Da un punto di vista tecnico ciò che senza dubbio
impressiona maggiormente nella nuova Ducati 1098 è il motore denominato
Testastretta Evoluzione (TSE). La ciclistica di questa nuova moto è
ovviamente stata sviluppata rispetto a quella della 999, ma
sostanzialmente mantiene immutate alcune classiche caratteristiche,
proprie delle recenti moto sportive nate a Borgo Panigale. Il propulsore
è invece stato progettato applicando massicciamente un concetto basilare
dell’ingegneria, ovvero la ricerca “dell’ottimo”, ampiamente dibattuto e
analizzato in molte materie di carattere tecnico. Sul TSE (“figlio” del
Testastretta, detto anche TS) sono dunque state raggiunte elevate
prestazioni, riducendo però costi, dimensioni e pesi.
Con questo non si vuole affermare che in Ducati non sia mai stata
ricercata la sintesi migliore tra aspetti progettuali contrastanti, ma
sicuramente tale obiettivo non era mai stato perseguito con così grande
accanimento, forse a causa della continua influenza delle corse dove,
come è noto, molte volte si sacrifica il budget pur di ottenere più
cavalli e meno peso.
Per contenere la lunghezza dei gruppi termici del TSE, e dunque lasciar
più libertà ai progettisti nella definizione delle quote fondamentali
della ciclistica, sono stati abbassati gli alberi a camme di scarico
rispetto a quelli di aspirazione. Tale soluzione fu già adottata nelle
ultime versioni del Desmoquattro e impone la riduzione della lunghezza
del gambo delle valvole di scarico rispetto a quella del gambo delle
valvole di aspirazione.
La testa di ciascun cilindro del TSE ha una specifica fusione che
comprende tutte le cartelle della distribuzione (sul TS erano separate),
riducendo drasticamente il numero degli elementi da assemblare e i pesi.
Il cannotto della candela non è più asportabile, ma è ora integrato ed è
realizzato in alluminio (sul TS era un particolare in acciaio fissato
tramite viti). I perni dei bilancieri sono uniformati, semplificando
notevolmente l’insieme della distribuzione.
Ciò significa anche che eventuali variazioni sull’interasse valvole,
necessarie per costruire diverse versioni del motore, possono essere
ottenute lavorando a macchina in modo adeguato gli spallamenti dei
bilancieri.
Quest’ultimi, come i perni, non devono perciò essere modificati,
riducendo conseguentemente in modo sensibile la diversificazione degli
elementi presenti nelle varianti del motore, che verranno sviluppate nel
prossimo futuro (incremento e decremento di cilindrata). Molta
attenzione è stata posta nella definizione del circuito di
lubrificazione, che rispetto a quello del TS è stato semplificato.
Non ci sono più i tubi esterni che portano l’olio alle teste (la loro
presenza caratterizzava da sempre i precedenti motori Ducati a quattro
valvole per cilindro).
Sono perciò stati ricavati dei condotti specifici che corrono
all’interno della fusione del cilindro e della testa. L’olio entra negli
alberi a camme (che sono ovviamente cavi) e da qui, tramite forellini,
esce dai lobi per estendersi sulla loro superficie a contatto con quella
dei bilancieri. Vengono lubrificati anche i supporti degli alberi a
camme stessi, ricavati direttamente nell'alluminio della testa.
E’ stata invece eliminata la circolazione forzata dell’olio
nell’accoppiamento perno–bilanciere, poiché i tecnici hanno appurato
essere superflua, grazie all'abbondante presenza di lubrificante nel
volume superiore della testa.
Dunque, tali perni non devono essere forati, migliorando la loro
resistenza meccanica e contenendo i costi di lavorazione.
Le principali ottimizzazioni descritte (ne sono state effettuate altre
addirittura sulle singole viti), hanno permesso di ridurre il peso di
ciascuna testa di quasi tre chili, rispetto a quello posseduto dagli
analoghi elementi dei gruppi termici utilizzati sul propulsore della
999. Va sottolineato che tale risultato è stato ottenuto senza dover
impiegare materiali pregiati come, ad esempio, il titanio per le
valvole.
Per migliorare le prestazioni del TSE rispetto a quelle del TS è stato
fatto un grande lavoro sulla definizione dei condotti e sui corpi
farfallati.
Senza praticamente variare l’angolo compreso tra le valvole (è diminuito
di soli 0,7°) sono state notevolmente ridotte le dimensioni dei
bilancieri di chiusura, ma specialmente quelle dei bilancieri di
apertura del sistema desmodromico.
Gli ingombri si sono perciò sensibilmente ridotti e questo ha permesso
di “verticalizzare” in modo considerevole i condotti di aspirazione,
facendo migliorare molto la respirazione del motore.
Infatti, considerando che il diametro delle valvole del TSE (42 mm
all’aspirazione e 34 mm allo scarico) è identico a quello delle valvole
del TS usato sulla 999R MY 05 (l’ultima serie commercializzata), la
portata assoluta che attraversa i condotti del nuovo propulsore è
decisamente aumentata rispetto a quella che caratterizza la più potente
versione del Testastretta.
La maggiore respirazione del nuovo propulsore è da attribuire anche al
fatto che i corpi farfallati ricalcano perfettamente la sezione ovale
del tratto iniziale dei condotti di aspirazione (caratteristica
direttamente derivata dal motore Superbike). Da notare che l’area di
tale sezione è pari a quella circolare che si otterrebbe con un diametro
di ben 60 mm.
La nuova dimensione dei bilancieri del sistema desmodromico e la loro
nuova posizione in ciascuna testa con la conseguente “verticalizzazione”
dei condotti di aspirazione (inclinati di 45° rispetto al piano di
unione cilindro-testa) ha permesso inoltre di posizionare in modo
perfettamente parallelo i due corpi farfallati, rendendo di fatto il
completo circuito di aspirazione una “gola profonda” che si “tuffa”
praticamente dritta nel cilindro.
Purtroppo, però, la teoria afferma che questi andamenti capaci di far
ottenere elevate portate di aria introdotte nell’unità termica, generano
quasi sempre una limitata turbolenza (prevalentemente di tipo tumble nel
TSE), influenzando negativamente il processo di propagazione della
combustione. Per questo motivo, i tecnici hanno utilizzato un rapporto
di compressione con valore non eccessivo.
Con questa scelta cautelativa si scongiura, infatti, ogni possibilità di
generazione del pericolosissimo fenomeno della detonazione, che è bene
ricordarsi, può essere dovuto non solo ad aspetti progettuali, ma anche,
ad esempio, all’uso di benzine non ottimali o a temperature dell’aria
aspirata notevolmente alte (in sede di sviluppo occorre tener conto
delle condizioni di funzionamento più estreme, che si allontano
enormemente da quelle nominali, anche se possono verificarsi molto
raramente nell’uso del veicolo).
Per avere il corretto rapporto di compressione, la camera di combustione
ha perciò un andamento molto uniforme, non presenta estese zone di
squish e le valvole di aspirazione hanno la faccia del fungo rivolta
verso la camera stessa leggermente scavata, ottenendo inoltre una
importante riduzione di peso.
Terminiamo la descrizione della testa del nuovo TSE, osservando che il
sistema di chiusura valvole non sfrutta i semiconi, peculiarità che
aveva caratterizzato alcune recenti versioni del TS, ma torna ai
classici semianelli, decisamente più economici e semplici da asportare e
riposizionare durante la registrazione dei giochi di funzionamento, se
si lascia la testa stessa montata sul cilindro.
Per analizzare a fondo le caratteristiche del Testastretta Evo-luzione è
bene fare anche alcune considerazioni sul suo valore di alesaggio. Il
carter motore e i cilindri permetterebbero infatti di ospitare un
alesaggio massimo di 106 mm che, rispetto al valore utilizzato, pari a
104 mm, avrebbe consentito di ridurre la corsa a tutto vantaggio del
contenimento della velocità media del pistone e, dunque, delle
sollecitazioni meccaniche.
Impiegare però un alesaggio superiore a quello già adottato sul TS della
999 R avrebbe obbligato i tecnici a effettuare una completa
rivisitazione dei pistoni, delle fasce elastiche e dell’equilibratura
del manovellismo.
Dunque, è stato deciso di sfruttare l’esperienza accumulata con
l’alesaggio di 104 mm. Per evitare che l’aumento della corsa rispetto a
quella utilizzata sul TS della 999 R provocasse l’incremento della
lunghezza di ciascun gruppo termico e per mantenere dunque invariata la
quota del piano testa, è stata notevolmente ridotta l’altezza di
compressione dei pistoni rispetto a quella posseduta dai medesimi
elementi usati sempre sulla 999 R.
Si noti che l’interasse delle bielle (in acciaio, con superficie
trattata tramite vibroburattatura, in modo da renderla esente da
qualsiasi imperfezione) non è stato modificato ed è perciò pari a 124
mm, mentre il valore massimo della corsa raggiungibile vale 71 mm ed è
definito dagli ingombri interni del carter motore, primo fra tutti
quello dovuto alla presenza dell’albero per il comando delle cinghie
della distribuzione, e relazionato anche con lo spazio occupato dal
movimento delle mannaie di equilibratura, che con le bielle in acciaio,
non possono avere dimensioni eccessivamente ridotte.
A causa della limitata altezza di compressione è stata posta una
particolare attenzione nella definizione dei pistoni, ottenuti tramite
processo di forgiatura. Ad esempio, sono state aggiunte due nervature di
rinforzo in prossimità delle portate dello spinotto, parallele all’asse
dello stesso, e sulla loro testa è presente una piccola bombatura
disposta tra le cave valvole, il cui scopo principale non è quello di
accrescere il rapporto di compressione, bensì di rinforzare questa zona
che è termicamente molto sollecitata.
Sempre per contenere le sollecitazioni termiche è stata effettuata una
intensa attività di sviluppo e sperimentazione sui getti di olio che
devono raffreddare il cielo dei pistoni. Sul TS venivano generati da
specifici fori calibrati, presenti nel carter motore in prossimità delle
portate dei cuscinetti di banco. La loro azione era però poco uniforme,
poiché agivano con prevalenza solo su una parte del pistone.
Sono perciò stati utilizzati degli ugelli con i quali
è stato possibile indirizzare meglio il getto d’olio, che ora incide
nella zona centrale del cielo, ovvero quella più calda poiché prossima
all’area in cui ha origine la combustione.
L’orientamento di questi ugelli è stato stabilito tramite un motore
utilizzato in condizioni di motoring (cioè trascinato), appositamente
attrezzato con elementi trasparenti montati sui gruppi termici. La
definizione della portata e della pressione del fluido, fortemente
condizionate dal funzionamento in firing del motore (ovvero normalmente
acceso), è stata invece effettuata tramite l’ausilio di un software di
calcolo.
L’attività di sviluppo prevede anche la valutazione dell’efficacia del
raffreddamento ottenuto con il nuovo sistema, sottoponendo il pistone a
un test di durezza svolto in alcune sue specifiche zone, dopo aver
“maltrattato” il motore con una prova di durata effettuata sul banco
freno (queste prove di durata prevedono un numero di ore di
funzionamento a diversi carchi e regimi). I valori di durezza Brinell
così ottenuti vengono poi confrontati con quelli rilevati sul pistone
nuovo, in modo da verificare il decadimento della lega con la quale è
costruito il componente. Tramite una specifica tabella che pone in
correlazione la lega stessa e la durezza rilevata, si può anche ottenere
un’indicazione della temperatura di lavoro alla quale è stata sottoposta
la specifica zona del pistone.
Per quanto riguarda i già citati segmenti di tenuta, occorre osservare
che è stata fatta un’intensa attività di messa a punto per quello
superiore, al fine di contenere il blow-by.
L’albero motore ha ovviamente la corsa modificata rispetto a quella
dell’omologo componente usato sul TS, ma questa non è stata l’unica
variazione introdotta.
Infatti, il suo circuito interno di lubrificazione ha subìto una
profonda rivisitazione. In quello precedente, la parte terminale del
canale obliquo affacciata al perno di biella aveva forzatamente una
sezione ellittica.
La svasatura che doveva essere praticata per raccordarlo
convenientemente con la superficie su cui agiscono le bronzine era
complessa da realizzare.
Con la nuova soluzione, i condotti interni rimangono sempre obliqui
rispetto all’asse di rotazione dell’albero, ma nell’ultimo tratto si
raddrizzano, uscendo dunque perpendicolarmente all’asse del perno di
manovella. Ciò ha permesso di semplificare in modo sensibile la
realizzazione della svasatura di raccordo, riducendo i costi. Il
diametro del perno di manovella (42 mm) e quello dei perni di banco (35
mm), non sono stati modificati.
La zona di ricoprimento di tali perni vale perciò 6,15 mm. Sul carter
motore non sono state fatte variazioni degne di nota, se non quella di
cambiare la posizione del sensore di giri/fase, che è ora montato
perpendicolarmente all’asse di rotazione della ruota dentata dell’albero
sfruttato per comandare il moto delle cinghie della distribuzione.
I denti di tale ruota fungono da elementi fonici e su alcuni di essi
viene praticata una fresatura (riduzione della loro fascia), in modo da
generare l’irregolarità nel segnale elettrico, con la quale la
centralina di controllo motore può riconoscere la fase di funzionamento
di ciascuna unità termica, stabilendo correttamente gli anticipi
dell’accensione e l’istante di inizio dell’iniezione.
E’ stato sperimentato che questa nuova posizione del sensore, rispetto
alla precedente che era parallela all’asse dell’albero per il comando
delle cinghie della distribuzione, è meno sensibile alle irregolarità
geometriche della ruota dentata e, dunque, la forma d’onda elettrica
generata è più stabile e prossima a quella nominale. L’alesaggio del TSE,
come già affermato, vale 104 mm e non è variato rispetto a quello del TS
della 999 R, mentre la corsa, sempre rispetto al TS della 999 R, sale da
58,8 mm a 64,7 mm (le quote geometriche fondamentali del manovellismo
del TS versione S, sono invece di 100 mm per l’alesaggio e 63,5 mm per
la corsa).
La durata e gli anticipi della fase di aspirazione e scarico non hanno
subìto, sul TSE, delle variazioni sensibili rispetto a quelle adottate
sul TS della 999 S mentre, rispetto al TS della 999 R, le durate
continuano ad essere paragonabili, ma l’inizio della fase di aspirazione
del TSE è ritardata.
Le alzate delle valvole rimangono sostanzialmente invariate rispetto a
quelle del TS adottato sulla 999 S, mentre quelle del TS della 999 R
sono sensibilmente più elevate. Il contributo del nuovo sistema di
scarico della sportiva Ducati, radicalmente diverso da quello usato sul
precedente modello, è stato determinante per ottenere le ottime
prestazioni assolute del TSE. I collettori non sono infatti separati tra
di loro, come accadeva sulla 999, ma si uniscono in un elemento ad “Y”,
posizionato sul lato destro della moto.
Da qui si diramano poi due tubi che si innestano nei due piccoli
silenziatori posti sotto alla sella. L’impiego dei silenziatori appena
citati è stato possibile poiché, finalmente, i tecnici Ducati hanno
deciso di applicare la farfalla per parzializzare la sezione dello
scarico in prossimità della “Y”.
Con questo dispositivo, infatti, è possibile rispettare le norme di
omologazione per le emissioni acustiche, anche se i volumi di
smorzamento delle onde di pressione che generano il rumore, sono
decisamente contenuti.
Il telaio della nuova sportiva Ducati è il classico traliccio, costruito
con elementi in acciaio altoresistenziale di diametro circolare (il suo
peso è di soli 9 Kg, 1,5 Kg in meno rispetto a quello della 999). Anche
se l’impostazione di base non è variata, su di esso è stato compiuto un
grande lavoro per definire le dimensioni dei singoli tubi, in modo da
contenere il peso e ottimizzare la rigidità.
Infatti, quella torsionale diminuisce leggermente rispetto a quella del
telaio della 999 (passa da 2430 Nm/° a 2310 Nm/°), mentre aumenta la
rigidità alla flessione (passa da 1320 Nm/mm a ben 2988 Nm/mm).
All’interno della ciclistica, il propulsore continua a svolgere la
funzione di elemento strutturale e il fulcro attorno al quale ruota il
forcellone, che attraversa il carter motore, viene fissato alle
estremità basse e posteriori del telaio stesso.
L’assetto della 1098 è finalmente “picchiato” e non perfettamente
orizzontale come quello della 999, che se poteva essere redditizio in
fatto di comfort di guida (non venivano caricate eccessivamente le
braccia) era decisamente brutto da vedere e non si addiceva a una
sportiva di razza.
Ciò che caratterizza fortemente la 1098 è però senza dubbio il massiccio
forcellone monobraccio. La sua realizzazione fa chiaramente supporre
che, tra i tecnici Ducati, il gusto per le forme abbia avuto il
predominio sulla razionalità. Di certo, non si può dire che il
forcellone usato sulla 1098 non vada bene (è costruito con elementi in
alluminio fuso e altri in alluminio imbutito, tra di loro saldati, e
pesa 5,1 Kg), ma l’ultima versione di quello montato sulla 999
convinceva molto per la sua rigidità rapportata al contenimento dei pesi
(dunque non intesa in senso assoluto).
La nuova sospensione posteriore della 1098 ha permesso, però, di
riposizionare il cinematismo di comando del monoammortizzatore, rendendo
l’insieme decisamente più compatto e funzionale.
Concludiamo questa analisi della sportiva Ducati sottolineando il fatto
che anche i freni anteriori sono stati notevolmente evoluti. Il diametro
dei dischi è infatti passato da 320 mm a 330 mm, mantenendo una fascia
frenante molto stretta, caratteristica fondamentale per aumentare il suo
raggio efficace (che sale da 145 mm agli attuali 150 mm).
La campana di unione con il cerchio ruota ha dimensioni molto contenute,
per ridurre il peso, ed è collegata alla fascia frenante non più tramite
10 nottolini, ma solo con 6. Anche se sono accresciute le dimensioni dei
dischi anteriori (e conseguentemente le prestazioni frenanti), il loro
peso, di 1390 grammi, è identico a quello degli analoghi elementi usati
sulla 999. Le pinze (denominate M4.34 con quattro pistoncini
contrapposti due a due, aventi diametro di 34 mm) sono ovviamente ad
attacco radiale, ma monoblocco e cioè non realizzate tramite il
montaggio con viti di due parti separate.
Questo accorgimento permette di aumentare la loro rigidità e, dunque, di
rendere la frenata ancora più efficace e immediata.
Sulla versione S della 1098, infine, i cerchi ruota sono in alluminio
forgiato, un processo di lavorazione molto pregiato, che rispetto alla
fusione permette di ottenere piccoli spessori (peso contenuto e dunque
una ridotta inerzia), conservando però un’eccezionale affidabilità
meccanica.
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