“Supequadro”: il nuovo motore DUCATI per la 1199 Panigale

Standard di riferimento estremo

Si chiama Superquadro ed è l’ultimo nato tra i motori Ducati. Si tratta di un propulsore completamente nuovo, dedicato alla nuova 1199 Panigale e destinato a superare l’attuale standard tecnologico ed ingegneristico per aprire la strada alla Superbike del futuro. La sua progettazione senza compromessi si combina con l’innovazione e la genialità italiana che, da sempre, caratterizza Ducati. Il risultato ha permesso di ottenere un nuovo riferimento nel segmento più estremo e competitivo, quello delle supersportive, orgoglio e immagine della prestigiosa storia motoristica delle Superbike Ducati.

Ai progettisti Ducati, incaricati di creare il motore Superbike di ultima generazione per la Ducati 1199 Panigale, era stato dato un obiettivo decisamente impegnativo: incrementare potenza, coppia e fruibilità, riducendo al tempo stesso il peso complessivo del veicolo e i costi di manutenzione programmata. Gli ingegneri hanno avuto carta bianca e sono stati incoraggiati a pensare fuori dagli schemi: è così che l’impossibile è diventato possibile e, nonostante l’ambizioso target, tutte le richieste sono state soddisfatte.

Nell’innovativo motore Superquadro (così chiamato per il rapporto esasperato tra alesaggio e corsa corta), la potenza è stata incrementata fino a 195CV, valore di riferimento assoluto per un bicilindrico di produzione, mentre la coppia è stata portata a 13.5kgm e, grazie ai Riding Mode a disposizione del pilota, sarà possibile dosarne l’erogazione in base a stile e condizioni di guida. Il motore è stato costruito in maniera tale da consentire una drastica riduzione del peso complessivo del veicolo. Ducati, sempre alla ricerca della perfezione prestazionale, è inoltre riuscita ad allungare gli intervalli di manutenzione portandoli a 24.000km.

Rispetto ai precedenti propulsori, soltanto la leggendaria configurazione bicilindrica a L a 90° – ideata a suo tempo dall’Ing. Fabio Taglioni – e il comando Desmodromico delle valvole, sono stati mantenuti: tutto il resto è completamente inedito.

Architettura del motore

Il motore è stato pensato come elemento strutturale del telaio, e pertanto, la sua architettura è stata completamente rivista per garantire la miglior progettazione possibile in termini di conformazione, distribuzione del peso e robustezza. I cilindri, sempre disposti a 90° l’uno rispetto all’altro, sono stati ruotati all’indietro di altri 6° intorno ai carter del motore, fino ad ottenere un angolo di 21° tra il cilindro anteriore e il piano orizzontale. Ciò ha consentito di collocare il motore più avanti di 32mm, per migliorare la distribuzione dei pesi tra l’anteriore e il posteriore ed ottenere il perfetto posizionamento dei punti d’attacco delle teste nel telaio monoscocca del 1199 Panigale.

I carter del motore, ottenuti per pressofusione sottovuoto grazie alla tecnologia Vacural® che garantisce massimo risparmio di peso, spessori delle pareti omogenei e resistenza meccanica superiore, sono modellati in maniera tale da incorporare la camicia d’acqua attorno alle canne del cilindro. Il motore Superquadro è dotato di canne umide riportate in alluminio con rivestimento nicasil, inserite nei fori di alloggiamento del basamento durante le fasi iniziali di montaggio. Questa progettazione consente di fissare la testa direttamente sul carter, coniugando le necessità di rigidezza della struttura del motore con un vantaggio notevole in termini di compattezza dimensionale dello stesso. Le canne con le loro pareti sottili rendono inoltre possibile un efficace scambio termico con il refrigerante che scorre lungo le pareti.

I coperchi frizione, quelli delle teste e la coppa olio sono tutti ottenuti per fusione in lega di magnesio, al fine di garantire il minimo peso del motore pur garantendo la voluta resistenza meccanica.

Oltre che per la presenza delle canne, i carter del motore si distinguono per l’impiego di bronzine di banco dell’albero motore, prima utilizzate esclusivamente nel propulsore Ducati Desmosedici RR. L’eliminazione dei cuscinetti a sfere ha consentito di incrementare il diametro dei perni di banco dell’albero motore, permettendo contemporaneamente un aumento della sezione del basamento nella zona circostante i supporti di banco, in modo da massimizzare la rigidezza e la resistenza meccanica adeguandola all’erogazione di potenza estrema del Superquadro. La lubrificazione dei perni di banco avviene mediante olio in pressione immesso attraverso opportune canalizzazioni interne del basamento. In questo modo si assicura l’efficiente lubrificazione del nuovo albero motore, seguita da un rapido recupero dell’olio grazie ad un nuovo componente Ducati, una pompa a lobi che mette in depressione il vano imbiellaggio come nei motori utilizzati per le competizioni MotoGP.

La pompa è movimentata da un albero trascinato da una cascata di ruote dentate realizzate in uno speciale tecno-polimero ad alta resistenza e mantiene la zona del carter motore sottostante i pistoni in condizioni controllate di depressione costante, riducendo la resistenza durante la corsa discendente ed assicurando un’efficace recupero dell’olio di lubrificazione in qualsiasi condizione di utilizzo del motore. Dimensionamento estremo

Nel calcolare la configurazione ottimale per ottenere una trasformazione epocale dell’erogazione di potenza del bicilindrico a L, gli ingegneri di Ducati e Ducati Corse hanno incrementato la velocità del motore e ne hanno migliorato la fluidodinamica grazie ad un incredibile alesaggio e corsa da 112mm x 60.8mm. Uno studio approfondito condotto su potenza e guidabilità ha permesso di raggiungere un’erogazione da 195CV a 10.750giri/min e una coppia da 13.5kgm a 9.000giri/min. Il nuovo rapporto alesaggio/corsa da 1.84:1 incrementa brillantemente i giri grazie alla corsa ultracorta dell’albero motore, e la maggior superficie del pistone consente una maggiorazione dei diametri delle valvole. Se comparate al motore 1198 Testastretta Evoluzione, le valvole di aspirazione sono state infatti portate da 43.5 a 46.8mm e quelle di scarico da 34.5 a 38.2mm.

La combinazione di diametri valvola molto grandi e regimi elevati, introduce sollecitazioni inerziali notevoli. Per controllare questo aspetto e garantire la corretta affidabilità del sistema, le valvole di aspirazione sono realizzate in una speciale lega di titanio, prerogativa fino ad oggi solo delle versioni “R” dei motori Ducati.

Le nuove valvole sono comandate da bilancieri di derivazione sportiva, ‘superfiniti’ per ridurre l’attrito e aumentare la resistenza a fatica e rivestiti con un coating speciale (PLC) originariamente messo a punto per applicazioni aerospaziali.

L’origine racing dei pistoni del Superquadro è evidente nel fondello con doppia travatura, concepito per combinare massima resistenza e rigidezza, consentendo di ridurre le superfici di spinta del pistone stesso, a favore di un maggior contenimento degli attriti. Grazie alla tecnologia sviluppata da Ducati Corse, questa progettazione consente ai pistoni dal diametro di 112mm di operare in maniera affidabile a regimi molto elevati.

L’elevata portata di aria e benzina che il motore è in grado di elaborare, grazie alla maggiorazione del diametro delle valvole di aspirazione, viene opportunamente garantita dai nuovi corpi farfallati di sezione ovale, che rispetto al motore 1198 Testastretta Evoluzione sono stati portati da un diametro equivalente di 63.9 fino ad un impressionante 67.5mm. I corpi farfallati vengono comandati mediante un sistema full Ride-by-Wire in modo indipendente uno dall’altro e sono dotati di 2 iniettori ciascuno: il primo disposto sotto la farfalla e destinato ad alimentare il motore nelle condizioni di utilizzo a basso carico, il secondo, disposto sopra la farfalla, viene attivato quando al motore si richiede di esprimere le maggiori performance.

Potenza pulita

Dopo aver centrato l’obiettivo di migliorare la respirazione del motore, i progettisti del Superquadro si sono concentrati sulla sfida successiva: realizzare una calibrazione motore che permetta di combinare in modo ottimale l’erogazione di elevate prestazioni ed un funzionamento regolare ottenuto riducendo la dispersione ciclica della combustione. Per ottenere questo risultato, Ducati ha introdotto un sistema di aria secondaria che assicura il completamento dell’ossidazione degli idrocarburi incombusti, riducendo efficacemente i livelli di anidride carbonica e monossido di carbonio (CO). Il sistema viene controllato da una valvola elettronica comandata dalla centralina motore, e viene attivata in funzione di specifiche condizioni di funzionamento del motore. Questa valvola permette di immettere nel condotto di scarico di ogni testa (in una posizione appena a valle della valvola di scarico) un flusso d’aria pulita proveniente direttamente dall’airbox. Una seconda valvola a lamella, collocata nella testa motore, rende unidirezionale questo flusso. L’immissione controllata di ossigeno permette di completare la combustione dei gas caldi in uscita, eliminando eventuali frazioni di carburante incombusto che in determinate condizioni possono raggiungere lo scarico.

Irrinunciabile Desmo

Un motore tanto estremo sottolinea ancora di più il carattere irrinunciabile del sistema Desmodromico utilizzato in esclusiva da Ducati. Viste le alte velocità alle quali opera il Superquadro e le dimensioni maggiorate delle valvole, i bilancieri non riuscirebbero a seguire i profili di chiusura spinti delle camme se si affidassero a comuni molle. Nel sistema Desmo invece, le valvole vengono chiuse meccanicamente con una tecnica e una precisione analoghe a quelle della fase di apertura, consentendo di realizzare i profili delle camme più spinti e fasature ‘estreme’ che permettono il raggiungimento delle prestazioni target richieste al progetto. Questo sistema, utilizzato su tutti i modelli Ducati, dimostra la sua validità anche sulle Superbike e le Desmosedici MotoGP di Ducati Corse.

Il potere della precisione

L’esigenza di dover comandare le valvole maggiorate con il sistema Desmodromico, estremamente preciso, ha spinto i progettisti a sostituire l’originale trasmissione a cinghia, già montata sulla prima Ducati Pantah nel 1979, con una configurazione mista a catena e ingranaggi. Una catena a bussole di tipo tradizionale collega l’albero motore ad una ruota di rinvio montata sulla testa. La ruota presenta una doppia dentatura: quella che riceve il moto dalla catena e quella che trasmette il moto alle due ruote dentate fissate rispettivamente sugli alberi a camme di aspirazione e scarico. Il posizionamento degli ingranaggi alle estremità degli alberi a camme è variabile all’interno di asole di regolazione per la massima precisione di fasatura. La distribuzione a catena consente quindi un’efficiente trasmissione del moto tra albero motore e rinvio alberi a camme e, grazie alla regolazione automatica del tensionamento, garantisce affidabilità costante e riduzione dei costi di manutenzione ordinaria.

All’estremità dell’albero a camme di scarico di ogni testa è collocato un decompressore centrifugo. In fase di avviamento, il dispositivo permette di modificare il profilo del lobo di apertura dell’albero a camme, determinando una leggera alzata della valvola in grado di scaricare parte della miscela contenuta nella camera di combustione durante la fase di compressione del motore. Tale effetto permette quindi di ridurre la resistenza offerta al moto del pistone nella fase di compressione. Una volta avviato il motore, l’incremento dei giri e la relativa forza centrifuga modificano la configurazione del dispositivo, annullando quindi l’effetto di alzata valvola e riportando il motore nelle normali condizioni di funzionamento.

Questo ingegnoso dispositivo facilita l’avviamento del motore Superquadro senza dover ricorrere ad una batteria più potente ed a un motorino d’avviamento di grandi dimensioni, e ciò ha consentito di ridurre il peso complessivo del veicolo di circa 3,3kg. Questo sistema sottolinea ulteriormente lo sforzo sinergico compiuto da ingegneri e progettisti alla ricerca esasperata del risparmio di peso.

Nuova trasmissione

Gli ingegneri Ducati hanno sfruttato al meglio la massima libertà progettuale che era stata loro concessa, incrementando la quota d’interasse degli alberi del cambio a sei marce e consentendo l’utilizzo di ruote dal diametro maggiorato e di resistenza superiore per la trasmissione della potenza erogata. La frizione a bagno d’olio è una novità per una Superbike Ducati al vertice della gamma. La progettazione della frizione, molto simile rispetto ai modelli Multistrada e Diavel, prevede un sistema ad asservimento progressivo che permette di incrementare il carico sui dischi senza penalizzare lo sforzo alla leva richiesto al pilota per il disimpegno della frizione. Questo risultato coniuga in modo ottimale il requisito di trasmissione di coppie elevate ed un ottimo confort per il pilota. In condizioni di guida sportiva, con scalate repentine e forti trasferimenti di freno motore, lo stesso meccanismo riduce la pressione sui dischi della frizione, consentendole di lavorare nella modalità antisaltellamento di pura derivazione sportiva, che contrasta la perdita di stabilità del retrotreno durante le scalate aggressive offrendo il vantaggio supplementare di un’ottima modulabilità in staccata.

Perfezione prestazionale

La competizione rappresenta da sempre per Ducati un’arena dove misurarsi e raccogliere sfide, uno strumento di disciplina per i progettisti e la base motivazionale di una casa costruttrice per la quale la tensione costante verso la vittoria è diventata una filosofia di vita. Il Superquadro è il motore bicilindrico di produzione più potente del pianeta, destinato ad equipaggiare la nuova Ducati 1199 Panigale all’insegna dell’assoluta perfezione prestazionale.