Yamaha Neuheiten 2015: YZF-R1 - der Motor im Detail

Heute schlagen wir das zweite Kapitel zur neuen YAMAHA YZF-R1 auf. Ein komplett neuer Motor wurde von YAMAHA entwickelt. Lest hier die Details zum Triebwerk. Morgen werden wir Euch dann das Fahrwerk vorstellen.


YZF-R1 MOTOR

Neu entwickelter Crossplane-Motor mit 147 kW (200 PS) und M1-Technologie: Um ein komplett neues Superbike zu entwickeln, dessen enormes Leistungspotential von einer hochmodernen Regelelektronik kontrolliert wird, hat Yamaha einen äußerst kompakten, leichten und überaus leistungsstarken Motor konzipiert, der eine neue Ära des Supersportlers einläutet. In dem Reihenvierzylinder-Motor mit 998 ccm Hubraum kommt eine neu gestaltete Crossplane-Kurbelwelle zum Einsatz. Ihr ausgeklügelter Hubzapfenversatz leistet einen entscheidenden Beitrag zur linearen Drehmomententfaltung, die dem Fahrer den Eindruck vermittelt, der Gasgriff habe unmittelbaren Einfluss auf die Drehgeschwindigkeit des Hinterrades. Dieses Gefühl führt auf der neuen, extrem starken YZF-R1 zu einem ganz besonderen Beschleunigungserlebnis. Ursprünglich wurde das Crossplane-Konzept für die MotoGPWerksrennmaschine von Valentino Rossi entwickelt, mit der er auf Anhieb den Weltmeistertitel gewann. Auch die jüngste Motorengeneration profitiert von dieser innovativen Idee der ungleichmäßigen Zündfolge mit einem Kurbelwellen-Drehwinkel-Abstand von 270° - 180° - 90° - 180°. Dabei entsteht ein stärkeres Pulsieren im unteren und mittleren Drehzahlbereich, woraus eine linearere Drehmomententfaltung resultiert. Der Crossplane-Motor ist darüber hinaus deutlich am charakteristischen Auspuff-Sound zu erkennen.

Modernste Technologien, die bereits am YZR-M1 MotoGP-Prototypen erprobt wurden, bereichern den neuen Motor ebenfalls. So sorgt eine besondere Technik für die Zuführung größerer Ansaugluftmengen bei stark reduzierten Leistungsverlusten. Der Einsatz neuester Technik in allen Bereichen des Motorenbaus sorgt letztlich dafür, dass das Triebwerk eine Spitzenleistung von 147 kW (200 PS) erreicht – und das ohne den Effekt eines Ram-Air Staudrucksystems.

Neu gestaltete Kurbelwelle: Der neue, 147 kW (200 PS) starke Motor hat nichts mit dem Vorgänger gemein. Zu den wesentlichen Unterschieden der Triebwerke gehören: Das Bohrung-/Hub-Verhältnis, das Verdichtungsverhältnis, die Zylinder, der Zylinderkopf, die Einspritzanlage und sogar die Kurbelwelle. Das Einzige, was geblieben ist, ist die Modellbezeichnung. Um das Beschleunigungsvermögen des Motors zu optimieren, wurde die Schwungmasse des Kurbeltriebs im Vergleich zum Vorgängermodell um 20 Prozent reduziert. Und das, obwohl die Kurbelwelle eine leichte Ausgleichswelle antreibt, deren Gewichte nah an den äußeren Zylindern platziert sind. Die Welle trägt dazu bei, dass Massenmomente reduziert werden und gleichzeitig eine starke, nahezu lineare Drehmomententfaltung realisiert wird, die für den vehementen Vortrieb sorgt.

Hocheffizienter Zylinderkopf mit ausgeklügelter Ventil-Konzeption: Damit eine große Menge des Benzin-Luftgemischs möglichst schnell in die Zylinder strömen kann, ist der Zylinderkopf der R1 ab 2015 mit optimierten Strömungskanälen sowie großen Ein- und Auslassventilen versehen, die einen Tellerdurchmesser von 33 bzw. 26,5 mm aufweisen. Ebenfalls bemerkenswert: Das Verdichtungsverhältnis beträgt 13,0:1, was auch dem engeren Ventilwinkel zu verdanken ist, der eine kompaktere Brennraumform ermöglicht. Die ausgeklügelte Brennraum- und Ansaugkanalform sorgt außerdem für eine optimierte Verwirbelung der einströmenden Frischgase, die eine noch schnellere Zylinderfüllung begünstigen und so zur Leistungssteigerung beitragen.

Die ersten Titan-Pleuel mit gebrochenem Pleuelfuß in Serienproduktion Um absolute Höchstleistungen erzielen zu können, ist der neue R1-Motor mit extrem leichten Pleuel aus einer speziellen Titan-Legierung bestückt, die zunächst einteilig gefertigt werden und im Vergleich zu Stahlpleuel rund 40 Prozent leichter sind. Anschließend werden die Pleuel im Fußbereich gebrochen, wodurch eine größere Kontaktfläche zwischen Pleuel und Pleueldeckel entsteht. Das Ergebnis: Die Pleuel sind äußerst stabil, zugleich aber auch leicht und verbessern somit das Ansprechverhalten und die Drehfreudigkeit des Motors.
Leichte Schmiedekolben aus Aluminium

Die neu entwickelten Schmiedekolben sind dank der 'Bridge-Box' Konstruktion auf der Unterseite besonders stabil und zugleich sehr leicht. Für eine zusätzliche Kolbenkühlung von der Unterseite her sorgen neue Öldüsen, die Motoröl in Richtung des Kolbenbodens spritzen. Ein geringes Kolbengewicht bei gleichzeitig hoher Festigkeit wirkt sich darüber hinaus positiv auf die Leistungscharakteristik aus. Im R1-Motor tragen die Bauteile zum spontanen Ansprechverhalten ebenso bei wie zur starken Drehmomententfaltung und Drehfreudigkeit. Dabei helfen neue, reibungsarm laufende Kolbenringe mit geringer Spannung sowie Kolbenbolzen, die dank harter DLC-Beschichtung (Diamond-Like Carbon) ebenfalls zur hohen Leistungsausbeute beitragen.

Neuer Ventiltrieb mit Schlepphebeln: Erstmals in der R1-Geschichte erfolgt die Ventilbetätigung über Schlepphebel. Diese Technik bietet zwei entscheidende Vorteile: Zum einen liegt der Ventilhub dank Hebelübersetzung über dem Wert, den die Nockenwelle vorgibt. Zum anderen laufen die Schlepphebel reibungsärmer auf den Nockenwellen. Zumal die neuen Schlepphebel ebenfalls DLC-hartbeschichtet und extrem drehzahlfest sind.

Großvolumiges Ansaugsystem: Um die Zylinderbefüllung bei jedem Arbeitstakt effektiv zu unterstützen, besitzt der neue R1-Motor einen Luftfilter mit stattlichen 10,5 Litern Volumen. Das Ansaugsystem ist somit 23 Prozent voluminöser als bisher und ermöglicht einen größeren Lufttransfer zu den Ansaugtrichtern, die mit dem YCC-I-System (Yamaha Chip Controlled Intake) arbeiten. Das System arbeitet elektronisch gesteuert mit kurzen und langen Ansaugtrichtern, die drehzahl- und lastabhängige  Strömungsoptimierungen ermöglichen und somit zur effektiven Zylinderfüllung beitragen. Davon profitiert sowohl die Drehmomentausbeute als auch die Spitzenleistung.

Moderne Einspritzventile mit 12-Loch-Düsen: Die Drosselklappen-Steuerung im neuen R1-Motor übernimmt ein YCC-TSystem (Yamaha Chip Controlled Throttle), das auch die modernen, neu entwickelten Haupt-Einspritzventile mit 12-Loch-Düsen aktiviert. Diese befördern das Benzin mit Hochdruck sowie zielgerichtet auf die beiden großen Einlassventilteller. Das neue Einspritzsystem hilft ebenfalls bei der Optimierung der Zylinderfüllung, zumal es durch die gezielte Ausrichtung des Strahls weniger Kraftstoff an den Wandungen der Einlasskanäle verwirbeln lässt. Zur Einspritzanlage gehören zudem die Sekundär-Einspritzventile, die nur bei hohen Drehzahlen zum Einsatz kommen. Sie reichern das Gemisch mit kühlem Kraftstoff an, weil sie oberhalb der Ansaugtrichter platziert und daher der Motorhitze weniger stark ausgesetzt sind.

Leichte 4-in-2-in-1-Auspuffanlage aus Titan: Selbstverständlich zeigt sich auch die Auspuffanlage in jedem Detail auf den neuen Motor abgestimmt. Darüber hinaus ist sie außergewöhnlich leicht geraten, da sie hauptsächlich aus Titan besteht. Der kompakte Schalldämpfer sitzt in der Nähe des Maschinenschwerpunkts und unterstützt die Massen-Zentralisierung, was dem Handling zugutekommt. Unter dem Motor laufen die vier Titan-Krümmerrohre in zwei Rohren zusammen, bevor sie in einen 5,2 Liter großen Vorschalldämpfer münden. Dann geht es weiter über eine neue Auspuffklappe in den Schalldämpfer, der mittig unter dem Motorrad platziert ist. Bei niedriger und mittlerer Drehzahl strömen die Abgase nur über eine der beiden Passagen. Erst bei hoher Drehzahl öffnet die über einen Servomotor betätigte Auspuffklappe zwischen Vor- und Endschalldämpfer und gibt den Weg über beide Rohre frei. Um die neue Auspuffklappe zu steuern, wird der Abgasdruck über den gesamten Drehzahlbereich kontrolliert, so dass die Abgasströmung zur gleichmäßigen Kraftentfaltung beitragen kann.

Kompakte und leichte Anti-Hopping-Kupplung Die neue Kupplung ist voll und ganz auf Leistung und Charakteristik des Motors abgestimmt und dabei 19 Prozent leichter und kompakter geraten. Der Durchmesser wurde im Vergleich zum Vorgänger um sieben Prozent reduziert. Zur neuen Kupplungskonstruktion gehört ein spezieller Aluminium-Nocken zwischen dem inneren Kupplungsläufer und den Druckplatten, der beim Beschleunigen für besten Kraftschluss sorgt, im Schiebebetrieb und beim harten Herunterschalten aber die Kupplung um bis zu 50 Prozent öffnet, um auch ein kurzzeitiges Blockieren des Hinterrades zu verhindern.

Zuverlässiges Schmiersystem: Um auch bei extrem hohen Drehzahlen eine zuverlässige Schmierung sicherzustellen, sorgt eine zentrale Schmierölversorgung dafür, dass jedem Pleuellager das Motoröl direkt durch die Kurbelwelle zugeführt wird. Auch das minimiert die Leistungsverluste. Der Schmierstoff sammelt sich in einer sehr leichten Ölwanne aus Magnesium. Diese weist eine Vertiefung auf, um den Schmiermittelstand niedrig zu halten. Dem Effekt der Luftblasenbildung im rückläufigen Motoröl wirken spezielle Rippen im Motorgehäuse entgegen. Für eine möglichst optimale Öltemperatur sorgt ein Ölkühler, der direkt unter dem Kühlmittel-Radiator sitzt.

YZF-R1 Motor - Technische Highlights:
- Reihenvierzylinder mit 998 ccm, vier Ventilen und Crossplane-Konzept
- Neue Crossplane-Kurbelwelle für gleichmäßige Kraftentfaltung
- Spitzenleistung 147 kW (200 PS) (ohne Ram-Air-Effekt)
- Bohrung x Hub / 79,0 mm x 50,9 mm, Verdichtungsverhältnis 13,0:1
- Leichte Titan-Pleuel mit gebrochenen Pleueldeckeln
- Leichte Schmiedekolben aus Alu mit Bridge-Box-Versteifung
- Größere Ventilteller und strömungsoptimierte Einlasskanäle
- Ventiltrieb mit DLC-gehärteten Schlepphebeln
- 12-Loch-Einspritzdüsen richten Kraftstoffstrahl in 2 Richtungen
- Reibungsarm laufende Kolbenringe mit geringer Spannung
- Kolbenbolzen mit harter DLC-Beschichtung
- Offset-Zylinder-Konzeption
- Airbox mit üppigen 10,5 Liter Volumen
- 4-in-2-in-1-Abgasanlage mit neuer Klappe, mittig sitzender Dämpfer
- Leichte Anti-Hopping-Kupplung
- Sehr zuverlässiges Schmiersystem
- YCC-I und YCC-T an Bord
- Kompakter und leichter Kühler