Ducati e Kistler – una stretta collaborazione nello sviluppo dei motori – anche per i carburanti sostenibili

Da oltre due decenni, Ducati si affida alla tecnologia Kistler per la misurazione della pressione all’interno del cilindro – un parametro fondamentale per comprendere e ottimizzare la combustione. La scelta di Ducati si basa su un unico fattore: la capacità di Kistler di fornire dati ultraprecisi anche nelle condizioni operative più estreme, supportata da una mentalità collaborativa e da un sostegno costante da parte del partner. Nel corso degli anni, la partnership ha continuato ad evolversi, guidata da un’ambizione condivisa: generare informazioni sempre più accurate che perfezionino la calibrazione e la validazione dei motori ad alte prestazioni.

Nel corso degli anni, Ducati ha adottato una gamma di soluzioni Kistler per la misurazione della pressione all’interno dei cilindri, passando dai sensori di pressione cilindro M5 personalizzati ai modelli di ultima generazione come il 6054C. Questa evoluzione tecnologica è stata sostenuta da una stretta collaborazione tecnica e dallo sviluppo congiunto di soluzioni su misura, progettate per soddisfare le esigenze di collaudo sempre più sofisticate nello sviluppo dei motori. Oggi, oltre ai sensori piezoelettrici di pressione nel cilindro, Ducati impiega anche sensori piezoresistivi miniaturizzati di pressione assoluta, come il modello 4017A, per rilevare la pressione nei collettori di aspirazione e di scarico, consentendo una visione completa del ciclo termodinamico.

Misura della pressione all’interno del cilindro in condizioni estreme

Prestazioni e affidabilità hanno sempre contraddistinto Ducati. I suoi motori aspirati ad altissimi regimi mettono alla prova qualsiasi tecnologia di misura: carichi e vibrazioni estremi richiedono sensori eccezionalmente robusti e precisi, in grado di fornire dati stabili anche in caso di combustione irregolare o fenomeni di battito in testa. “Nelle nostre celle di prova, i motori girano a regimi eccezionalmente elevati”, afferma Marco Magnani, ingegnere di banco prova presso Ducati Corse. “I livelli di vibrazione e pressione sono estremamente intensi: un ambiente davvero impegnativo per qualsiasi tecnologia di rilevamento.”

Il sensore piezoelettrico di pressione nel cilindro 6054C di Kistler offre stabilità termica fino a 350 °C e una risposta in frequenza superiore a 100 kHz, rilevando anche le più piccole fluttuazioni di pressione all’interno del cilindro, anche durante i transienti più rapidi. La sua elevata precisione e la ripetibilità del segnale consentono agli ingegneri di individuare con precisione le irregolarità di combustione, contribuendo a prevenire episodi di detonazione e l’usura prematura dei componenti. Ciò rende la misurazione della pressione all’interno del cilindro uno strumento fondamentale non solo per la calibrazione del motore, ma anche per monitorarne l’affidabilità per tutta la durata di vita del motore.

I dati raccolti dai sensori Kistler consentono a Ducati di valutare la qualità della combustione e l’efficienza del ciclo, garantendo prestazioni stabili e ripetibili. Negli ultimi anni, l’azienda ne ha esteso l’utilizzo ai test di endurance per comprendere il comportamento del motore durante l’intero ciclo di vita. “La nostra priorità assoluta è garantire la massima affidabilità”, afferma Daniele Beleggia, ingegnere addetto ai banchi prova presso Ducati. “Un guasto oggi non è solo un problema tecnico: ha un impatto diretto sulla reputazione del marchio. Ecco perché ci affidiamo a sensori di pressione dei cilindri in grado di garantire precisione sia alle alte pressioni, fondamentali per le prestazioni, sia alle basse pressioni, essenziali per caratterizzare appieno il processo di combustione.»

Prove sui motori con carburanti sostenibili

Oltre alla ricerca di prestazioni sempre più elevate, Ducati sta ora affrontando la transizione verso carburanti più sostenibili: una sfida condivisa dall’intero settore automobilistico. L’obiettivo è ridurre l’impatto ambientale senza compromettere il DNA tecnico e sportivo che contraddistingue ogni motore Ducati. Testare carburanti con componenti sostenibili richiede misurazioni estremamente precise per comprendere le dinamiche di combustione e garantire prestazioni costanti. «Testare un nuovo carburante significa analizzare il processo di combustione, e ciò richiede dati sulla pressione all’interno del cilindro. La tecnologia di misurazione di Kistler naturalmente ci supporta in queste valutazioni», spiega Magnani. 

La qualità del segnale e la stabilità termica dei sensori di pressione nel cilindro consentono la valutazione in tempo reale dei parametri chiave della combustione, quali la fasatura dell’accensione e la velocità di rilascio del calore, fornendo i dati fondamentali necessari per confrontare l’efficienza di diversi carburanti – da quelli convenzionali a quelli di origine biologica.

Convalida della simulazione nello sviluppo dei motori: il ruolo dei sensori piezoresistivi

Oltre ai sensori piezoelettrici, Ducati si affida anche ai sensori di pressione assoluta piezoresistivi miniaturizzati 4017A di Kistler. Montati nei collettori di aspirazione e di scarico, consentono agli ingegneri di confrontare i modelli di simulazione con i dati reali, offrendo una visione più chiara e dinamica del comportamento del motore. Questo approccio integrato ha migliorato la coerenza tra simulazione e realtà, fornendo ai team di sviluppo parametri concreti su cui lavorare.

Un chiaro esempio riguarda gli eventi di post-combustione nello scarico, un fenomeno che in passato causava guasti alle valvole. “Abbiamo analizzato il problema utilizzando sensori installati sullo scarico”, ricorda Beleggia. “Le misurazioni hanno immediatamente rivelato il problema: gli eventi di post-combustione causavano l’apertura incontrollata delle valvole, portandole a urtare tra loro e a rompersi.”

Grazie alla misurazione diretta, il team Ducati ha identificato la causa principale e risolto il problema una volta per tutte. «In quel caso, i dati dei sensori sono stati determinanti», aggiunge Magnani. L’integrazione dei sensori piezoresistivi e piezoelettrici di Kistler consente ora a Ducati di monitorare l’intero ciclo di combustione – dall’aspirazione allo scarico – con dati continui e ad alta precisione, trasformando tali informazioni in azioni di sviluppo mirate e significative.

Progettare motori ad alte prestazioni per carburanti sostenibili

Nei prossimi anni, Ducati introdurrà una nuova generazione di motori progettati per carburanti ecosostenibili. Questa transizione riunisce due aspetti della stessa sfida tecnica: ridurre l’impatto ambientale preservando al contempo il DNA orientato alle prestazioni che definisce il marchio. «A partire dal 2027, avremo un motore completamente nuovo, con cilindrata ridotta e carburanti rinnovati», rivela Magnani. «In questa fase, i sensori Kistler svolgeranno ancora una volta un ruolo cruciale». La collaborazione proseguirà con nuove generazioni di sensori che si integrano perfettamente con i sistemi di acquisizione esistenti e offrono un livello di analisi ancora più approfondito. L’obiettivo rimane lo stesso: trasformare la precisione di misura in conoscenza che guida l’innovazione.

Guardando al futuro: continua innovazione collaborativa

La partnership tra Ducati e Kistler si basa sulla fiducia e sulla collaborazione costante tra i rispettivi team tecnici. «Tra i nostri fornitori, Kistler è uno dei pochi con cui lavoriamo in modo così aperto e diretto», afferma Beleggia. «Apprezziamo la loro disponibilità e la rapidità con cui reagiscono, anche quando le cose si complicano. Il prezzo conta, ma il vero valore di una partnership risiede nella qualità del supporto». Mentre il settore si orienta verso nuovi standard di sostenibilità, Ducati e Kistler condividono la stessa visione: continuare a innovare, con l’eccellenza a guidare ogni decisione.