Technik Honda CRF 450 R

Der Einfachheit halber

Warum kompliziert, wenn’s auch einfach geht?
Dachten die Honda-Techniker und konstruierten für den Viertakt-Crosser CRF 450 R einen Zylinderkopf mit unterschiedlicher Steuerung für die Ein- und Auslassventile.

Zwei obenliegende Nockenwellen, abgekürzt dohc (double overhead camshaft) – das ist bei modernen Hochleistungsmotoren so selbstverständlich, dass die Hersteller es in den Prospekten gar nicht mehr ausdrücklich erwähnen. Heute rotieren bei den meisten Motorradmotoren zwei Nockenwellen im Zylinderkopf. Ausnahmen findet man nur bei den Einzylindern im Offroadbereich. Aus zwei Gründen: Erstens handelt es sich in vielen Fällen um betagte Konstruktionen. Zweitens haben ohc-Motoren durchaus Vorteile (siehe Kasten Seite 50), die gerade bei Enduros und Crossern zum Tragen kommen.
Außerdem kam es bei den Offroad-Maschinen bis vor Kurzem weniger auf hohe Literleistung und entsprechende Drehzahlen an. Man schöpfte aus dem Vollen, für 60 PS aus 600 cm3 Hubraum und mehr reichen Drehzahlen um 8000/min völlig. Die Wende kam 1997, als Yamaha mit einem hochdrehenden, nur 400 cm3 großen Viertakter in der Halbliter-Weltmeisterschaft antrat und die Crosswelt revolutionierte. Selbstverständlich besaß das Triebwerk einen dohc-Kopf, nur so schienen bei derart großen Zylindereinheiten bislang Drehzahlen von über 11000/min machbar.
Die Konkurrenz war geschockt, erst jetzt antwortet Honda mit einem Viertakt-Crosser auf die Yamaha-Offensive. Alle Experten erwarteten eine Konstruktion mit zwei Nockenwellen wie die von Yamaha. Umso mehr war die Fachwelt verwundert, als Honda im Herbst 2000 in der japanischen Meisterschaft einen Prototyp des neuen Viertakters einsetzte (MOTORRAD 24/2000, Seite 144), dessen ungewöhnlich Form des Zylinderkopfs schon erkennen ließ, dass es sich keinesfalls um einen dohc-Motor handeln konnte.
Nun lüftet Honda das Geheimnis und präsentiert den Serien-Viertaktcrosser CRF 450 R, der ab Ende des Jahres erhältlich sein wird. Die Eckdaten entsprechen zunächst gängigen Werten: 62,1 Millimeter Hub und 96 Millimeter Bohrung ergeben 449 cm3 Hubraum. Somit wäre das Motorrad für eine zukünftige Klasse 250-Zweitakt/450-Viertakt – in den USA bereits usus – bestens gerüstet. Das Besondere findet sich unter dem ungewöhnlich geformten Ventildeckel. Dort dreht sich nur eine einzige, per Zahnkette angetriebene, Nockenwelle. Jedoch nicht wie üblich zentral zwischen den Ein- und Auslassventilen, sondern genau über den ersteren. Die betätigt sie direkt über Tassenstößel direkt. Der Vorteil: Die höheren bewegten Massen eines ohc-Antriebs werden auf der Einlassseite mit den von Haus aus größeren und somit schwereren Ventilen so elegant umgangen. Zudem sind die 36 Millimeter großen Bauteile aus Titan, was laut Honda je 15 Gramm im Vergleich zu Stahl einspart. Die als maximale Drehzahl angegebenen 11200/min stellen für einen solchen Ventiltrieb überhaupt kein Problem dar.
Aber wie bekommt man die gleiche Drehzahlfestigkeit für den Auslassbereich hin, wo dann zwangsläufig ein um so längerer Kipphebel erforderlich ist? Sicher nur mit einem leichten und trotzdem steifen Hebel. Dazu bediente sich Honda zweier Tricks. Einmal eines rekordverdächtigen Ventilwinkels von nur 21,5 Grad, der den Abstand zwischen den Ventilschäften verringert und so die Länge des Gabelkipphebels verkürzt. Zweitens führten die Konstrukteure das Bauteil als Winkelhebel aus. Die Nockenwelle beaufschlagt ihn also nicht mehr von unten sondern seitlich. Eine Rolle verringert die Reibung, die wegen der großen Übersetzung sonst sehr hoch wäre und dadurch die Gleitflächen stark beanspruchen würde. Leichte Einstellplättchen ersetzen die schwereren Einstellschrauben. Die Zündkerze ließ sich geschickt zentral zwischen der Gabelung des Kipphebels anordnen.
Diese Gemischtbauweise, so Honda, vereint die Vorzüge beider Varianten, nämlich wenig Masse und eine kompakte Bauweise. 380 Gramm Gewichtsersparnis haben die Techniker gegenüber einer dohc-Konstruktion errechnet. Da ein Teil der bewegten Massen entfällt, soll der Honda-Single spritziger am Gas hängen und explosiver hochdrehen. Das Unicam-Design macht den Zylinderkopf zudem außerordentlich kompakt und senkt den Schwerpunkt des Motors.
Das Ankicken erleichtert ein aufwendige Dekompressionseinrichtung, die per Fliehkraftmechanismus die Auslassventile beim Ankicken minimal öffnet. Bei Bedarf lässt sie sich außerdem per Hebel am Lenker betätigen. Während alle europäischen Viertaktenduros ähnliche Starthilfen besitzen, verzichtet Yamaha bislang darauf. Erstaunlich, denn eine Deko-Automatik ist nicht nur beim Starten hilfreich, sondern erleichtert auch das Anlaufen eines abgewürgten Motors.
Wie Cannondale setzt Honda auf einen doppelten Ölkreislauf mit zwei getrennten Nasssumpfsystemen. Getriebe und Kupplung sind zum Kurbelraum abgeschottet. Eine Pumpe schmiert Getriebe und Kupplung, die andere den Kurbel- und Ventiltrieb des Motors. Der Vorteil dieses Prinzips ist, dass der Abrieb der Kupplung nicht in den Motorkreislauf gelangt. Der Verzicht auf einen Öltank verschlechtert zwar die Kühlung, verringert aber das Gewicht.
Gewicht hatte ohnehin oberste Priorität, denn hier hatten die Honda-Marketing-Strategen einen Schwachpunkt der erfolgreichen Yamaha-Viertakter ausgemacht. Mit konsequentem Leichtbau an jedem Teil, etwa einem Titankrümmer, will Honda ein Trockengewicht von 102 Kilogramm erreichen. Gerüchte aus den USA sprechen von einem fahrfertigen Kampfgewicht von 106 Kilogramm. Damit wäre Etappenziel Nummer eins erreicht: Die direkte Konkurrentin, die 111 Kilogramm schwere Yamaha YZ 426 F, ist – zumindest in dieser Disziplin - um Längen geschlagen.
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Doppelt besser?

Untenliegende Nockenwellen gibt es zwar auch noch (Harley), üblich sind heute aber obenliegende, und zwar entweder in einfacher (ohc) oder zweifacher (dohc) Ausführung. Bei ohc-Motoren baut der Zylinderkopf flacher, außerdem gestaltet sich der Antrieb einfacher. Kipphebel übertragen den Nockenhub auf die Ventile. Das nötige Spiel wird über Schräubchen eingestellt. der Kipphebel arbeitet meist mit einer Übersetzung, der Nockenhub ist dann kleiner als der Ventilhub. Der Nachteil ist die indirekte Übertragung und die höhere beschleunigte Masse durch die schwingenden Kipphebel. Daher bestimmt bei ohc-Motoren der Ventiltrieb meist das Drehzahllimit. Drehzahlfester sind dohc-Motoren, bei denen nur Ventile, Federn und Tassenstößel nebst Einstellplättchen beschleunigt werden. Die Tassenstößel nehmen Seitenkräfte auf, ohne sie auf das Ventil zu übertragen. Zum Einstellen des Spiels müssen die Nockenwellen meistens ausgebaut werden. Die direkte Übertragung des Nockenhubs auf das Ventile sorgt für exakte Steuerzeiten bis in höchste Drehzahlregionen. Die beiden Wellen brauchen allerdings nebst ihrer Lagerung viel Platz über den Ventilen, außerdem ist der Platzbedarf für den Antrieb der beiden Wellen größer als bei der ohc-Anordnung.

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