Новый двигатель DUCATI — технические нюансы Desmosedici Stradale

В предыдущей статье, посвященной новой эпохе двигателей DUCATI, был описан недавно выпущенный мотор, открывающий другие горизонты компании из Борго Панигале.

Любому увлеченному мотолюбителю, который знаком с маркой DUCATI, было бы интересно узнать подробности о столь новом и неожиданном техническом достижении.

Компоновка двигателя

Новый Desmosedici Stradale разработан в качестве структурного элемента рамы мотоцикла. Соединения с основной несущей конструкцией присутствуют в передней части крышки головки цилиндров и в головной части задних цилиндров. Блок двигателя также выступает в качестве соединительного элемента для задней подвески и маятника.

По сравнению с классическим линейным четырехцилиндровым двигателем, компактность V-образного мотора обеспечивает наилучшую центровку подрессоренной массы и дает возможность ограничения нагрузки на переднюю часть мотоцикла. Кроме того, более короткие коленчатые валы создают меньший гироскопический эффект, оказывая положительное влияние на динамику байка, помогая сделать его легким и быстрым при смене направления. Большое пространство между расположенными в виде буквы V цилиндрами предоставляет возможность установки помпы жидкостного охлаждения и короба воздушного фильтра объемом в целых 12, 8 литров, что позволяет Desmosedici Stradale легче и глубже дышать.

На фото: внешний вид мотора Desmosedici Stradale

Система Desmodromic

Как и на всех двигателях DUCATI, в Desmosedici Stradale конструкция системы Desmodromic является ключевым фактором получения максимальной производительности. Система Desmodromic в Desmosedici Stradale использует компоненты, которые были полностью переработаны, став более миниатюрными, что позволило получить очень компактные головки цилиндров. Каждый компонент системы был разработан и протестирован на максимальных скоростях вращения, которых только способен достигатьV-образный двигатель. Сообразно с компактной головкой двигателя установлены новые свечи зажигания размером меньше стандартных модификаций, присутствующих в производстве в настоящее время. Четыре распределительных вала двигателя Desmosedici перемещают 16 стальных клапанов: впускные клапаны диаметром 34 мм и выпускные клапаны диаметром 27, 5 мм. Размер их довольно большой по отношению к 81-миллиметровому диаметру цилиндров. Седла клапанов изготовлены из спекаемой стали, предоставляющей безупречную надежность посадочного узла.

Учитывая высокую скорость вращения мотора и большой размер клапанов, разработчики не могли следовать принципу закрытия клапана с помощью традиционной пружинной системы. Поэтому проверенная временем система Desmodromic вновь становится незаменимой. В системе DUCATI «Desmo» клапаны механически закрываются с филигранной точностью, аналогично происходит и их открытие, что позволяет использовать более выраженные профили кулачков распределительного вала и крайние сроки впрыска для оптимизации динамического потока во время впуска и выпуска и более высокой производительности двигателя.

Распредвалы находятся под контролем двух «тихих» цепей ГРМ. В передней части системы ГРМ цепной привод распределительного вала впускных клапанов передает движение на выпускной распредвал через пару зубчатых колес. Такой механизм называется смешанным устройством системы ГРМ. Задняя часть реализована цепным приводом выпускного вала, который передает движение на впускной привод. Данное решение минимизирует износ механизма ГРМ, улучшая производительность и надежность. Цепь, которая контролирует работу передних распредвалов, расположена на правой стороне двигателя и приводится в движение от коленчатого вала через шестерни посредством шестерни главной передачи. Цепь, приводящая в движение задние распредвалы, расположена на левой стороне двигателя и приводится в действие шестерней, которая является частью коленвала. В каждой головке цилиндра присутствует датчик детонации, что позволяет оптимизировать управление углом зажигания, не допуская появления стука в двигателе.

На фото: элементы системы Desmodromic

Обратный ход коленвала

Известно, что на мотоциклах, предназначенных для дорог общего пользования, коленвал вращается в том же направлении, что и колеса. В то время как в MotoGP используется коленчатый вал, который вращается в направлении, противоположном движению колес.

Преимущество коленчатого вала с обратным движением также связано с инерцией — склонностью объекта противостоять изменению состояния. Оба колеса мотоцикла и вращающиеся части двигателя имеют свою инерцию. Во время разгона крутящий момент передается на заднее колесо мотоцикла, который реагирует, поднимая переднюю часть. Коленчатый вал создает крутящий момент в обратном направлении, что приводит к снижению подъема переднего колеса, одновременно снижая пробуксовки заднего, способствуя тем самым мощному и уверенному ускорению.

Кроме того, при торможении или быстром замедлении происходит поднятие задней части мотоцикла, коленчатый вал также замедляет свое движение из-за снижения оборотов и в результате инерционного крутящего момента в противоположном направлении противодействует поднятию хвоста мотоцикла. Следовательно, в обоих случаях, при разгоне и торможении, встречное вращение коленчатого вала дает положительный эффект.

Разработанная схема требует установки дополнительной шестерни, так называемой шестерни холостого хода, которая необходима для передачи движения от коленчатого вала к коробке передач и далее на колеса таким образом, чтобы обеспечить правильное направление вращения по ходу движения. Наличие шестерни холостого хода является дополнительной частью системы, которая передает мощь двигателя колесам.

На фото: система обратного хода коленчатого вала

Пульс двигателя

Смещение шатунных шеек на 70° в сочетании с V-образным двигателем диктует определенный порядок зажигания, схожий с последовательностью зажигания на двухцилиндровом моторе. Особенность заключается в быстрой вспышке смеси в двух цилиндрах с левой, а затем и с правой стороны силового агрегата. На временной диаграмме периодичность вспышек можно расположить на 0°, 90°, 290° и 380°. Этот порядок зажигания дает мотору V4 уникальный звук, схожий с Desmosedici Moto GP.

На практике, в цикле работы мотора, который начинается с 0°, первый цилиндр передней части головки цилиндров со стороны генератора получает импульс зажигания, а затем, только после 90° вращения, импульс получает задний цилиндр головки цилиндров с той же стороны. Затем существует интервал, в течение которого двигатель не выдает крутящий момент на колеса до тех пор, пока не произойдет аналогичного процесса в двух цилиндрах со стороны сцепления. Система зажигания "Twin Pulse", помимо создания уникального звука выхлопных газов, создает мощность, которая была оценена как лучшая гонщиками DUCATI Moto GP, так как поведение байка дает важные преимущества, особенно при поворотах и выходе из затяжных кривых трека.

Дыхание двигателя

Двигатель Desmosedici Stradale дышит благодаря четырем овальным дроссельным заслонкам с эквивалентным диаметром 52 мм, подключенным к каналам с регулируемой высотой, впервые используемым на двигателе DUCATI. Это решение дает возможность оптимизации наполнения цилиндров на всех скоростях вращения двигателя и имеет большое значение с точки зрения управляемости байка.

В зависимости от скорости вращения и крутящего момента, требуемого райдером, впускные патрубки принимают конфигурацию, которая удлиняет или сокращает канал, что позволяет влиять на динамику смеси, проходящей по каналам.

Система регулируется блоком управления двигателя и состоит из двух частей: неподвижной воронки, размещенной на корпусе дроссельной заслонки, и подвижной, которая работает вдоль стальных направляющих и перемещается электродвигателем. При опускании подвижная часть вступает в контакт с фиксированной, что приводит к геометрическому удлинению трубопровода. При поднятии смесь проходит только фиксированную воронку и поэтому эластичность двигателя в этот момент имеет короткий диапазон.

Каждый корпус дроссельной заслонки оснащен двумя форсунками: одна расположена ниже дроссельной заслонки специально для низких нагрузок, другая — выше, активируясь при вращении двигателя на высоких оборотах. Дроссельные заслонки каждого цилиндра приводятся в действие специальным электрическим двигателем, который благодаря электронному управлению позволяет адаптировать поведение байка под запросы мотоциклиста.

На фото: система дроссельных заслонок мотора

Поршневая группа

Поршни диаметром 81 мм оснащены двумя поршневыми кольцами: низкого трения и маслосъемными. Они формуются из алюминия и производятся по технологии, которая позволяет минимизировать высоту и толщину юбки под головкой поршня, тем самым снижая трение и инерционные нагрузки, но сохраняя требуемую прочность и жесткость.

Коэффициент сжатия составляет 14:1, и это высокое значение, которое еще раз отражает серьезную конкурентную способность силового агрегата. Поршни соединены со стальными коваными шатунами с центральным расстоянием 101, 8 мм.

На фото: поршневая группа нового двигателя

Коробка и переключение передач

Совершенная функциональность шестиступенчатой коробки передач дополняется системой DUCATI Quick Shift EVO (DQS EVO), которая предлагает эволюционное решение: переключение передач с открытой дроссельной заслонкой. Кроме того, DQS EVO следует различным методам переключения вверх и вниз. Интеграция проскальзывающего сцепления и двигателя с возможностью торможения (контроль моторного тормоза) обеспечивает абсолютную эффективность системы.

Мокрое сцепление с прогрессивной системой управления оптимально сочетает в себе высокий крутящий момент двигателя и комфорт управления. В условиях активной езды, с внезапными понижениями оборотов и сильным торможением двигателя, муфта сцепления противодействует потере стабильности мотоцикла, предлагая отличный контроль при торможении глубоко в повороте.

Система смазки двигателя

Как и двигатели MotoGP, Desmosedici Stradale использует полусухую смазку корпуса с этапами наполнения и удаления для обеспечения надлежащего уровня смазки всех движущихся частей.

Масляный насос, приводимый в действие цепью, состоит из четырех комплектующих, одна их которых отвечает за подачу масла, а три других — за возврат. Один из механизмов с шестернями удаляет масло из головки двигателя через два масляных канала, а два других насоса эффективно восстанавливают уровень смазки при любом уровне вращения мотора. Масляный бак, который также является корпусом масляного фильтра, расположен в магниевом поддоне, установлен под картером двигателя и подключен к отсеку коробки передач, но отдельно от картера двигателя. Для охлаждения масла используется специальный радиатор, закрепленный под радиатором жидкостного охлаждения мотора.

Водяной насос, разместившийся между V-образно расположенными цилиндрами, приводится в действие приводным валом через шестерни. Его расположение призвано максимально уменьшить размер охладительного контура двигателя, повысить его эффективность и оптимизировать вес силового агрегата.

Материалы и компоненты

Магний занимает видное место среди легких металлов. Не случайно он широко используется в соревнованиях в легированном состоянии. В двигателе Desmosedici Stradale использован магниевый сплав для многочисленных компонентов, включая крышки головок цилиндров, масляный поддон, крышки генератора и сцепления. Это техническое решение также положительно влияет на внешний вид байка.

Картер силового агрегата изготовлен из алюминия с использованием гравитационного литья и соединен горизонтальным разрезом. Верхний корпус включает в себя четыре алюминиевых вкладыша шатунов с никасиловым покрытием, что обеспечивает низкое трение и защиту от износа.

Плотное сотрудничество с DUCATI Corse позволило достичь компактного, легкого и высокопроизводительного двигателя. Весом 64, 5 кг Desmosedici Stradale всего на 2 кг тяжелее, чем 1, 285 см³ двухцилиндровый Superquadro.

Уникальность созданного двигателя не подлежит сомнению, технологичность решений и оптимизация всех компонентов открывает новую страницу истории компании DUCATI.