Monografia motore Ducati 1098 MY 07 Sul TSE (“figlio” del Testastretta detto anche TS) sono state raggiunte elevate prestazioni, riducendo però costi, dimensioni e pesi. 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 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 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’allumino della testa. E’ stata invece eliminata la circolazione forzata dell’olio nell’accoppiamento perno – bilanciere, poiché i tecnici hanno appurato essere superflua, grazie all’abbondate 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 l’aspirazione e 34 mm lo scarico) è identico a quello delle valvole del TS usato sulla 999 R 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 critiche, 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 Evoluzione 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 ad 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 cioè per mantenere 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 e ed 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, 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, ma ben si 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 software di calcolo. L’attività di sviluppo prevede anche la valutazione dell’efficacia del raffreddamento ottenuto con il nuovo sistema, sottoponendo il pistone ad un test di durezza svolto in 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 il quale è costruito il componente. Tramite una specifica tabella che pone in correlazione la lega stessa e la durezza rilevata, si può anche ottenere una 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 una 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 variante introdotta. Infatti il suo circuito interno di lubrificazione ha subito 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 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 del 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 subito sul TSE, delle sensibili variazioni 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 più ritardata. Le alzate 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 nel 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 è infatti 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 TSE ha ovviamente la caratteristica “coppa bassa” e le cartelle della distribuzione sono ora integrate nelle fusioni dei gruppi termici (non sono elementi separati che devono essere assemblati).

Sul lato pompa acqua del TSE, si nota la nuova posizione del sensore giri/fase del sistema di iniezione ed accensione a gestione elettronica.

Il registro del gioco di chiusura è ancorato al gambo valvola tramite la classica soluzione a semianelli, senza perciò adottare le più sofisticata con semiconi. Sopra a tale registro, appoggiato sulla estremità del gambo valvola, trova posto quello per la registrazione del gioco di apertura.

La trasmissione primaria è classica con ingranaggio a denti diritti. Non viene utilizzata la frizione antisaltellamento e, contrariamente alle attuali tendenze Ducati, è rimasta fortunatamente a secco (soluzione degna di una vera sportiva di razza).

I denti della ruota che comanda l’albero per il movimento delle cinghie della distribuzione, fungono da elementi fonici per la generazione del segnale elettrico di giri e fase. Alcuni di questi denti vengono fresati per generare la necessaria discontinuità nel segnale stesso.

Il condotto di aspirazione è stato “verticalizzato” rispetto a quello del TS, grazie al contenimento delle dimensioni dei bilancieri di apertura delle valvole.

I due disegni mettono a confronto la posizione dell’asse del condotto di aspirazione di una testa del TS (a sinistra) e di una testa del TSE (a destra). L’asse della seconda ha una inclinazione rispetto al piano di appoggio con il cilindro di 45°, dunque maggiore rispetto ai 36° presenti sul TS. Si noti che questo risultato è stato raggiunto praticamente senza variare l’angolo compreso tra le valvole (è stato decrementato di soli 0.7°).

Queste due immagini mostrano come il condotto di aspirazione sia praticamente dritto, agevolando di fatto moltissimo il raggiungimento di ottime portate e dunque buone prestazioni.

La camera di combustione non presenta estese zone di squish, i condotti sono lavorati a macchina unicamente nella importante zona di raccordo con le sedi valvole, le guide valvole non sporgono eccessivamente all’interno dei condotti, favorendo il passaggio dei fluidi.

Il pozzetto della candela è integrato nella fusione della testa (sul TS era un elemento separato che doveva perciò essere assemblato). Una attenta progettazione dell’insieme ha permesso di uniformare perni e bilancieri, che potranno perciò essere utilizzanti anche sulle future versioni del TSE, senza introdurre varanti degne di nota.

Si nota il condotto nella fusione della testa che porta l’olio fino alla parte più alta del motore. Si osservano anche le cartelle della distribuzione integrate nella fusione stessa e dunque non più elementi scomponibili.

Una attenta osservazione della testa, fa intuire come sia più bassa la posizione dell’albero a camme di scarico rispetto quella dell’albero a camme di aspirazione.

Il disegno mostra chiaramente l’evoluzione dimensionale ed in peso avvenuta nel passaggio da TS a TSE, dei bilancieri di chiusura ed apertura usati nel sistema desmodromico.

L’immagine mostra i bilancieri di apertura del Desmoquattro (in primo piano), del TS (al centro) e del TSE (l’ultimo). Il confronto è a dir poco impietoso e fa comprendere lo sforzo svolto negli anni dai tecnici Ducati, per ottimizzare i componenti del sistema desmodromico.

Si nota la superficie cava del fungo valvole di aspirazione, affacciata in camera di combustione e la diversa lunghezza del gambo della valvola di aspirazione e del gambo di quella di scarico, necessaria per posizionare gli alberi a camme su differenti livelli.

Questo disegno realizzato al CAD mostra l’insieme della distribuzione desmodromica del TSE, un sistema che ha raggiunto un notevole grado di sviluppo.

Le bielle hanno la superficie trattata con il particolare procedimento della vibroburattatura, col quale si eliminano anche le più piccole imperfezioni (si assicura una elevata resistenza alla fatica). Per alleggerire il manovellismo, il perno di manovella è cavo. Si nota anche il tappo che chiude il foro necessario per la lavorazione del circuito di lubrificazione interno.

In prossimità della portata dello spinotto, sono state aggiunte due nervature centrali di rinforzo. A causa dell’aumento della corsa, l’altezza di compressione del pistone è stata ridotta per non dover innalzare la quota del piano di unione tra testa e cilindro rispetto a quella presente sul TS, o comunque per non dover ridurre l’interasse della biella.

Per raffreddare in modo efficace il cielo di ciascun pistone, è stato adottato un ugello specifico per meglio indirizzare il getto dell’olio.

I carter del motore non hanno subito modifiche degne di nota. La posizione dei prigionieri dei gruppi termici, da la possibilità di raggiungere un alesaggio massimo pari a 106 mm.

Esattamente come accade sul motore da SuperBike, la sezione dei corpi farfallati è ovale, ricalcando perfettamente quella iniziale dei condotti di aspirazione ed agevolando perciò l’aspirazione dell’aria. Si noti che viene utilizzato il sistema per la regolazione automatica del minimo, necessario per avere sempre un funzionamento perfetto quando la manopola del gas è rilasciata.

Il sistema di scarico è caratterizzato dalla zona di compensazione tra i due collettori con forma ad “Y”. E’ presente anche la sonda lambda, che abbinata ai catalizzatori permette di superare le norme Euro 3.

Per poter superare le norme di omologazione relative alle emissioni acustiche, pur avendo utilizzato silenziatori molto piccoli, è stata impiegata una farfalla parzializzatrice della sezione di scarico, attuata da un motore elettrico a sua volta comandato dalla centralina.

I diagrammi mettono a confronto le curve di coppia e di potenza della 1098 con quelle della 999 S. L’incremento dei valori assoluti, non ha bisogno di commenti.