Waarom V4 motoren sneller zijn dan vier in lijn motoren (2024)

Een V4 motor is een vier cilinder zuigermotor waarvan de cilinders eenzelfde krukas delen. De cilinders zijn opgesteld in een V-configuratie. Deze V-vorm komt niet alleen voor in V4 motoren. Je hebt ook V2 motorblokken. Dit blok heeft slechts twee cilinders in plaats van vier. Ook is de V-configuratie niet beperkt tot motorfietsen. Je vindt het ook terug in auto’s. Denk aan de bekende motorblokken als de V6, V8 en V12.

De V set up is het grootste verschil tussen een V4 en vier in lijn motorblok. De laatste betreft ook vier cilinders, maar deze zijn in één lijn geplaatst in plaats van in een V vorm. Natuurlijk is dat niet het enige verschil. Iedere set up vereist zijn eigen specificaties en aanpassingen in een motorblok.

Een ander bekende V4 fabrikant is aprilia, zowel voor haar straatmotoren als GP fietsen. Maar wist je dat Honda en KTM ook V4 motoren gebruiken in hun MotoGP machines? En tegenwoordig zijn dit allen 90 graden V4 blokken.

V4 motoren leveren meer pk’s. Dit doordat een V4 blok een kortere krukas heeft. Deze krukas is niet alleen korter, maar ook sterker en stijver. Ook creëert een V4 blok minder wrijving en trillingen omdat dit blok op drie hoofdlagers loopt, terwijl een vier in lijn motor minimaal vijf lagers nodig heeft. Ook zorgt de V setup voor minder verlies in vermogen. Dit doordat vloeistoffen minder weerstand ervaren tijdens de flow tussen de warmtewisselaars.

Bovenstaande factoren dragen bij aan het fenomeen dat snelle, maar ‘slechter sturende’ V4 motoren lastig te verslaan zijn door langzamere, maar beter bestuurbare vier in lijn motoren.

Dat gezegd hebbende, betekent niet dat alle V4 motoren sneller zijn. Het draait natuurlijk om meer dan alleen de V setup. Overige afstellingen zijn net zo belangrijk om een winnende motorfiets te maken. De Ducati Panigale V4 is abnormaal snel. Maar de aprilia RSV4 is niet veel sneller qua topsnelheid dan een Honda CBR-1000RR met een vier in lijn motorblok. Sterker nog, de Honda is waarschijnlijk zelfs sneller. De RSV4 is alleen in staat om veel meer koppel te leveren door de V4 configuratie. Dus is ‘ie sneller bij het uitkomen van de bocht. Maar goed. MotoGP motoren en hun kleinere broertjes voor op straat hebben ook niet hetzelfde motorblok (dûh).

De vier in lijn motorblokken in de MotoGP hebben te maken met krukas flex, carter flex, meer wrijving en trillingen en grotere verliezen in vermogen. Dit maakt het lastiger om het motorblok dezelfde hoeveelheid vermogen zonder problemen te laten produceren.

Ducati’s MotoGP motoren gebruiken een speciaal soort 90 graden V4 motorblok. Of beter gezegd; speciale kleppen. Het merk gebruikt desmodromische kleppen. Dit type kleppen werd voor het eerst gebruikt door Mercedes in hun Formule 1 blokken in de jaren ’50. Dat bleek vrij succesvol. Desmodromische kleppen worden gedwongen geopend en gesloten.

De nokkenas drijft de mechaniek aan die hiervoor verantwoordelijk is. Bij het ‘doorsnee’ gebruik van een klepsysteem worden de kleppen wel gedwongen geopend, maar sluiten ze via klepveren. Bij desmo kleppen worden ze ook gedwongen gesloten.

Het gebruik van de standaard klepveren beperkt het maximum toerental, doordat ze tijd nodig hebben voor het sluiten van de in- en uitlaatkleppen. Een klep die niet tijdig sluit, wordt vaak een ‘zwevende’ klep genoemd. Dit zorgt voor inefficiëntie en kan – in het ergste geval – flinke schade aan je motorblok aanbrengen. Bij desmodromische kleppen is dit niet mogelijk.

Het grootste voordeel van het desmo systeem heeft te maken met de nokkenas. Je kunt bij een desmo set up een scherpere nokkenas toepassen. Hierdoor blijven de kleppen langer volledig open. Daarna sluiten ze ook sneller. Hierdoor wordt er meer verbrandingsmengsel in en uit de cilinder geperst. Dit resulteert in een hoger vermogen bij hoge toeren. Laat dat laatste nou net zijn waar men in de MotoGP non stop mee rijdt.

V4 motoren zijn vaak sneller op de rechte stukken van een circuit dan een motor met een vier in lijn blok. Het is niet altijd een enorm verschil, maar wel genoeg om hèt verschil te maken. Iemand inhalen op een recht stuk is simpelweg eenvoudiger dan inhalen in een bocht. Ook helpt het om in de zogeheten ‘slipstream’ van je voorganger te raken. Dit geeft meer drive om vlak voor de bocht voor je voorganger te duiken en een uitrem manoeuvre in te zetten.

Als derde geeft het een coureur ook meer opties in zijn of haar algehele race tactiek. Dit omdat je niet steeds bij hoeft te rijden. Vrijwel automatisch meters bij rijden op de rechte stukken doordat je motor zo hard loopt, kan je voordeel geven over de gehele race afstand. Je hoeft minder meters goed te rijden in de bochten, waardoor je de voorband minder hoeft te belasten doordat je minder agressief hoeft te remmen. En je hoeft minder agressief direct op het gas, waardoor je je achterband wat spaart. Eigenlijk hoef je dus iets minder risico’s te nemen, omdat je verloren meters sneller goedmaakt op de rechte stukken.

Natuurlijk gaat die vlieger niet in iedere situatie op. Maar op circuits met veel rechte stukken kan een coureur toch echt zijn of haar voordeel hiermee doen.

Als een V4 blok zo fantastisch is, waarom zou je dan een vier in lijn blok gebruiken? Simpel; omdat een vier in lijn blok ook zo haar voordelen heeft.

Een vier in lijn motorblok is vaak gebruiksvriendelijker voor een coureur, omdat deze een langere krukas heeft. Dit maakt een motorfiets – even heel generaliserend gezegd – makkelijker en minder vermoeiend om te rijden. Maar in dit voordeel schuilt ook de grootste valkuil. Dat leggen we even uit.

Doordat een motor met een vier in lijn blok gebruiksvriendelijker is om te rijden, kunnen ze ook meer snelheid in de bochten meenemen. Maar bochtensnelheid werkt alleen in je voordeel als je de ruimte hebt om die snelheid te gebruiken.

En dat is nu net het pijnpunt. In een race – zeker als het niveau van de rijders en techniek erg dicht bij elkaar ligt zoals in de WorldSBK en MotoGP – is er bijna geen ruimte in bochten. Deze snelle dames en heren proberen non stop de perfecte lijn te rijden. Die ligt voor iedere fiets en rijstijl iets anders, maar dat scheelt geen meters. Zeker niet van de apex. En op die perfecte lijn is geen ruimte voor iemand anders.

Je ziet het vaak in de kwalificaties van de MotoGP. Vier in lijn motoren zoals de Yamaha’s en de Suzuki’s presteren zeer goed en zijn in staat hele snelle rondetijden neer te zetten als ze vrij baan hebben. Maar als ze in een race ingesloten worden door snellere V4 motoren, krijgen ze geen ruimte om hun hoge bochtensnelheid te gebruiken.

Want in die bocht zitten ze klem tussen de V4 motoren met hun relatief lagere bochtensnelheid. Zodra ze de apex raken, ontstaat er weer ruimte. En dat is waar het hoge vermogen van de V4 letterlijk om de hoek komt kijken.

Heeft een V4 motor dan helemaal geen nadelen? Natuurlijk wel. Een slecht design of uitvoering kan veel schade veroorzaken. Ook is een 90 graden V4 blok vrij lang. Dit heeft hoofdpijn aan chassis designers. Immers wil je niet dat je chassis te lang wordt. Een lang chassis zorgt ervoor dat een motorfiets lastiger instuurt en dus moeilijker door een bocht te sturen is. Chassis designers houden de wielbasis van een motorfiets het liefst zo kort mogelijk.

Een ander nadeel van een V4 blok is dat de achterste cilinders veel ruimte in nemen. En een hoop hitte genereren in een cruciaal deel van de motorfiets. Designers zijn constant bezig met het verzinnen van de slimste manier om dat blok kwijt te kunnen op de meest efficiënte manier. En om het blok zo vorm te geven dat de achterste twee cilinders goed gekoeld worden om te voorkomen dat de motor in het geheel oververhit raakt.

Om de eerste issue – het snelle insturen – te tackelen, plaatst men een V4 blok vaak iets achterwaarts geroteerd in de motorfiets. Dit zorgt ervoor dat de voorste cilinder wat omhoog komt. Dit maakt de wielbasis iets korter (ook al is het maar een heel klein beetje) en brengt de krukas naar voren. Dit geeft meer gewicht op het voorwiel voor een beter instuurgedrag.

Als een fabrikant van racemotoren besluit een vier in lijn blok te gebruiken, kunnen de chassis bouwers bijna achterover zitten. Alle bovengenoemde nadelen van een V4 blok zijn immers niet van toepassing voor het vier in lijn blok. Het enige nadeel van een vier in lijn blok is de breedte. Dit maakt het lastig om een gasklephuis en inductie onderdelen te plaatsen die groot genoeg zijn om hetzelfde vermogen te leveren als een V4 blok.

Grotere onderdelen zouden een vier in lijn blok meer vermogen geven, maar het maakt het motorblok vaak ook te breed. Hierdoor wordt de gehele motor breder, wat weer nadelig is voor de aerodynamica.

Voorheen waren MotoGP motoren met een V4 blok altijd smaller dan de motoren met een vier in lijn blok. Tegenwoordig is dat niet meer zo. De radiator is nu de bepalende factor voor de breedte van de motorfiets, waardoor ze allemaal praktisch even breed zijn.

Één van de grootste voordelen van het gebruik van een vier in lijn motorblok is dat het blok makkelijker in een motorfiets te plaatsen is. En je de massa makkelijker en beter kunt centraliseren. Dit maakt ze sneller als ze hun grootste voordeel – de eerder genoemde bochtensnelheid – kunnen gebruiken.

De extra krukas-gyro van een vier in lijn blok zorgt ervoor dat de motorfiets lastiger van zijn lijn af te brengen is als de coureur een bocht instuurt. Maar eenmaal ingestuurd, helpt die gyro de coureur om zijn of haar lijn te behouden. Dit is waarom MotoGP rijders met vier in lijn motoren zo makkelijk en snel een bocht insturen en doorgaan.

De huidige deal tussen Dorna Sports (de autoriteit achter het MotoGP wereldkampioenschap) en Michelin benadeelt de vier in lijn motoren iets. Althans, hun magische bochtensnelheid.

Hoe dat zo? Omdat Michelin’s slick achterband oververhit kan raken als coureurs de rand van de band teveel gebruiken. Heb je onthouden wat we zeiden over V4 motoren? V4 motoren draaien toch nog vrij rap een bocht in en komen heel snel een bocht uit. Alleen in de bocht zelf zijn ze minder snel. Doordat ze minder bochtensnelheid meenemen, leveren ze ook minder druk op de zijkant van de achterband op dat moment.

Een MotoGP fiets met een vier in lijn blok levert veel meer impact en druk op de rand van de band met haar hoge bochtensnelheid. Het mag dan een klein verschil zijn, maar in MotoGP kan ieder klein verschil hèt verschil maken.

Het bezitten van een V4 motor komt met een hoog prijskaartje. Het V4 motorblok is één van de redenen waarom de Ducati Panigale’s en aprilia RSV4’s zo duur zijn in aanschaf (en onderhoud). Een V4 blok is veel complexer om te produceren dan een vier in lijn blok. En zijn daardoor ook duurder om te bouwen. Deze kosten worden natuurlijk doorberekend aan de klant. Vandaar het hoge prijskaartje voor deze motorfietsen.

Ook weegt een V4 blok meer door de dubbele nokkenas en de twee aparte cilinder blokken. Wel is een V4 blok tot 40% smaller dan een vergelijkbaar vier in lijn blok. Aerodynamica krijgen spontaan tranen van geluk in hun ogen.

En laten we de olifant in de kamer ook direct maar benoemen; V4 blokken lijken delicaat te zijn. Of kwetsbaar. Een vier in lijn blok gaat vaak langer mee dan een V4 blok. Maar dat hoeft niet iets te zijn wat aan de setup ligt. Dit kan ook zijn doordat veel Japanse merken kiezen voor vier in lijn blokken voor hun straatmotoren. En Japanners staan bekend om hun kwaliteitsproducten, zeker als het om duurzaamheid gaat. Maar er is één ding waar je niet omheen kunt; V4 motoren hebben meer karakter. Op z’n minst qua motorblok.

Je zult ons nooit horen zeggen dat Japanse motoren geen karakter of charme hebben. Persoonlijk vind ik old school Japanse race motoren fantastisch. En ik rij de Yamaha R6 met heel veel plezier op het circuit. Naar mijn mening is het één van de beste motorfietsen ooit gemaakt, met een pittig karakter. Maar ik rij ook een V4 motor. En dat grommende motorblok, dat is van een ander niveau. Het is een totaal andere beleving. De R6 geeft me een gigantische glimlach op mijn gezicht en als het aan mij ligt gaat ‘ie nooit weg. Maar de RSV4 geeft me kippenvel. En vlinders in mijn buik.

Maar die fijngevoeligheid van V4 motoren komt vaak ook met regelmatig onderhoud. Dat hoeft niet slecht te zijn. Je moet het gewoon goed bijhouden. De gemiddelde onderhoudskosten liggen daardoor hoger. Maar als je het bijhoudt, heb je niet zomaar uitschieters waar je van gaat huilen. Uitzonderingen daargelaten natuurlijk…

Als laatste biedt een V4 blok ook veel speelruimte bij het inbouwen van het blok en daardoor dus ook de keuze van het zwaartepunt. Bij veel V4 straatmotoren kun je de positie van het motorblok dan ook iets aanpassen naar je eigen voorkeur. Deze luxe, samen met de complexiteit van het blok, het vermogen wat het levert doen allemaal een schep bovenop het prijskaartje.

En vergeet ook het marketing randje niet. Als er een merk marketing technisch sterk is, dan is het wel het merk uit Bologna. Dus betaal je extra. “Want het is een Ducati”. Dit is niet enkel bij Ducati het geval overigens. Veel Italiaanse merken zijn bewust van hun merk imago en de emotie die het merk met zich meebrengt. En deinzen er ook niet voor terug om dit in te zetten en je meer te laten betalen voor die sexy Italiaanse charme.

V4 motoren zijn vaak sneller dan vier in lijn motoren dankzij de verschillende setup van het motorblok. Natuurlijk zijn ze niet enkel sneller doordat de cilinders in een V-vorm zijn gezet. Andere factoren zoals een kortere, stijvere en sterkere krukas en minder vermogensverlies spelen ook een rol. Dit zorgt ervoor dat de motor meer vermogen kan produceren, waardoor de topsnelheid omhoog schiet. Dus wordt de motor sneller.

De V4 setup heeft wel effect op het rijgedrag van de motorfiets, zeker tijdens het insturen van bochten. Om het effect hierop te verminderen, wordt het V4 blok in een andere positie gezet dan gedaan zou worden met een vier in lijn blok. Met name Ducati lijkt het te hebben uitgevogeld voor hun MotoGP motoren. Hoe ze een V4 blok kunnen bouwen wat zoveel mogelijk vermogen geeft en de motor toch nog bestuurbaar laat zijn. Al die high tech MotoGP techniek leidde tot twee van de meest populaire straatmotoren ooit; de Panigale V4 en de Superleggera.

Al die techniek en al dat vermogen komt wel tegen een prijs. Een flinke prijs.. Wil je eigenaar zijn van één van de snelste motoren op de wereld? Dan leg je flink wat euro’s neer. Maar hey.. dan kun je op het rechte stuk wel iedereen voorbij blazen. En vriendelijk zwaaien terwijl je dat doet.