Revolutionaire heiligschennis

Sommigen noemen het een revolutie, anderen noemen het heiligschennis: Ducati gaat de superbike-modellen voorzien van een viercilinderblok, de legendarische V-twins gaan eruit. In plaats daarvan komt een motorblok dat rechtstreeks is afgeleid van het MotoGP-blok. “It’s a V4, Jim, but not as we know it.”

Geschreven door Frank Nieuwaal              Foto’s Ducati

Deze Desmosedici Stradale, zoals de nieuwe V4 heet, heeft een illustere voorganger: de Desmosedici RR van 2008, de straatlegale MotoGP-replica op basis van de oorspronkelijke 990cc machine (‘sedici’ is Italiaans voor zestien, naar het aantal kleppen). Die RR was peperduur, maar werd in een behoorlijke serie gemaakt: 1.500 stuks zijn ervan geproduceerd. Een nog veel exclusievere voorganger is de Apollo uit 1964, een luchtgekoelde 1.257cc V4 met maar liefst 100 pk. Deze 270 kilo zware mastodont ging echter nooit in productie, onder andere omdat de toenmalige banden het niet aankonden.

Met de Desmosedici Stradale gaat Ducati voort op de met de 1299 Panigale ingeslagen weg: de viercilinder meet namelijk 1.103cc, meer dan de toegestane inhoud voor de racerij. Dit is natuurlijk de gemakkelijkste manier om meer koppel en vermogen uit het blok te halen. Het is de 636-truc 2.0 en hoewel het een over de hele linie sterker blok oplevert, is het wel jammer dat de vergelijking met de 1.000’s van de concurrentie bij voorbaat al mank gaat.

Die grotere cilinderinhoud is bereikt door ten opzichte van het MotoGP-blok de slag te vergroten. De boring is in de MotoGP tegenwoordig gelimiteerd op 81 millimeter, dus daar rijdt iedereen mee. Daar volgt dan een slag van 48,5 millimeter uit om nipt onder de 1.000 cc te blijven. Bij het Stradale-blok is die slag vergroot naar 53,5 millimeter.

Dankzij de gelijk gebleven boring blijft de stromingsdynamica vrijwel hetzelfde, dus de stroming door gasklephuizen, inlaatkanalen en langs de kleppen. Ook blijven de maten van het blok grotendeels gelijk, alleen het cilinderblok moet iets langer zijn wil je niet met erg korte drijfstangen gaan werken. Dat laatste zou ongunstig zou zijn voor het mooi rondlopen van het blok en zorgen voor grotere leibaankrachten – dus meer wrijving tussen zuigers en cilinders.

Vol achteruit
Die grotere cilinderinhoud maakt van de Ducati V4 al een buitenbeentje, maar er zijn technisch veel interessantere dingen aan de hand. Eerst de basiskenmerken: een blokhoek van 90 graden, vier kleppen per cilinder, twee bovenliggende nokkenassen per cilinderrij en natuurlijk desmodromische klepbediening. Da’s allemaal hetzelfde als bij de twins. De blokhoek van 90 graden betekent dat de motor van zichzelf gebalanceerd is qua primaire trillingen, dus je hebt geen balansas nodig. Dat scheelt gewicht, ruimte en pk’s; een balansas produceert ‘contratrillingen’ en dat kost gewoon vermogen.

Opvallend is dat de Desmosedici Stradale net als het MotoGP-blok een contra-roterende krukas heeft. Dit is inmiddels gangbaar in de MotoGP, vanwege drie voordelen. Ten eerste compenseert de gyroscopische werking van de achteruit draaiende krukas een deel van de gyroscopische werking van de wielen, waardoor de motor gemakkelijker is in te sturen en om te gooien. Het tweede voordeel is dat tijdens acceleratie het voorwiel beter aan de grond blijft, omdat de krukas achteruit versnelt en daardoor de rest van de motor voorover drukt. Het derde voordeel is dat tijdens remmen het achterwiel beter aan de grond blijft, omdat de dan vertragende krukas de rest van de motor achterover duwt.

Uniek voor straatmotoren is het overigens niet, de MV Agusta driecilinders hebben het ook. Het nadeel: er is een tussenas nodig om te zorgen dat het achterwiel de goede kant op draait. Deze extra tandwiel-overbrenging kost vermogen, aangezien het verlies hierin ongeveer 2% is. En het betekent extra – roterend – gewicht.

Nieuwe fase
Net als bij de MotoGP-racer zijn de twee kruktappen 70 graden ten opzichte van elkaar verzet. Je hebt daardoor als het ware twee 90° V-twins die 290 graden uit fase lopen (360°-70°). Hiermee heeft Ducati het blok de ontstekingsreeks 0°-90°-290°-380° gegeven, of in intervallen: 90°-200°-90°-340°. Dus twee keer een kort en twee keer een lang interval. De reden is bekend: het geeft beter controleerbare tractie bij acceleratie, doordat de band langere pauzes heeft om weer grip te krijgen. Daarbij geven de twee krachtpulsen vlak na elkaar juist iets eerder gripverlies, waardoor je alles bij elkaar een breder en dus gemakkelijker controleerbaar grensgebied hebt.

Normaalgesproken heeft een 90° V4 een 180° krukas of een 360° krukas, dus ofwel met de twee kruktappen tegenover elkaar of met de twee kruktappen naast elkaar.

De 90° V4 in de Honda VFR800 heeft een 180° krukas, wat de intervallen 180°-90°-180°-270° geeft. De Ducati V4 zit wat dat betreft dichter bij de RC30 en RC45 (en de Pan-European!), die met hun 360° krukas de intervallen 270°-90°-270°-90° hebben (dat geeft een nog lager geluid). Ducati kan probleemloos voor de ongebruikelijke hoek van 70 graden kiezen, omdat een V4 in feite bestaat uit twee V-twins naast elkaar. En aangezien een 90° V-twin al in balans is, kun je ze op elke gewenste manier aan elkaar koppelen.

Er is nog iets vreemds aan de Ducati V4: de ‘twee V-twins’ lopen niet als normale V-twins. Die ontsteken met de intervallen 270°-450°, maar bij deze V4 ontsteken de twee cilinders van de linker V-twin 90 graden na elkaar (dus linksvoor en meteen daarna linksachter, en dan 630 graden lang niks), waarna de rechter V-twin 290 graden later hetzelfde doet. De reden om het zo te doen zit mogelijk in de inlaatkelken. De kelken van de cilinderrijen liggen pal naast elkaar, maar tussen het voorste en achterste paar kelken zit duidelijk meer ruimte. Wat je niet wilt is dat twee naast elkaar liggende cilinders kort na elkaar ademhalen, omdat de tweede dan minder vulling krijgt. Nu zitten de kort na elkaar ademhalende cilinders verder uit elkaar, waardoor ze elkaar minder hinderen. Dit ongelijkmatig ademhalen uit de airbox is de reden dat een conventionele vier-in-lijn in principe een hoger topvermogen levert dan een verder identieke V4.

Volgens Ducati geeft deze configuratie met de 70 graden verzette kruktappen en deze onstekingsvolgorde de beste combinatie van vermogen en tractie. En het geeft de motor een geheel eigen (MotoGP-)geluid.

Kelken, kettingen en kantelen
Genoemde inlaatkelken hebben, voor het eerst op een Ducati, een variabele lengte. Het is het bekende tweetrapssysteem: op hoge toerentallen wordt het bovenste deel opgetild, waardoor een kortere inlaatkelk ontstaat.

De nokkenassen worden aangedreven door een combinatie van ketting en tandwieltrein. Bij de voorste cilinders drijft een tandketting de inlaatnokkenas aan, waarna die met tandwielen de uitlaatnokkenas aandrijft. Bij de achterste cilinders drijft de ketting de uitlaatnokkenas aan, die via tandwielen de inlaatnokkenas aandrijft. Ducati vertelt niet waarom het voor en achter niet hetzelfde is, maar waarschijnlijk heeft het te maken met de kortst mogelijke afstanden.

Bij de voorste cilinders loopt de tandketting namelijk vanaf het tussenasje tussen krukas en koppeling, en dat tussenasje zit dichter bij de inlaatnokkenas. Bij de achterste cilinders loopt de tandketting aan de linkerkant van het blok rechtstreeks vanaf de krukas, en de uitlaatnokkenas zit iets lager dan de inlaatnokkenas. Bij de Ducati V-twins is altijd min of meer sprake geweest van een liggende en staande cilinder (reden voor Ducati om het een ‘L-twin’ te noemen), maar dat is bij de V4 niet meer het geval. Ooit ontstond die opstelling vanwege de koeling van de (luchtgekoelde) achterste cilinder, maar dat is allang geen issue meer. Net als bij de MotoGP-racer is het V4-blok 42 graden achterover gekanteld om het zo ver mogelijk naar voren te kunnen plaatsen en de achtervork zo lang mogelijk te kunnen maken.

Net als bij de V-twins zijn de gas-kleppen ovaal, waardoor ze mooier aansluiten op de inlaatkanalen. De doorlaat is gelijk aan ronde 52 mm gaskleppen, een stuk groter dan bij de 1.000cc-concurrentie: die zitten tussen de 45 (Yamaha) en 48 mm (Aprilia). Maar het is altijd nog een stuk kleiner dan de 68 mm stortkokers van de 1299 Panigale. Ook een recordwaarde is de compressieverhouding liefst 14:1. Alleen de Aprilia RSV4 komt in de buurt met 13,6: 1, de rest zit op 13,0 tot 13,2.

Het complete blok weegt 64,9 kilo; dat is slechts 2,2 kilo zwaarder dan de 1.285cc twin van de 1299 Panigale. Om het gewicht te beperken zijn alle carterdeksels, de klepdeksels én de oliepan gemaakt van magnesium. Het motorblok zelf is van aluminium. De onderhoudsintervallen zijn gelukkig niet à la MotoGP: gewone beurten om de 12.000 kilometer, kleppen stellen zelfs maar om de 24.000 kilometer. Zeker dat laatste is best fijn met die 32 slepertjes en tuimelaartjes…