di Fabio Meloni - 14 ottobre 2015

I segreti del Testastretta DVT

Ha debuttato sulla Multistrada 2015 e verrà usato anche su altre Ducati che vedremo a Eicma: è il primo motore da moto con variatori di fase in aspirazione e scarico. Siamo andati a Bologna a intervistare Marco Sairu (ing. di progetto), che ci dice com’è fatto, come funziona e come fa a essere più performante, parco e pulito. Ecco la prima parte dell’intervista

OBIETTIVO DEL DVT E COM’È FATTO

Ingegner Sairu, ci presenti il Testastretta DVT.
Nell’ambito dell’evoluzione fatta sui motori della Multistrada, il Testastretta DVT è il terzo grosso step alla ricerca della fluidità di erogazione e della stabilità della combustione. Il primo fu quello dei cosiddetti 11° di incrocio delle valvole, nel secondo modificammo il posizionamento degli iniettori per avere una migliore nebulizzazione della miscela e introducemmo la doppia candela e l’aria secondaria; quello che presentiamo oggi è, secondo me, il più significativo, sia per gli sforzi profusi nella realizzazione sia perché i benefici che abbiamo ottenuto sono enormi (qui il nostro test della Multistrada col motore Testastretta DVT, ndr). La novità è l’introduzione dei variatori di fase: ogni testa ha innestati negli alberi a camme due variatori, uno in aspirazione e uno in scarico, e due relative valvole di controllo.
 
Con quale obiettivo nasce?
Volevamo mantenere il carattere sportivo del motore, quindi non snaturare alesaggio e corsa, ma risolvere i problemi in basso. Il che è complesso, ma con un sistema di questo genere possiamo avere le prestazioni garantite da alesaggio e corsa sportive e, grazie al controllo accurato della combustione, correggere certe caratteristiche in basso. 
 
Come sono fatti i variatori di fase?
Il corpo del variatore è caratterizzato da due elementi, uno fisso sull’albero a camme e l’altro trascinato dalla puleggia. Il sistema, idraulicamente, permette di disaccoppiare questi due moti, quindi le posizioni relative tra puleggia e albero a camme. Questo permette di variare la fasatura degli alberi a camme, e quindi l’incrocio tra le valvole, secondo un numero infinito di posizioni entro un dato range. In pratica, il sistema ha un’ampiezza di regolazione tale per cui vai da un incrocio tipico di un’applicazione SBK, che di solito è 45-50°, ma lui arriva a 53°, a scendere quasi a 0°, ovvero con le valvole che, quasi, non sono aperte in contemporanea, il che rappresenta un vantaggio perché non hai interazione tra i fluidi, con la fase di scarico e di aspirazione che non si incrociano. Questo ci ha permesso un grande vantaggio in termini di regolarità di combustione, di consumo e, in generale, di comportamento ai bassi e medi regimi. Ora è estremamente più fluido, e lo senti appena lo accendi che è cambiato qualcosa.

I VANTAGGI

L’incremento di 10 CV e 11,5 Nm rispetto all’ultimo Testastretta 11° è notevolissimo. Il merito è solo dei variatori di fase?
A parità di altre condizioni, sì. Ovvero, con l’airbox, la fluidodinamica di aspirazione e quella di scarico della Multistrada abbiamo ottenuto un bel vantaggio rispetto alla configurazione precedente. Ma si può ottenere ancora di più con linee di aspirazione e scarico più vantaggiose, come per esempio quelle del Diavel. Diciamo che il vantaggio dipende dai veicoli nei quali andrà alloggiato il motore (le parole di Sairu lasciano intuire che il Testastretta DVT sostituirà gradualmente in gamma il Testastretta 11°, ndr). Ma non si tratta solo di un aumento di coppia e potenza. La dispersione ciclica misura quanto una combustione è diversa dalla precedente e dalla successiva in termini energetici. Quando è alta il motore è irregolare, e tipicamente lo capisci dal suono al minimo “galoppante”, che oscilla. Il DVT a 55 km/h in sesta marcia, ha una dispersione ciclica inferiore del 60% rispetto al Testastretta 11°. Più gira basso più il vantaggio è maggiore, e sapevamo che era proprio lì che dovevamo mettere mano.
 
Come fa a essere più potente ma consumare meno?
La possibilità di gestire le fasi accuratamente nelle condizioni di velocità costante permette di portare il motore ad un incrocio vantaggioso. Il beneficio del consumo misurato nel ciclo dell’omologazione è dell’8%. Questo non vuol dire che in tutte le condizioni di utilizzo il motore consuma l’8% in meno, però simboleggia il potenziale raggiunto da questo motore, che non solo ha una miglior fluidità di erogazione e stabilità ai bassi e medi regimi, ma anche un beneficio in termini di consumo.

COME FUNZIONA, NEL DETTAGLIO

Entriamo nel dettaglio. Come fa il sistema a anticipare o ritardare la fasatura?
Attraverso le valvole di controllo, il sistema è in grado di veicolare l’olio in pressione nei variatori. A seconda di quale via viene pilotata dalle valvole, l’olio entra nei variatori determinando una rotazione in anticipo o in ritardo, fino alla posizione richiesta dalla centralina.
 
E come fa la centralina a conoscere la posizione esatta degli assi a camme?
Grazie a dei sensori di posizione integrati sugli assi stessi. Sempre attraverso i sensori di posizione, la centralina capisce quando il sistema ha raggiunto la posizione richiesta, che è quella giusta per quel dato istante o per quella condizione di lavoro.
 
Con quale frequenza la centralina verifica e aggiorna la posizione degli assi a camme?
La posizione è verificata ad ogni giro degli assi a camme. Gli ingranaggi coi quali i sensori verificano la posizione hanno quattro denti, quindi in teoria la posizione potrebbe essere verificata quattro volte ad ogni rotazione, ma di fatto viene preso come riferimento un dente principale. Per fare un esempio pratico, se il motore sta girando a 6.000 giri al minuto, gli alberi a camme girano a 3.000 giri al minuto. Significa 3.000 check in sessanta secondi: 50 al secondo.
 
Che tempi di reazione ha il sistema?
Lavora in millesimi e centesimi di secondo, ovvero è senza dubbio ordini di grandezza più veloce rispetto a quello che è la richiesta che il pilota può dare. Proprio grazie alla sua velocità e alla continuità nella variazione delle posizioni, il suo lavoro è inavvertibile.
 
La variazione dell’incrocio lungo l’arco di erogazione è continua o ci sono degli “step”?
No, varia con continuità. Tra la minima e la massima posizione può raggiungere infinite posizioni, ottimizzate parallelamente alla calibrazione dell’anticipo di accensione e al timing di iniezione. Ecco perché non si avverte il suo lavoro del sistema come invece si avverte il lavoro del Vtec della Honda VFR: quello è l’esempio di un sistema che determina una variazione della distribuzione percepibile, proprio perché la variazione è a step. Kawasaki invece ha un’applicazione simile alla nostra, ma che agisce solo sull’asse a camme dell’aspirazione. Noi abbiamo voluto cogliere il massimo dei benefici e, per la prima volta nel mondo motociclistico, l’abbiamo applicato anche allo scarico.
 
Il circuito idraulico dei variatori di fase fa parte di quello del motore o è dedicato?
Il circuito idraulico fa parte del circuito motore. Dopo aver alimentato l’albero motore, una delle utenze sale fino alle teste e devia verso le valvole di controllo. Le valvole, attraverso specifiche forature nell’albero a camme, inviano l’olio ai variatori.
 
Qual è la pressione dell’olio all’interno delle camere?
Dipende dalla condizione di utilizzo. A bassi regimi la pressione tende a essere bassa, agli alti la pompa genera una pressione maggiore. A livello di albero motore la pressione può arrivare a 8 bar, a livello dei variatori di fase si va all’incirca da 1 a 4 bar. Sul Testastretta DVT abbiamo adattato la pompa per avere maggiore portata e garantire il perfetto funzionamento del sistema anche in condizioni critiche. 

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