Er zit in de Kawasaki Ninja H2 een onderdeel dat bij hoge motortoerentallen richting 130.000 toeren per minuut gaat. Geen typefout: honderdertigduizend. Om dat voor elkaar te krijgen gebruikt Kawasaki onder meer een planetaire tandwieloverbrenging die het toerental vanaf de krukas spectaculair vermenigvuldigt. Het onderdeel in kwestie is het compressorwiel van de supercharger, en dan begint het technische verhaal eigenlijk pas. Want dat piepkleine wiel moet bij die krankzinnige snelheid ook nog heel blijven, efficiënt lucht samenpersen en niet zoveel warmte produceren dat er een intercooler nodig is.
Alleen dat systeem is al een technisch verhaal op zichzelf. Maar nu de Ninja H2 voor 2027 terugkeert, wordt het nog interessanter. Het maximumvermogen daalt naar 200 pk, terwijl Kawasaki juist een nieuw compressorwiel, andere zuigers, cilinderkop, krukas, nokkenassen, inlaat en andere overbrengingsverhoudingen heeft ontwikkeld. Zelfs de compressieverhouding maakt een enorme sprong van 8,5 naar 11,2:1. Wie alleen naar die verdwenen pk’s kijkt, mist dus bijna alles wat er technisch met de nieuwe H2 is gebeurd.
Eerst even: wat doet een supercharger eigenlijk?
Een normale viertaktmotor moet zelf zijn lucht naar binnen zuigen. Meer cilinderinhoud, meer toeren en een betere cilindervulling zijn grofweg de klassieke manieren om meer lucht en daarmee meer brandstof te verbranden. Kawasaki koos bij de H2 voor een andere route: voordat de lucht de cilinders bereikt, wordt hij samengeperst.
Daarmee kun je uit 998 cc aanzienlijk meer halen dan met atmosferische vulling alleen. Het principe lijkt op een turbo, maar de manier waarop de compressor wordt aangedreven is totaal anders. Een turbo haalt zijn energie uit de uitlaatgassen. De compressor van de H2 is mechanisch verbonden met de krukas.
Dat was geen toevallige keuze. Een motorfiets gaat in een fractie van een seconde van gedeeltelijk gas naar vol gas en andersom, terwijl het toerental veel sterker varieert dan bij veel andere verbrandingsmotoren. Kawasaki wilde daarom een compressor die vrijwel onmiddellijk reageert op wat de rechterhand doet.
Een turbo moet eerst door voldoende uitlaatgas op snelheid worden gebracht. Bij de H2 draait de compressor rechtstreeks mee met de motor. Gaat het toerental omhoog, dan gaat ook het toerental van de compressor omhoog.
Grappig genoeg kiest Honda ruim tien jaar later bij de V3R 900 precies een andere oplossing voor hetzelfde vraagstuk. Daar wordt de compressor elektrisch aangedreven, waardoor zijn toerental juist losstaat van dat van de verbrandingsmotor. Hoe Honda’s E-Compressor werkt, leggen we hier uitgebreid uit.
Van 14.000 naar ongeveer 130.000 toeren
Rechtstreeks betekent in dit geval niet dat de compressor even snel draait als de krukas. Daar zou je niet zoveel aan hebben. Het interessante zit juist tussen die twee.
Een aandrijving vanaf de krukas loopt via een tussenas naar een planetaire tandwielset vlak voor de compressor. Alleen die planetaire overbrenging versnelt de boel al met een factor acht. Samen met de overige overbrengingen kwam Kawasaki uit op een totale verhouding van 9,18:1. Bij 14.000 krukastoeren betekent dat ongeveer 130.000 toeren per minuut voor het compressorwiel.
Voor de nieuwe H2 van 2027 moeten we daar wel een kanttekening bij zetten. Kawasaki heeft het compressorwiel en het complete inlaatsysteem opnieuw ontworpen en heeft nog niet bekendgemaakt of de overbrengingsverhouding exact gelijk is gebleven. Die 130.000 tpm is dus een cijfer uit de technische documentatie van de eerdere H2-generatie en niet automatisch een bevestigde 2027-specificatie.
Het geeft wel een aardig beeld van de wereld waarin deze techniek werkt. Zelfs wanneer de nieuwe versie iets anders is uitgevoerd, hebben we het over toerentallen waarbij balans, lagering en spelingen opeens op een totaal ander niveau belangrijk worden.
Een beetje onbalans wordt hier een groot probleem
Een compressorwiel dat meer dan honderdduizend keer per minuut rondgaat, kun je niet behandelen alsof het een ventilator is. Kawasaki maakt de impeller zelf en beschreef eerder hoe de schoepen plaatselijk maar ongeveer een millimeter dik zijn. Afwijkingen van enkele tientallen micrometers kunnen al invloed hebben op de prestaties.
Ook trillingen vormen een serieus probleem. Zou de as bij zulke toerentallen in zijn eigen resonantiefrequentie terechtkomen, dan kan de compressor beschadigd raken. Kawasaki gebruikt daarom een oliefilmdemper rond de lagerconstructie. Een dunne olielaag helpt trillingen uit de draaiende as op te vangen.
Daarvoor heeft de H2 niet eens een afzonderlijk smeersysteem nodig. Motorolie wordt ook gebruikt voor de aandrijving en lagering van de supercharger. Het is een detail dat goed duidelijk maakt waarom de H2 nooit simpelweg een normale viercilinder met een compressor erop is geweest. De compressor en het motorblok zijn vanaf het begin als één geheel ontwikkeld.
Waarom heeft de H2 geen enorme intercooler nodig?
Lucht samenpersen heeft een vervelende bijwerking: hij wordt warmer. En warme lucht wil je juist liever niet in een krachtige benzinemotor stoppen. De dichtheid neemt af en bij hoge drukken en temperaturen wordt pingelen een steeds groter risico.
Bij turbomotoren zie je daarom vaak een intercooler tussen de compressor en de motor. Kawasaki wilde dat op de H2 juist voorkomen, want zo’n warmtewisselaar kost ruimte, gewicht en extra leidingwerk.
De oplossing was een uitzonderlijk efficiënte centrifugaalcompressor. Kawasaki liet in zijn eigen technische publicaties zelfs de compressor-maps zien. Bij een doorsnee centrifugaalcompressor ligt het gebied waarin hij optimaal werkt relatief beperkt. De H2-compressor is zo ontworpen dat hij over een veel groter bereik van toerentallen en luchtstromen efficiënt blijft.
Efficiënt betekent hier niet alleen dat er weinig aandrijfvermogen verloren gaat. Hoe minder energie tijdens het comprimeren onnodig in warmte verandert, hoe lager de temperatuur van de samengeperste lucht blijft. Juist daardoor kon Kawasaki bij de H2 het gewicht en de ruimte van een intercooler besparen.
Dat is misschien wel een van de knapste onderdelen van het hele concept. De supercharger is niet alleen bedacht om veel druk te maken; hij moest dat in een motorfiets over een enorm toerentalbereik ook nog efficiënt genoeg doen.
En wat als die compressor uit elkaar spat?
Ook daar heeft iemand bij Kawasaki over nagedacht. De compressor zit tenslotte vlak bij de bestuurder en een metalen compressorwiel op extreem hoge snelheid bevat een behoorlijke hoeveelheid energie.
Voor de behuizing gebruikte Kawasaki kennis uit zijn luchtvaarttak. Het bedrijf simuleerde wat er zou gebeuren wanneer het compressorwiel bij hoge snelheid bezwijkt en brokstukken tegen de behuizing slaan. Kawasaki gebruikte daarvoor analysetechniek die ook wordt toegepast bij de behuizing rond draaiende delen van vliegtuigmotoren.
Daarna werd het daadwerkelijk getest. Dat luchtvaartverhaal rond de H2 is dus niet alleen een leuk marketinghaakje omdat Kawasaki toevallig ook vliegtuigen bouwt. Bij de ontwikkeling van onder meer de compressor, aerodynamica en materiaalberekeningen is daadwerkelijk kennis uit andere delen van het concern gebruikt.
Voor 2027 verandert het motorblok fundamenteel
Tot zover het H2-principe. Want juist voor 2027 wordt het verhaal opnieuw interessant. De cilinderinhoud blijft 998 cc en ook boring en slag blijven met 76,0 bij 55,0 mm gelijk. Daaronder gaat echter een indrukwekkende lijst nieuwe onderdelen schuil. Kawasaki noemt een nieuw compressorwiel, nieuw inlaatsysteem, nieuwe zuigers, cilinderkop, cilinder, krukas en nokkenassen. Ook de gasklephuizen, uitlaat en overbrengingsverhoudingen zijn veranderd.
Misschien zegt één getal nog wel het meeste: de compressieverhouding.
| Kawasaki Ninja H2 | Vorige H2 | H2 2027 |
|---|---|---|
| Cilinderinhoud | 998 cc | 998 cc |
| Compressieverhouding | 8,5:1 | 11,2:1 |
| Gasklephuizen | 50 mm | 40 mm |
| Maximumvermogen | 231 pk | 200 pk |
| Vermogen met ram-air | 243 pk | 209 pk |
| Maximumkoppel | 141,7 Nm | 135 Nm |
| Toerental maximumkoppel | 11.000 tpm | 8.500 tpm |
Van 8,5:1 naar 11,2:1 is een enorme stap. De lage compressieverhouding van de oude H2 paste bij een motor die veel lucht onder druk naar binnen werkte en vooral op extreem vermogen was gericht. De nieuwe waarde kennen we juist van Kawasaki’s latere generatie ‘Balanced Supercharged’-motoren, waarin efficiency en een sterker middengebied veel belangrijker werden.
Dat betekent niet dat de nieuwe Ninja H2 simpelweg het blok uit een H2 SX heeft gekregen. Daarvoor noemt Kawasaki veel te veel specifiek nieuw ontwikkelde onderdelen. De technische richting lijkt er wel duidelijk op: minder nadruk op de grootste mogelijke klap helemaal bovenin en veel meer aandacht voor bruikbare kracht daaronder.
De koppelpiek onderstreept dat. Het maximum is met 135 Nm zelfs iets lager dan voorheen, maar komt nu al bij 8.500 in plaats van 11.000 tpm. Kawasaki zegt bovendien expliciet dat het lage en middentoerengebied sterker is geworden.
Zonder volledige vermogens- en koppelkromme kunnen we daar nog geen exacte acceleratiewinst aan hangen. De veel hogere compressieverhouding, kleinere 40mm-gasklephuizen en gewijzigde compressor wijzen in ieder geval allemaal dezelfde kant op.
Minder vermogen kan technisch dus méér werk betekenen
Dat is het aardige aan de nieuwe H2. Van 231 naar 200 pk klinkt op papier als achteruitgang, maar Kawasaki heeft niet simpelweg wat turbodruk (of beter gezegd compressordruk) weggeprogrammeerd.
Vrijwel de hele ademhaling van het motorblok is aangepakt. Het nieuwe uitlaatsysteem gebruikt andere pijpdiameters en een gewijzigde voorkamer en is bovendien lichter. Ook de eindoverbrenging en verschillende versnellingsbakverhoudingen zijn veranderd om de acceleratie bij normale toerentallen sterker te maken.
De nieuwe H2 lijkt daarmee minder ontworpen rond het indrukwekkendste getal op een specificatieblad en meer rond de vraag hoeveel van die prestaties je daadwerkelijk onder je rechterhand hebt.
Of dat voor H2-liefhebbers een verbetering is, zullen we pas echt weten wanneer ermee gereden kan worden. Technisch is de verandering in ieder geval veel groter dan die 31 verdwenen pk’s doen vermoeden.
Dan die dog-ring-transmissie
De H2 gebruikt bovendien een zogenoemde dog-ring-transmissie. En eerlijk gezegd weten we niet precies hoe we dat lekker in het Nederlands moeten vertalen, dus houden we het maar bij die Engelse term.
Het principe is gelukkig eenvoudiger uit te leggen. In een conventionele motorversnellingsbak worden tijdens het schakelen relatief zware delen van de tandwielsets zijdelings bewogen. Bij de H2 blijven de tandwielen zelf op hun positie en schuiven veel lichtere ringen met nokken heen en weer om het gewenste tandwiel te vergrendelen.
Minder bewegende massa betekent minder kracht om te schakelen en maakt kortere schakeltijden mogelijk. Kawasaki wijst erop dat hetzelfde principe ook in raceversnellingsbakken uit onder meer de MotoGP en Formule 1 wordt gebruikt.
Zelfs het frame helpt bij de koeling
Ook het bekende groene vakwerkframe is niet alleen gekozen omdat het er lekker industrieel uitziet. Kawasaki moest bij de oorspronkelijke H2 een vreemd compromis oplossen: een motorfiets die bij zeer hoge snelheid stabiel moest blijven, maar niet de lange, logge geometrie van een dragracer mocht krijgen.
Een extreem stijf frame was evenmin automatisch de oplossing. Kawasaki wilde gecontroleerde flexibiliteit zodat verstoringen bij hoge snelheid niet rechtstreeks door het hele chassis worden doorgegeven. De stalen buisconstructie is daarom opgebouwd met verschillende diameters, wanddiktes en vormen.
Er zit nog een voordeel aan de open constructie: warmte kan makkelijker bij het motorblok weg. Dat is bij een compacte viercilinder met mechanische drukvulling bepaald geen bijzaak.
Aan de achterkant wordt bovendien geen traditioneel framegedeelte rond het motorblok gebouwd om de swingarm op te nemen. Een aluminium montageplaat wordt rechtstreeks aan de achterzijde van het motorblok bevestigd en draagt het draaipunt van de achterbrug. Ook daarmee kon Kawasaki constructiedelen en gewicht besparen.
De spiegels zijn óók aerodynamica
Loop om een H2 heen en vrijwel niets blijkt puur voor de vorm te zijn getekend. Zelfs de spiegelarmen hebben een aerodynamisch profiel en zijn ontwikkeld met de luchtvaartafdeling van Kawasaki.
Aan de achterrand zitten kleine Gurney flaps. Zo’n minuscuul opstaand randje beïnvloedt de luchtstroom en kan relatief veel neerwaartse kracht opleveren voor zijn formaat. Samen met andere delen van de kuip helpen de spiegelarmen om de voorzijde bij hoge snelheid belast te houden.
Bij de H2R gaat Kawasaki met aparte vleugels veel verder, maar ook de straat-H2 gebruikt dus echte aerodynamische hulpmiddelen om stabiliteit te creëren.
Het is misschien een detail dat je op een parkeerplaats nooit zou opmerken. Precies dat soort details maakt de H2 technisch zo leuk om uit te pluizen.
En ja: daar komt dat gefluit vandaan
Wie ooit achter een H2 heeft gereden, vergeet het geluid van de compressor niet snel. Naast de normale mechanische fluit kan bij abrupt gas dicht een opvallend tjilpend of fluitend geluid ontstaan.
Ook dat heeft met de enorme snelheid van de compressor te maken. Wanneer het gas bij hoge toerentallen plotseling wordt gesloten, verandert de luchtstroom vrijwel onmiddellijk terwijl het compressorwiel nog op enorme snelheid draait. Die tijdelijke mismatch in luchtstroom rond de impeller veroorzaakt het kenmerkende geluid. Een blow-off- of drukregelmechanisme helpt tegelijkertijd de druk in het inlaatsysteem onder controle te houden.
Het grappige is dat Kawasaki dat geluid inmiddels zelf bijna als onderdeel van de supercharged-beleving behandelt. En terecht: je hoeft een H2 soms niet eens te zien om te weten wat er voor je rijdt.
De H2 is eigenlijk meer dan zijn 200 pk
Dat is misschien de belangrijkste conclusie na een duik in de techniek. Wie de nieuwe H2 alleen beoordeelt op zijn 200 pk mist bijna alles wat hem interessant maakt.
Dit is een 998cc-viercilinder waarbij een mechanische compressor, motorblok, inlaatsysteem en versnellingsbak als één pakket zijn ontwikkeld. Kawasaki gebruikte planetaire tandwielen om de compressor op krankzinnige toerentallen te krijgen, een oliefilm om resonanties in de lagering te dempen, luchtvaartkennis om een exploderend compressorwiel binnen zijn behuizing te houden en aerodynamica tot in de spiegelarmen om de motor bij snelheid rustig te houden.
Voor 2027 is daar vervolgens niet simpelweg een schonere uitlaat op gezet. De compressieverhouding gaat van 8,5 naar 11,2:1, het compressorwiel is opnieuw ontwikkeld, de inlaat wordt kleiner, belangrijke interne delen van het motorblok veranderen en de aandrijving wordt opnieuw afgestemd.
De nieuwe H2 heeft inderdaad minder pk’s dan de vorige. Maar hoe verder je onder de huid kijkt, hoe minder dat eigenlijk het interessante deel van het verhaal blijkt te zijn.
