Techniek – Ducati V-twin

Ducati ontwikkelde een compleet nieuw V-twin-motorblok voor de zogenaamde middenklasse. Niet het topvermogen was het belangrijkste, maar vooral de rijdbaarheid en het dagelijkse gebruik. MotoPlus mocht meekijken bij het ontwikkelingstraject van dat nieuwe motorblok in al zijn details.

• Lees dit hele artikel inclusief de foto’s in ons digimagazine

Wat wij ‘gevoel voor motoren’ noemen, is gebaseerd op een realistisch idee van hoe ze werken en onze praktische ervaring. Je kunt voelen wanneer een motor rammelt en ratelt bij lage toerentallen, of wanneer hij geen zin heeft om lekker door te trekken zodra de vermogenskromme afvlakt, of überhaupt lekker op te pakken als je het gas open zet bij lage toerentallen. Gevoel voor een motorblok zegt je ook of de krachtbron zich ‘lekker voelt’ en bijna met plezier prestaties levert. Of dat hij juist nukkig en boos reageert als je hem aan het werk zet, als een mens die op maandagochtend met z’n verkeerde been uit bed is gestapt…

Als je in de ontwikkelingsafdeling van motorblokken werkt, of als testbank-ingenieur dagenlang door een glazen ruit naar een geïsoleerde ruimte kijkt waar een nieuw motorblok op de testbank zijn kunnen moet tonen, dan moet die gevoeligheden bijna blokkeren, omdat je bereid moet zijn een motorblok bewust pijn te doen. Voordat een nieuw motorblok in productie genomen kan worden, moet hij immers tot op het laatste schroefje en tot het alleruiterste getest zijn. Helemaal ‘uitgeperst’ als het ware. Om te kijken of hij de gewenste prestaties, draai-eigenschappen, uitlaatgas-emissies en economie bezit, maar ook om te kijken of er geen problemen ontstaan bij de zwaarst denkbare belasting. Mensen die op een ontwikkelingsafdeling van motorblokken werken zijn daarom ook bijna altijd vriendelijke Dr. Jekyll’s met veel gevoel voor een motorblok. Maar het zijn ook sadistische Mr. Hyde’s, die nuchter en objectief analyseren hoe het slachtoffer reageert op alle kwellingen die hem bewust worden toegebracht. Die kwellingen ondergaat het blok ook vooral om de zogenaamde ijkpunten, waarbij in alle bedrijfsomstandigheden, alle belastingen, alle temperatuur-bereiken en alle toerentallen de optimale ontstekingsmomenten, inspuittijden en inspuithoeveelheden worden vastgelegd, worden bepaald.

Bij Ducati in Bologna mogen we even over de schouders meekijken bij dat proces, als er voor de fabriek een zeer belangrijk nieuw motorblok wordt ontwikkeld: het nieuwe 890 cc V-twin motorblok. Als merk waarvan het imago vooral is gestoeld op hun V-twins, is deze nieuwe motor opnieuw een ijkpunt op hun historische tijdlijn. Het nieuwe motorblok zal straks namelijk in diverse modellen gebruikt gaan worden. Als eerste bijvoorbeeld in de nieuwe Multistrada 950 waarvan je in de volgende MotoPlus al een test kunt lezen. En hoewel de ontwikkeling ditmaal dus geen jacht was naar het allerhoogste vermogen, het allerhoogste toerental of het allerlaagste gewicht, liep iedereen op de ontwikkelingsafdeling op z’n tenen, want voor ‘de massa’ is dit waarschijnlijk het belangrijkste nieuwe Ducati-motorblok sinds jaren.

Nadat het blok aan de hand van de belangrijkste parameters is ontwikkeld op de computer en er een kleine serie is geproduceerd, komt het moment dat het op een testbank voor de allereerste keer gestart wordt. En al vrij snel volgt dan een uitgebreide testcyclus waarbij een nieuw motorblok zo ongeveer drie-en-een-halve week continu draait! In eerste instantie om de eerder genoemde parameters te testen en finetunen. En als die testcyclus is afgerond wordt het meteen gevolgd door wekenlange duurtesten, waarbij het motorblok zowel bij maximale prestaties op maximale snelheid wordt belast, als bij zeer wisselende belastingen, vergelijkbaar met normaal straatgebruik. Inclusief veel (en hard) op- en terugschakelen door alle versnellingen, en regelmatig herhaald accelereren vanaf lage toerentallen tot de maximale snelheid. En dat dus dagen achtereen. Ook krijgt elk nieuwe blok bij Ducati via de computer het circuit van Mugello voor z’n kiezen: fictief wordt er op racesnelheid met realistische belastingen en omstandigheden mee gereden op de testbank.

Maar het nieuwe motorblok moet niet alleen op een circuit goed lopen, het moet ook bestand zijn tegen druk stadsverkeer en boemelritjes over het platteland. En dat alles natuurlijk bij alle denkbare water- en olietemperaturen, want niet elke gebruiker zal z’n motor straks zorgvuldig warmdraaien voor gebruik, terwijl bij een lange stadsrit de radiateur-ventilator waarschijnlijk continu zal draaien en de koelwatertemperatuur juist maximaal zal zijn.
Voordat de daadwerkelijke praktijktesten met nieuwe motoren op de openbare weg beginnen hebben de prototype-motorblokken dus al vele duizenden kilometers afgelegd op een testbank, waarna ze vervolgens volledig worden gedemonteerd. Na zorgvuldige reiniging worden de onderdelen dan naar een intern analyselaboratorium gestuurd, waar elk onderdeel wordt geanalyseerd, geïnspecteerd en gemeten.

Die onderdelen-analyse kent drie verschillende methoden: een fluorescentie-analyse, onder een lichtmicroscoop en daarna onder een elektronenmicroscoop. En voor de niet-metalen onderdelen wordt ook nog een zogenaamde spectrale analyse gebruikt. Hiermee worden bijvoorbeeld alle rubberen slangen voor brandstof, olie of koelwater getest. Elke slang heeft zo zijn eigen inzetgebied en daarmee ook zijn eigen specifieke eisen. Een rubberen slang die oorspronkelijk bedoeld is voor gebruik in het oliecircuit, zal in het koelsysteem immers problemen opleveren en vice-versa.
Het bovenstaande proces is in feite al de tweede fase van de ontwikkeling van een nieuw motorblok. De eerste fase – van planning, berekening en daadwerkelijke constructie op de computer – duurt bijna net zo lang, maar die wordt ook bij Ducati strikt geheim gehouden. In deze eerste fase, waar men dus nu al werkt aan motorblokken die pas over een aantal jaren het levenslicht zullen zien, heeft geen enkele fabrikant immers behoefte aan pottenkijkers.

Wel mogen we een kijkje nemen bij de testbanken, en daar is men erg open over het werk achter de schermen van een nieuw model. Zo open dat we op één van de
zeven motorblok-testbanken van Ducati nu al de eerste versie van de 1000-cc-V4 zien draaien die we terug gaan zien in de volgende Panigale V4R. Een model dat eind 2025 voorgesteld gaat worden en in het seizoen 2026 op d emarkt zal verschijnen.

Het projectnummer van het nieuwe V2-motorblok dat we hier volgen is 2004. Daarbij staat de 20 voor het jaar waarin de ontwikkeling is begonnen. Met andere woorden: er is al ruim vier jaar verstreken voordat die plannen uit het jaar 2020 hebben geleid tot een motorblok dat klaar is voor serieproductie. Dat is volgens het momenteel erg dynamische Ducati ook voor hen een relatief lange tijd en dat benadrukt nogmaals het grote belang van deze nieuwe 890 cc V-twin. Dit motorblok gaat immers het hele middensegment van Ducati aandrijven. Op onze vraag of deze nieuwe 890 daarbij ook alle huidige modellen met de bekende 937cc-Testastretta-blok zal vervangen wilde men echter (nog) niet antwoorden. Maar in 2025 zal het nieuwe blok al wel terug te vinden zijn in de sterk uiteenlopende modellen als de Panigale V2, Streetfighter V2 en Multistrada V2.
Bovendien maakt dit nieuwe blok ook deel uit van een nieuw chassis-concept, want het is er ook op berekend om dienst te doen als volledig dragend deel van het rijwielgedeelte, met een aangeschroefd aluminium monocoque-balhoofdsteun en
een achterframe van stalen buizen. De swingarm scharniert daarbij ook in het motorblok.

Het ontwerp van de nieuwe V2 volgt in principe het voorbeeld van de 1198 en 1285 Superquadro V2, de laatste tweecilinder-superbike’s van Ducati. De inmiddels uit productie genomen 955 Superquadro komt ook overeen met dit ontwerp: het verticaal gedeelde carter is voorzien van zogenaamde natte cilinderbussen wet-liners). Deze zitten in vast aan het carter gegoten cilinder-behuizingen en liggen met hun kraag op het afdichtingsvlak waar de cilinderkop met pakking tegenaan wordt geschroefd. De beide cilinderkoppen zit dus niet met bouten vast aan een losse cilinder, maar de cilinderkoppen worden direct tegen het motorcarter geschroefd.

Dit zorgt voor een zeer stijve constructie, en dat is ook een reden waarom dit blok dus als een dragend deel in het rijwielgedeelte kan fungeren. Het valt daarbij wel op dat de montagepunten van het voor- en achterframe direct op het motorcarter zitten en dus niet aan de cilinderkoppen zelf, die dus als het ware vrij hangen.
Een van de grootste veranderingen vinden we natuurlijk in die cilinderkoppen: in tegenstelling tot zijn rolmodellen heeft de nieuwe V2 geen desmodromisch bediende kleppen meer, maar de twee inlaat- en twee uitlaatkleppen in elke cilinder alleen open geduwd door twee ketting-aangedreven bovenliggende nokkenassen, maar net zoals bij vrijwel alle andere motoren (inclusief de moderne V4’s van Ducati) gesloten door meer gebruikelijke klepveren. Ook heeft de nieuwe V2 de waterpomp niet langer tussen de cilinders zitten, maar aan de rechterkant van de voorste cilinder op een tussenas waarop ook de distributieketting naar de nokkenassen zit. Veel Ducatisti betreuren het ontbreken van de desmodromische klepbediening, en zien dit als een pure kostenbesparing op de nieuwe V2. En de nieuwe kleppentrein is zeker goedkoper om te produceren dan een desmo, maar het heeft ook veel invloed op het gewicht en de inbouwmaten. De nieuwe 890 weegt bijvoorbeeld slechts 54,4 kilogram en is compacter dan welke Ducati V2 dan ook. En dat laatste creëert meer ruimte voor bijvoorbeeld een grotere airbox, een grotere tank of een andere positie van het motorblok in het rijwielgedeelte.

De vier kleppen per cilinder zelf worden nu bediend via DLC-gecoate slepertjes (vingervolgers). De inlaatkleppen zijn 38,2 millimeter groot, die aan de uitlaatkant 30,5 millimeter. De gaskleppen in het inlaatkanaal hebben een doorlaat van 52 millimeter, en dat is niet bepaald klein om een cilinder van 445 cc te voeden. Dat zegt misschien ook al iets over het gebruik van dit blok in de ‘next generation’ Supersport-modellen, want er is ongetwijfeld nog meer topvermogen uit het nieuwe motorblok te halen. Volgens Ducati zal het topvermogen van 120 pk alleen al met een open race-uitlaat stijgen tot 126 pk, bij een maximum koppel van 98 Nm (standaard 93,3 Nm).

De Multistrada-specificatie van deze nieuwe V2 gaat juist de andere kant op: Voor dat model is duidelijk gemikt op een soepel (toeristisch) karakter, want volgens de eerste gegevens levert de 2025-Multistrada V2 115 pk en 92 Nm, maar het maximum koppel is dan al bij 3.500 tpm beschikbaar, in plaats van de standaard 4.000 tpm. Ook krijgt die Multistrada V2 meer vliegwielmassa voor een soepele loop bij lage toerentallen. Iets waar bij de ontwikkeling trouwens ook al rekening is gehouden, omdat een zwaarder vliegwiel juist inwendig voor grotere lager-belastingen zal zorgen.

Het feit dat de nieuwe V2 is voorbereid op een breed scala aan verschillende eisen blijkt ook uit de variabele timing van de inlaatnokkenassen. Het moment van openen en sluiten van de inlaatkleppen wordt bijsteld via oliedruk en een regelbox, waarmee het tandwiel dus iets wordt verdraaid op de inlaatnokkenas. Het openen en sluiten van de kleppen wordt zo over een bereik van 52º krukashoek versteld. Diverse sensoren in het blok meten continu de belasting, en de ECU zal aan de hand van deze gegevens binnen enkele honderdsten van secondes de ideale kleptiming bepalen. Ook wordt de kleptiming beïnvloed met de gekozen motormapping: elk specifiek gebruik, heeft daarin zijn eigen ideale kleptiming, en ook dat sluit aan bij het brede inzit-gebied dat dit nieuwe motorblok in de toekomst zal gaan krijgen, van Panigale tot DesertX en van Monster tot Multistrada.

Samenvattend is de grootste innovatie van deze nieuwe motor dus niet één specifiek ontwerpkenmerk, maar eerder het idee waarmee de ontwikkeling begon: een zo breed mogelijke inzetbaarheid. Het moest duidelijk geen compromisloze ontwerp worden voor een beperkte toepassingen, maar veel meer bedoeld voor veel verschillende motormodellen en tegelijkertijd licht, compact, zuinig en flexibel zijn. Of Ducati geslaagd is in deze technologische spagaat kun je in het volgende nummer van MotoPlus al lezen, als we ermee op pad gaan in de nieuwe Multistrada.