Techniek: Kawasaki’s nieuwe semiautomatische transmissie

Begin augustus gaf Kawasaki een voorproefje van de aanstaande hybride productiemotor tijdens de 8-uursrace van Suzuka. Een van de opvallende kenmerken van die motor was het ontbreken van een koppelingshendel of een versnellingspedaal. Nu laat een nieuwe patentaanvraag van het bedrijf zien hoe dat is bereikt, en geeft ons een duidelijke blik op de lay-out van het tweecilinderblok en de elektromotor die ‘m laat presteren als een 650cc, maar met de zuinigheid en uitstoot van een motorfiets met veel minder cilinderinhoud.

Paralleltwin + elektromotor

Hoewel andere bedrijven al eerder met hybride motorconcepten hebben geëxperimenteerd – met name Piaggio en Yamaha – is Kawasaki’s kijk op het idee tot nu toe de intrigerendste. Op dit moment heeft Kawasaki nog geen technische informatie over de machine vrijgegeven, maar een bijna productieklare versie zal naar verwachting later dit jaar op de EICMA verschijnen. Wat we kunnen opmaken uit de twee prototypes, is dat hij gebruik maakt van een paralleltwin die afkomstig lijkt te zijn van de Ninja 400 en Z400, bijgestaan door een elektromotor die sterk genoeg lijkt om een flinke prestatieboost te geven wanneer hij wordt ingeschakeld.
De nieuwe patentaanvraag geeft een gedetailleerd beeld van de aandrijflijn, dus zowel de verbrandings- als de elektromotor. Gecombineerd als een enkele eenheid, begint de aandrijflijn logischer te worden, omdat hij weinig meer ruimte inneemt dan de verbrandingsmotor alleen, terwijl hij het potentieel van veel meer vermogen toevoegt wanneer de elektrische motor in de mix wordt gegooid. Hoewel het patent het accupakket dat nodig is om de motor te laten draaien niet toont, weten we van het prototype dat het niet groot zal zijn. Zoals bij veel hybride auto’s is het niet de bedoeling om honderden of zelfs tientallen kilometers te kunnen rijden in de elektrische modus. In plaats daarvan kan de motorfiets korte afstanden elektrisch afleggen bij relatief lage snelheden, ideaal voor korte ritjes in de stad. De verbrandingsmotor slaat aan in situaties zoals cruisen op de snelweg, waarbij hij binnen zijn meest efficiënte bereik kan werken en tegelijkertijd de accu kan opladen. En wanneer je al het vermogen nodig hebt, kunnen beide samenwerken.

Semiautomaat met drukknop

Uit de nieuwe patentaanvraag blijkt dat de vloeistofgekoelde elektrische aandrijfmotor (aangeduid met ‘M’ in de tekeningen) die boven op de transmissie zit, net als de verbrandingsmotor is afgestemd op de ingaande as van de transmissie, zodat beide aandrijflijnen via dezelfde zesversnellingsbak worden aangedreven. Daarom heeft Kawasaki een semiautomatische versnellingsbak met drukknop toegepast in plaats van een conventionele handbediende koppeling en een met de voet bediend pedaal. Het idee is dat dankzij de boordcomputer van de motor het elektrische vermogen en het vermogen van de verbrandingsmotor automatisch kunnen worden gecombineerd. Door het gebruik van een computergestuurde koppeling en versnellingspedaal zou je soepel moeten kunnen schakelen, ongeacht de combinatie die wordt gebruikt.

Servobesturing

De koppeling en het versnellingspedaal zelf zijn relatief conventioneel, alleen met servobesturing. Het versnellingspedaal heeft een extra elektromotor die laag achter de transmissie is gemonteerd (aangeduid met ‘30’). Deze motor heeft een serie van zes reductietandwielen om zijn koppel te vermenigvuldigen, eindigend met een waaiervormige deelversnelling (G6) die is bevestigd aan de schakelas waar je normaal een met de voet bediend pedaal zou verwachten. De waaiervorm van dat laatste tandwiel is gekozen omdat het, net als een normaal versnellingspedaal, slechts een paar graden in beide richtingen hoeft te bewegen om van overbrengingsverhouding te veranderen.

Boost-knop

De echte sleutel tot het systeem zal de computercontroller zijn die het bedient. We hebben in eerdere patenten gezien hoe Kawasaki een ‘boost’-knop heeft ontwikkeld voor gebruik rechts op het stuur, waarmee je handmatig zowel de elektromotor als de verbrandingsmotor samen kunt inschakelen voor maximale prestaties, maar in andere scenario’s wordt verwacht dat de omschakeling tussen gas- en elektrische kracht automatisch gebeurt. Met de halfautomatische, servogestuurde versnellingspedaal en koppeling moet het mogelijk zijn om een volledig automatische modus te maken waarin de motor zelf van versnelling wisselt, maar Kawasaki’s prototype heeft ook knoppen links op het stuur voor handmatig schakelen. Tijdens het schakelen moeten gashendel, brandstoftoevoer en de koppeling van de verbrandingsmotor worden geregeld, maar ook de koppelafgifte van de elektromotor. Het vermogen van de computer om beide op zo’n manier te doen werken dat de vermogensafgifte soepel en voorspelbaar aanvoelt, zal een van de belangrijkste uitdagingen zijn om het systeem onopvallend te laten werken, terwijl de rijder toch de hoge mate van controle behoudt die we gewend zijn van conventionele handgeschakelde transmissies.