KTM TPI, tweetakt-injectie: Zo werkt het!

In motorsportmiddens was het een publiek geheim dat KTM bezig was met een injectiesysteem voor een tweetaktmotor. We moeten het de Oostenrijkers meegeven: Ze zijn trendsetters geworden en hebben de kaarten in de motorsportwereld drastisch daar mekaar geschud. Voor de eeuwwisseling waren het vooral de “Big four” uit het land van de rijzende zon die de dienst uitmaakten maar nu ligt het toch enigszins anders.

In Mattighofen draait de R&D-afdeling blijkbaar op volle toeren want geen enkele uitdaging is hun teveel.Hoewel injectie op een tweetakt niet nieuw is moest KTM het “werkbaar en handelbaar” zien te maken op een enduromotor. En dat was blijkbaar niet evident want de ingenieurs waren 15 jaar lang zoet met de ontwikkeling van het systeem.

In elk vakblad werd eerder dit jaar de lancering als groot nieuws binnen gehaald. De eerste foto’s verschenen alsook enkele video’s van grootheden (lees: Jonny Walker) uit de endurowereld die de machine aanprezen. Dat KTM heel erg fier is op het geleverde werk merk je aan alles. De eerste onafhankelijke tests waren dan ook zeer lovend. De jongens van KTM wilden een karakteristieke tweetakt met het “carburator-gevoel” maar zonder de nadelen ervan. Daar zijn ze zeker in geslaagd. Wat onze testrijder van zo’n KTM TPI enduro vond, lees je hier.

Euro4 norm als (extra) motivatie

Maar waarom wou KTM uitdrukkelijk injectie op hun tweetakten? Daar zijn diverse redenen voor te bedenken. Vooreerst is er de druk van de milieuwetgeving. Motoren moeten tegenwoordig (sinds 1 januari 2017) Euro 4 zijn maar dat was nauwelijks haalbaar op een tweetakt voor competitiegebruik  die ook nog eens straatlegaal moet zijn. Verder zijn tweetakten gulzig met benzine. Het is typisch voor dit soort motoren om nogal te morsen met benzine. Een deel van de aangezogen benzine wordt eigenlijk niet omgezet in vermogen en mag als verloren worden beschouwd. Een tweetaktje mocht dus best wat zuiniger.
Als een tweetakt wordt uitgerust met injectie dan hoort daar uiteraard ook een stukje electronica bij. Om bij een conventionele “smoker” iets aan de karakteristiek van de motor te wijzigen moest je aan de slag met sproeiers en naalden. Dat deed je bijvoorbeeld omdat het circuit dit nodig achtte, de luchtdruk gewijzigd was door op grote hoogte te rijden of wanneer de weersomstandigheden daar om vroegen. Met een uitvoering op injectie doe je dat door de “mapping” te wijzigen. Je verandert dus de inspuiting door een ander soort mapping te kiezen.

En dan is er ook nog de timing van het uitbrengen van deze techniek. De FIM heeft besloten om vanaf dit jaar de regels rond het Europees kampioenschap motorcross te wijzigen. Sinds de komst van de viertakten was het zo dat een 125cc tweetakt het equivalent was van een 250cc viertakt. Deze regel wijzigt nu als volgt: 125cc is 125cc, viertakt of tweetakt. Het laat zich vermoeden dat de FIM dit volgend jaar ook wil toepassen in de MXGP en de MX2. Als dat zo is dan zit KTM gebeiteld met hun timing want het spreekt voor zich dat ze deze geweldige techniek ook gaan introduceren in de motorcross. Wellicht zal KTM nog wat extra tijd gebruiken om de tweetakt injectie het specifieke karakter van een crossmotor te geven.

Hoe werkt KTM’s tweetakt-injectiesysteem?

Het principe van een tweetakt blijft uiteraard behouden. De spoelpoorten aan de zijkant van de cilinder doen als vanouds hun werk als doorvoerkanalen. KTM noemt het trouwens ook TPI of Transfer Port Injection. Echter is dat deze keer alleen maar aangezogen lucht en geen vers gemaakt mengsel uit een carburator. Het gasklephuis van Dell’Orto dient dan ook alleen om de hoeveelheid aangezogen lucht te regelen. Er zit dus geen injector in het gasklephuis zoals bij de injectie-viertakten. Op het huis staat er een koudstartsysteempje dat extra lucht toevoegt via een by-pass. In de twee spoelkanalen aan de zijkant van de cilinder heeft KTM telkens een injector geschroefd. Vanuit de brandstoftank wordt er benzine onder druk naar de injectoren gepompt die dan open en sluiten op commando van de ECU of boordcomputer. De injectoren spuiten neerwaarts in en zorgen zo voor een perfecte menging van de aangezogen lucht die via het gasklephuis naar binnen komt. Die ECU (KTM noemt het EMS of Engine Management System) houd rekening met het verhaal dat verteld wordt door een aantal sensoren. Die geven informatie over de druk van de aangezogen lucht, de barometrische druk, de positie van het gashendel, het toerental de temperatuur van het koelwater en de olie. Met deze parameters maakt de boordcomputer miljoenen berekeningen per seconde om altijd de juiste hoeveelheid brandstof in te spuiten. De ingespoten motoren zijn trouwens uitgerust met een performant stroomsysteem zodat de ECU en brandstofpomp steeds voldoende spanning krijgen. De motoren die voorheen uitgerust waren met carburatoren hadden niet zoveel elektriciteit nodig, vandaar.

Bye, bye prémix

Tweetakten werken als vanouds met een mengeling van benzine en olie om de ingewanden smering te geven. Met ingewanden bedoelen we de zuiger, de cilinder, het big-end en de krukaslagers. Prémixen is bij deze ultramoderne KTM’s niet meer nodig: De motoren zijn uitgerust met een aparte olietank van 0,7 liter. Daarmee zou je in principe zes tot zeven benzinetanks kunnen leeg rijden. Zowel de benzine- als de olietank hebben een controlelampje op het dashboard. De vuldop van de olietank zit trouwens net achter het balhoofd. Dus ook de olie wordt gecontroleerd geïnjecteerd in het systeem net na de gasklep. Concreet betekent dat de KTM’s lopen op een variabele mengsmering. De computer bepaald met andere woorden de benodigde hoeveelheid olie. Die mengverhouding schommelt tussen 1 op 60 en 1 op 100. Roken zie je deze Oostenrijkers niet meer, alleen de geur blijft. Conventionele tweetakten liepen nog al eens vol en moesten schoon gebrand worden door het gashendel even tot de nok open te houden. Dit behoord alvast tot het verleden: Door de steeds tot in de puntjes geregelde ingespoten brandstof heeft de motor altijd de juiste hoeveelheid benzine (en olie) ter beschikking. De motor blijft lekker stationair lopen, ook als hij omvalt. Ook zou het verbruik van de ingespoten KTM’s dat van de huidige viertakten benaderen en dat is heel erg straf. Zo kijken jou maatjes met een viertakt niet op je neer als je weer eens zit te zwaaien dat je dringend naar een benzinestation moet.

Door de introductie van injectie is de eenvoud van een tweetakt wel wat weg maar de voordelen ervan zijn onmiskenbaar groot. KTM neemt met deze stap een forse voorsprong op hun concurrenten. Die gaan zonder twijfel moeten volgen want de revival van de tweetakt is nu niet meer te stoppen! Meer over de revolutionaire TPI technologie kan je hier nalezen.

Tekst: Danny Hermans
Foto’s: KTM