Ducati Testastretta DVT. Erstmals komplett variable Ventilsteuerung - 1198 ccm - 160 PS - 136 Nm - Euro 4.
Ducati Testastretta DVT. Erstmals komplett variable Ventilsteuerung - 1198 ccm - 160 PS - 136 Nm - Euro 4. © Werk

Wandelbar

Ducatis DVT

Von Daniele Carrozza
19.01.2015 12:09:17

Desmodromic Variable Timing, kurz DVT, nennt Ducati sein neues variables Ventilsteuerungsprinzip.

Stolze 28 Jahre ist es her, seit der damals noch junge, angehende Ingenieur Massimo Bordi im Rahmen seiner Diplomarbeit bei Ducati die desmodromische Ventilsteuerung in Zylinderköpfen mit Vierventiltechnik und Wasserkühlung implementierte. Es war dies die Geburtsstunde des Desmoquattro-Antriebs, der in der legendären 851 seine Premiere feiern und fortan sämtliche Hypersportler aus Borgo Panigale in der Superbike-WM zu Ruhm und Ehre führen sollte.

Einen gewaltigen Entwicklungsschritt machte der Desmoquattro-Motor im Jahr 2001 mit der Einführung des Testastretta-Prinzips (zu Deutsch: schmaler Kopf) in der exklusiven 996R. Speziell die Neuerungen in den Bereichen Einspritzung und Schmierung machten den Vierventil-V2 nicht nur leistungsstärker, sondern auch deutlich zuverlässiger und belastbarer. Die folgenden neun Jahre sollte der Testastretta-Antrieb bei Ducati ausschliesslich in Hypersportlern eingesetzt werden, bis 2010 die Multistrada 1200 auf den Markt kam. In ihr pochte der aus dem Superbike 1198 stammende und auf den Touring- bzw. Alltagsbetrieb ausgerichtete Testastretta-11º-V2. Und genau diese "11 gradi" bringen uns zum Kern des vorliegenden Beitrags – erklären, warum Ducati mit dem Testastretta DVT einen Motor mit variabler Ventilsteuerung entwickelt hat.

Die Krux mit der Ventilüberschneidung

Zunächst muss man verstehen, was die ominösen "undici gradi" oder 11 Grad zu bedeuten haben. Sie beziehen sich auf die so genannte Ventilüberschneidung, die jenen Bereich oder Zeitraum gegen Ende des vierten Taktes beschreibt, bei dem sowohl Ein- wie Auslassventile gleichzeitig geöffnet sind. Angegeben wird dieser Bereich bzw. Zeitraum in Grad Kurbelwellenumdrehung – hier also 11 Grad.

Beim vierten, also dem Auspufftakt, stösst der sich zum OT hin bewegende Kolben die Abgase über die nun offen stehenden Auslassventile in den Auspuffkrümmer. Noch bevor die Auslassventile geschlossen werden, öffnen sich nun die Einlassventile, was dazu führt, dass von der beschleunigten Abgassäule im Auspuffkrümmer nicht nur der Brennraum von Abgasen sozusagen "leergesaugt", sondern über den Unterdruck auch gleichzeitig frisches Benzin-Luft-Gemisch angesaugt wird. Die Ventilüberschneidung dient damit also sowohl einer besseren Füllung der Brennräume (mehr Leistung) wie auch einer effizienteren Abführung der Abgase.

Bei herkömmlichen Viertaktmotoren ist die Ventilüberschneidung eine feste Grösse, die sich im Wesentlichen über die Steuerzeiten der Nockenwellen bzw. die Position der einzelnen Nocken ergibt. Grundsätzlich gilt: je grösser die Ventilüberschneidung, desto besser die Leistungsausbeute und desto schlechter allerdings die Rundlaufcharakteristik bei tiefen und mittleren Drehzahlen, das Drehmoment in diesem Bereich und generell die Linearität der Leistungsentfaltung. So wundert es nicht, dass – um bei Ducati zu bleiben – die 1198 mit grosszügigen 41 Grad Ventilüberschneidung arbeitet; die Panigale mit ihrem Superquadro-Twin gar mit 45 Grad. Hier sind Hochleistungsmotoren am Werk, bei denen im Prinzip egal ist, wie sie sich im unteren und mittleren Drehzahlbereich geben. Nicht so bei der Multistrada 1200, die in puncto Einsatzzweck ein sehr breites Spektrum abzudecken hat. 11 Grad Ventilüberschneidung schienen den Ingenieuren hier ein guter Kompromiss zu sein.

Inzwischen ist man in Bologna jedoch nicht mehr bereit, sich mit einem Kompromiss zufrieden zu geben. Volle Superbike-Leistung bei untenrum geschmeidiger Fahrbarkeit, mehr Drehmoment in der Mitte, einer linearen Leistungsentfaltung und auch weniger Verbrauch lautet neu die Devise bzw. der Auftrag. Und genau hier kommt das neu entwickelte DVT zum Einsatz. Denn war die Ventilüberschneidung bis anhin durchs gesamte Drehzahlband jeweils konstant, wird sie durch variable Steuerzeiten zu einer anpassbaren Grösse. Das Besondere am Testastretta DVT: Er ist der erste Grossserien-Motorradantrieb, bei dem die Steuerzeiten sowohl an den Ein- wie an den Auslassventilen variabel sind (Honda VFR 800 VTEC nur einlassseitig), und überhaupt der erste Desmo-Motor mit dieser Technologie.

Das Funktionsprinzip von DVT

Das Herzstück von DVT sind die vier elektro-hydraulischen Steuerzeit-Variatoren, die – je einer pro Nockenwelle – in den bis dato hohlen Zahnriemen-Pulleys des Nockenwellenantriebs untergebracht sind (siehe Bild 1). Ein Variator setzt sich jeweils aus zwei koaxialen Bauteilen zusammen (siehe Bild "Variator"), wobei sich das äussere mit dem Zahn- oder Steuerriemen und das innere mit der an ihm angeflanschten Nockenwelle dreht. Stellt nun die DVT-Rechnereinheit bei der (laufenden) Analyse der Parameter Nockenwellen- und Kurbelwellenstellung, Öldruck sowie Drehzahl fest, dass die Steuerzeiten zugunsten von mehr oder weniger Überschneidung angepasst werden müssen, so gehen Signale an elektronische Ventile in den Zylinderköpfen (Bild 4), welche die in jeweils abgedichtete Kapseln gefassten Variatoren mit Motorenöl unter Druck setzen.

Das Öl gelangt nun über innenliegende Kanäle in die drei Verdrängungskammern zwischen dem äusseren und inneren Variatorteil (A; Bild "Variator") und dreht Letzteren (B) mitsamt Nockenwelle in die gewünschte Position. Dies geschieht in wenigen Hundertstelsekunden und zwar stufenlos, wobei die Ein- und Auslassnockenwellen unabhängig voneinander angesteuert werden. Sollen die Nockenwellen wieder in die andere Richtung gedreht werden, wird einfach der Öldruck reduziert.

Die Überschneidung des Testastretta lässt sich mit DVT über einen Bereich von 45 Grad variieren. Theoretisch wäre eine Überschneidung bis 90 Grad möglich, was mechanisch jedoch nicht umsetzbar ist. Das Maximum würde hier bei 53 Grad Ventilüberschneidung liegen. Mit DVT bestückt, leistet der der Testastretta-V2 mit seinen unveränderten 1198 ccm Hubraum 160 PS (bei 9500/min), was gegenüber dem 11º einem Leistungsplus von 10 PS entspricht. Das maximale Drehmoment steigt um stattliche 11,5 auf 136 Nm (bei 7500/min). Und das Ganze – so Ducati – bei einem um acht Prozent reduzierten Verbrauch.

Eine neue Bestmarke setzt der Testastretta DVT auch im Bereich der Emissionen, handelt es sich bei ihm doch um den ersten Euro-4-konformen Antrieb aus Borgo Panigale.

Doch damit nicht genug...

Bei der Frage, ob der per se schon hochkomplexe Testastretta-V2 durch DVT nicht wartungsintensiver wurde, winkt Ducati ab und verweist auf einen Intervall fürs Ventilspiel von 30 000 km, was jenem der neuen Monster 1200 entspricht. Während das Sekundärluftsystem und die Einspritzung mit auf die heissen Einlassventilteller zielenden Injektoren (effizientere Zerstäubung) vom 11º übernommen wurden, erfuhr die Doppelzündung ein Update: Neu wird hier jede Zündkerze einzeln angesteuert, was angesichts von DVT durchaus nachvollziehbar ist. Ein Novum für Ducati stellt dagegen der Klopfsensor dar, der den Motor bei Gebrauch von Treibstoffen mit reduzierter Oktanzahl oder bei Fahrten auf hochalpinem Terrain schützt.

Herzstück von DVT - einer der insgesamt vier koaxialen Steuerzeit-Variatoren. Das Motorenöl wird über innenliegende Kanäle in die drei Verdrängungskammern (A)gepresst; das innere Segment (B) dreht sich mitsamt angeflanschter Nockenwelle. Herzstück von DVT - einer der insgesamt vier koaxialen Steuerzeit-Variatoren. Das Motorenöl wird über innenliegende Kanäle in die drei Verdrängungskammern (A)gepresst; das innere Segment (B) dreht sich mitsamt angeflanschter Nockenwelle. © Werk
Bild 1 - die gekapselten Variatoren liegen in den Zahnriemen-Pulleys. Jede Nockenwelle hat ihren eigenen Variator. Bild 1 - die gekapselten Variatoren liegen in den Zahnriemen-Pulleys. Jede Nockenwelle hat ihren eigenen Variator. © Werk
Bild 2 - Zylinderkopf. In den beiden runden Öffnungen oben laufen die Nockenwellen. Bild 2 - Zylinderkopf. In den beiden runden Öffnungen oben laufen die Nockenwellen. © Werk
Das Zahnrad in der Nockenwellenmitte ist neu und gibt dem DVT-Rechner via einem Sensor Auskunft über die Nockenwellenstellung. Das Zahnrad in der Nockenwellenmitte ist neu und gibt dem DVT-Rechner via einem Sensor Auskunft über die Nockenwellenstellung. © Werk
Ein elektronisches Ventil setzt den Variator mit Öl unter Druck. Ein elektronisches Ventil setzt den Variator mit Öl unter Druck. © Werk
Ebenfalls neu beim Testastretta DVT ist der Klopfsensor. Ebenfalls neu beim Testastretta DVT ist der Klopfsensor. © Werk