee plaat-sen vastgezet. Onder het inlaat- en uitlaatka-naal zorgen twee bouten ervoor dat de stalenmeerlagenkoppakking gelijkmatig wordt aan-gedrukt. De tandketting die de nokkenassenaandrijft, loopt langs een glijschoen en wordtdoor een spanschoen met hydraulische spannerop spanning gehouden.Omdat de motor ook bij lage toerentallen goedmoet trekken, moeten er ‘tamme’ kleppentij-den worden gebruikt. Om bij hoge toerentallentoch genoeg vermogen te kunnen leveren moe-

De olie gaat vanuit de versnellingsbak naar de perspomp en vandaar naar het oliefilter. Vervolgenswordt het hoofdoliekanaal gevuld. Op dit kanaal isde drukregelklep geplaatst. Vanuit het hoofdolie-kanaal gaat de olie naar de krukas, de cilinderkopen de transmissie. Twee oliesproeiers koelen de zuigerbodem.


De waterpomp zit ophet motorblok enwordt door de nokken-astandketting aange-dreven. Het afgekoeldewater gaat uit de radia-teur via de pomp naarde cilinder en vandaardoor de cilinderkop.Het hete waterstroomt naar de radia-teur om daar af te koe-len. Een elektrischeventilator slaat bij90°C aan.

het motorblok enkan via een twee-traps overbren-ging de motorstarten. In de eer-ste trap zit eenslipkoppeling diede startmotor be-schermt tegenoverbelasting. Inde tweede trap iseen vrijloop opge-nomen die deeluitmaakt van dedynamo. De dynamo zit met een conus op dekruktap. Tijdens het starten wordt één van deuitlaatkleppen iets gelicht om het op toeren ko-men van de ééncilinder mogelijk te maken.Boven een bepaald toerental zorgt een centrifu-gaalgewichtje op de nokkenas ervoor dat de uit-laatklep volledig sluit. De krukas heeft dan vol-doende vliegwieleffect om de zuiger door decompressie te drukken.

Lucht en brandstofHet aanzuigen van de lucht moet op een scho-ne en droge plaats gebeuren, want een enduro

rijdt door zand, modder enregen. Bovendien wordt de

motorfiets na afloop meteen hogedrukspuit

schoongespoten. Het zalniet de eerste keer zijn

dat er water in het inlaat-systeem terechtkomt. BMW

heeft een zo hoog mogelijkeplaats gekozen, de lucht gaat

via een ‘snorkel’ naar de on-derkant van het filterhuis

(airbox) en passeert vervolgenseen groot rechthoekig vliesfilter

dat in speciale olie is gedrenkt. Hetfilter kan zijdelings worden gedemon-

teerd. De gezuiverde lucht stroomt naar deinlaatkelk die 90° gebogen is. In het inlaat-

kanaal zitten twee vlinderkleppen, eerst komtde klep die door een stappenmotor wordt be-diend. Dan volgt de klep die via een kabel door

de gashendel wordt versteld.Deze niet onbekende imitatie van de ouder-wetse ‘constant vacuüm’ of ‘constant depres-sion’ carburateur zoals SU en Stromberg dievoor auto’s leverden, moet de motor soepellaten reageren op gashendelbewegingen. Dateist veel van de programmering, niet alleen vande gasklepstappenmotor, maar ook van het in-spuit- en ontstekingstijdstip. De andere fabri-kanten van enduro’s houden voorlopig decarburateur in ere en zien daarmee af van hetvoldoen aan de jongste emissie-eisen.De elektrische benzinepomp begint pas te wer-ken als de krukas draait en kan dan maximaal3 bar druk opbouwen. BMW bouwt al velejaren motoren met benzine-inspuiting, maarzo’n enduro met trial-eigenschappen is wel eenbijzondere uitdaging.Voor de eencilinder is een speciale ElectronicControl Unit (ECU) ontwikkeld. De belastings-graad wordt via de gasklepstand van beide vlin-derkleppen bepaald. Ook de inlaatdruk en-temperatuur, de krukstand en het motortoe-rental (via een inductieve gever en tanden ophet dynamovliegwiel) spelen een rol bij het be-palen van het inspuit- en ontstekingstijdstip.De centraal geplaatste M10x1-bougie is voor-zien van een staafbobine. De lambdaregelingmaakt gebruik van een sprongsensor.

Knappe resultatenVoor weggebruik voldoet de G450X aan de Euro3-emissie-eisen als er in de gehomologeerde uit-laatdemper een driewegkatalysator zit. De dem-

een tandwieloverbrenging van 2,618:1 naar delangzamer draaiende bak. In de overbrengingzit een slipkoppeling om de transmissieschok-ken op te vangen. De overbrenging maakt wel-iswaar een gunstige plaatsing van de versnel-lingsbakassen mogelijk, maar zorgt er ook voordat de krukas ‘achterover’ draait, dus tegenge-steld aan de draairichting van de wielen.Vanwege de geringe beschikbare breedte tussende achtervorkbevestiging is er net ruimte vooreen vijfversnellingsbak. Dankzij een breed toe-rengebied waar het maximum vermogen wordtgeleverd, volstaat een ‘wide ratio’ vijfbak omhet hele snelheidsgebied te bestrijken.De bak werkt met een klauwenschakeling. Drieschakelvorken grijpen aan op de ‘vaste’ tand-wielen die door middel van spiebanen met deas verbonden zijn. Als ze axiaal worden ver-schoven, vallen de klauwen in de gaten van de‘losse’ tandwielen die vrijdraaiend op de as zijngeplaatst.Een ‘schakelwals’ met speciaal gevormde groe-ven stuurt de drie schakelvorken. Per schakel-beweging wordt de wals 60° verdraaid, eenpallensysteem zorgt voor de arretering van deschakelwals.Een kleine, hoogtoerige startmotor zit voor op

Zo ziet de motor er uit inde ECE-goedgekeurde uit-voering. In het voorstedeel van de uitlaatdemperis een driewegkatalysatorgeplaatst. De lambdasondezit aan het begin van dedemperpijp. Het luchtfilterbestaat uit een plat vlies-element dat naar opzijwordt weggeschoven.

Via een tussentrap wordt de primaire as van de versnellingsbak aangedre-ven met een vertraging van ruim 2,6. In de tussentrap is een slipkoppelingopgenomen die bij transmissieschokken doorslipt. De vijfbak wordt metklauwen geschakeld. Let op de holle assen. Door de as waarop het voor-kettingwiel zit, loopt de bevestigingspen van de achtervork.

© WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional 4


per zelf bestaat uit een reflectie- en ab-sorptiedeel en voldoet aan de keuringsei-sen voor het geluid. Zo kan er desgewenstover de openbare weg naar een circuit wordengereden. Daar wordt de uitlaatdemper vervan-gen door een titanium exemplaar zonder kata-lysator. Deze demper is ook lichter dan het‘stille’ aluminium exemplaar. Het is ook moge-lijk een dikkere titanium voorbocht te monte-ren. Dan wordt er maar liefst 3 kg bespaard tenopzichte van het standaard uitlaatsysteem.Door de lagere tegendruk en een aangepast mo-tormanagement neemt het vermogen bij hoge-re toerentallen enorm toe.Als wordt voldaan aan de Europese geluids- en

emissienormen levert de motor 31 kW bij 7000t/min. In wedstrijdvorm is er 38 kW bij 8500t/min voorhanden, die tot 10.500 t/min beschik-baar blijft. Het maximale koppel neemt maarweinig toe, van 43 Nm bij 6500 t/min naar 44Nm bij 7700 t/min. Dat het vermogen van dewedstrijdmotor vanaf 8000 tot 11.000 t/minvrijwel gelijk blijft, komt doordat de stappen-motor de bovenste vlinderklep optimaal ver-stelt. Het probleem met alle inspuitsystemen

zit echter bij lage toerentallen en belastingen.Als er zachtjes op de motor wordt geremd envervolgens iets wordt gasgegeven, is het heelmoeilijk een ruk in de aandrijving te voorko-men. Dankzij de twee gaskleppen is het welmogelijk om het ‘verslikken’ bij plotseling vol-gasgeven te voorkomen. Al met al een fris,maar gewaagd ontwerp. ●

Paul Klaver

Het frame van RVS-buizen is heel eenvoudig, maarheel stijf opgebouwd. Vanaf het balhoofd gaaner twee buizen naar de achtervorklageringen twee buizen naar het veerelement. Van-daar gaan de buizen naar de achtervork-lagering. Het achterframe draagt alleende berijder(ster) en is van vierkante alu-minium pijp gemaakt.


- Dé internetsite voor de Automotive Professional

Documents