Kosmos na dwóch kołach

BikeLIFE.pl
2.3.2018

Ingerencja elektroniki w urządzenia mechaniczne i jej rozwój sprawiają, że będące do niedawna w sferze marzeń rozwiązania trafiają dziś do maszyn, które coraz częściej możemy spotkać na naszych ulicach. Świetnym tego przykładem są motocykle z tegorocznej oferty Ducati.

Motocykle Ducati od zawsze kojarzone są ze sportem, z zaawansowanymi rozwiązaniami technologicznymi oraz z autorskimi patentami, które odróżniają tę markę od konkurencji. Bolońscy konstruktorzy często woleli iść pod wiatr zamiast płynąć z prądem, dążąc nieraz we właściwy dla siebie sposób do ciągłego poprawiania swoich konstrukcji. Ekspresowy rozwój elektroniki i mechatroniki sprawił, że kosmiczne do niedawna rozwiązania stosowane są coraz szerzej również w motocyklach. Jednym z lepszych na to przykładów jest właśnie Ducati, które śmiało szpikuje już nie tylko flagowe konstrukcje najnowszymi zdobyczami technologicznymi. Ich zadaniem jest sprawić, by motocykle stawały się coraz bardziej bezpieczne, ekonomiczne i ekologiczne oraz jednocześnie bardziej przyjazne użytkownikowi. Klucze i pokrętła zastępują przyciski i programy, a armia czujników, serwomechanizmów i elektrozaworów czuwa nad każdym parametrem, by w ciągu ułamków sekundy wkroczyć do akcji i poprawić to, co aktualnie wymaga ingerencji. Jak bardzo zaawansowaną technicznie konstrukcją są współczesne motocykle świetnie obrazuje najnowsza wersja motocykla Ducati Multistrada 1200 S.

Zmienne fazy rozrządu

W tym artykule skupimy się na „sercu”, czyli skonstruowanej w układzie „L” (V2, 90°), dwucylindrowej, chłodzonej cieczą jednostce napędowej Testastretta o pojemności 1198 cm3. Pochodzi ona w prostej linii z ekstremalnie sportowego 1199 Panigale, jednak jej temperament został tak zmodyfikowany, by dawać maksimum doznań również w niższych, bardziej użytecznych na co dzień zakresach obrotów. Co więcej – w nowej wersji, oprócz 4 map zapłonu i możliwości modyfikacji ustawień fabrycznych programów, zastosowano nowatorskie w jednośladach rozwiązanie, jakim jest układ DVT (Desmodromic Variable Timing), czyli pierwszy na świecie silnik motocyklowy ze zmiennymi fazami rozrządu zarówno układu zaworów ssących, jak i wydechowych. W dodatku zmiany faz następują płynnie, a wszystko dzięki sterowanym za pomocą hydraulicznych elektrozaworów regulatorom faz. W konwencjonalnym silniku istnieje stała wartość czasu otwarcia i zamknięcia zaworu, zarówno wydechowego jak i ssącego. Czasy te nie mogą być zmieniane bez wymiany wałków rozrządu, więc nie ma możliwości zwiększenia lub zmniejszenia czasu wyrażonego w kątach obrotu wału korbowego, w którym zarówno zawory wydechowe, jak i ssące są otwarte w tym samym czasie. W konsekwencji czas otwarcia i zamknięcia realnie jest zoptymalizowany tylko dla małego zakresu prędkości obrotowej silnika. Poza tym zakresem czasy są ustawione tak, aby uzyskać możliwie największy kompromis w pracy silnika. Zadaniem systemu DVT jest ustawianie najbardziej optymalnych czasów rozrządu dla danego obciążenia oraz prędkości obrotowej. DVT umożliwia płynne przyspieszanie lub opóźnianie czasów rozrządu zarówno dla zaworów ssących, jak i wydechowych poprzez obracanie się regulatorów faz rozrządu względem wałków rozrządu. Układ działa w ten sposób, że będący pod ciśnieniem olej jest dostarczany za pomocą elektrozaworów do specjalnych komór w regulatorach. W zależności od tego, do jakiej komory trafi, powoduje odpowiednią zmianę kąta położenia wałka rozrządu względem osi obrotu, czyli uzyskiwane jest przyspieszenie lub opóźnienie obrotu wewnętrznej, sztywno połączonej z wałkiem rozrządu części regulatora względem zewnętrznej (napędzanej paskiem rozrządu) części napędu rozrządu. Odbywa się to bardzo szybko – regulator potrafi zmienić kąt o 45 stopni i robi to w czasie 0,45 s). W tym wypadku służący do smarowania silnika olej wykorzystywany jest również do sterowania położeniem wałków rozrządu. Aby zaspokoić zapotrzebowanie na konieczny do sterowania olej, zastosowano specjalną, bardziej wydajną pompę oleju. Ma to znaczenie zwłaszcza przy rozgrzanym silniku i na biegu jałowym. O bezawaryjność układu dbają eliminujące ciała obce filtry siatkowe przed każdym elektrozaworem. Aby układ działał sprawnie, każdy z wałków rozrządu został wyposażony w czujnik położenia. Piątym biorącym udział w procesie czujnikiem jest ten, który informuje o położeniu wału korbowego. Oczywiście nad całością czuwa ECU, który steruje zmianami faz w zależności od aktualnych parametrów pracy silnika, dla każdego z wałków rozrządu oddzielnie. Główne korzyści, jakie daje system DVT to niezależna zmienność czasów rozrządu, zarówno dla części dolotowej jak i wydechowej. Skutkuje to poprawą kultury pracy silnika, łagodniejszym sposobem oddawania mocy, zwiększeniem momentu obrotowego, a także złagodzeniem procesu rozruchu silnika. Dzięki płynnym zmianom faz rozrządu można optymalizować parametry pracy silnika dla każdego z zakresów i chwilowych warunków. Wprowadzenie układu pozwoliło również zmniejszyć zużycie paliwa o ok. 8%.

Dwie świece na cylinder

System DVT to nie jedyny z technicznych smaczków, jakie pomagają zoptymalizować pracę silnika Testastretta. Kolejnym z nich jest układ DS (Dual Spark), czyli system dwóch świec zapłonowych na cylinder wraz z niezależnymi cewkami zapłonowymi – jedna w środkowej części komory spalania, druga z zewnętrznej strony głowicy. System działa tak, że przy niskich obrotach świece pracują jednocześnie, natomiast gdy obroty wzrastają, każda ze świec zaczyna pracować niezależnie. Nad momentem zapłonu czuwa ECU, dobierając parametry w czasie rzeczywistym dla każdej z nich. Takie rozwiązanie zapewnia dodatkową optymalizację procesu spalania i pozwala na jego przebieg w jak najkrótszym czasie. Testastretta DVT może pochwalić się również czujnikami spalania detonacyjnego (po jednym dla każdego cylindra). W momencie wykrycia spalania stukowego, które może być pochodną użycia niskiej jakości paliwa, ECU zmodyfikuje moment wyprzedzenia zapłonu, zapobiegając w ten sposób uszkodzeniu silnika.
Niejeden z nas z pewnością zadaje sobie pytanie, jak taka elektroniczna ingerencja w parametry pracy silnika wpływa na odczuwaną przyjemność z jazdy? Trzeba przyznać, że wrażenia są bardzo pozytywne. Silnik dysponuje zapasem mocy i momentu niemal przy każdych obrotach, na szczęście jego temperament pomaga okiełznać regulowana kontrola trakcji, której działanie, jak i innych systemów, jakimi dysponuje Multistrada 1200S, spróbujemy przybliżyć w następnym numerze.

O Autorze

Tagi artykułu

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę