I segreti del 4 cilindri della BMW S1000RR

Il motore quattro cilindri in linea della S 1000 RR sviluppato completamente ex novo è contraddistinto da una cilindrata di 999 cm3, risultante da un alesaggio di 80 millimetri e una corsa di 49,7 millimetri. Il suo rapporto alesaggio/corsa particolarmente corto di 0,621 costituisce la base per un propulsore dalle performance veramente sportive.
La potenza è di 142 kW (193 CV) a 13.000 giri/min, la coppia massima di 112 Nm, raggiunta a 9.750 giri/min,il motore della S 1000 RR stabilisce così dei nuovi primati nel segmento della categoria supersportiva da 1000 cc. Con un peso di 59,8 chilogrammi, inoltre, il motore della S 1000 RR si posiziona come il motore quattro cilindri da un litro di cilindrata più leggero del segmento.
L’incarico di costruire un propulsore da supersportiva purosangue ha determinato la realizzazione di un motore particolarmente compatto dalla concentrazione ideale delle masse intorno al baricentro della motocicletta. Nonostante l’alesaggio dei cilindri di 80 millimetri, al livello dell’albero motore la larghezza è di solo 463 millimetri. 

Distribuzione

Le masse in movimento del comando a leve oscillanti della S 1000 RR sono state ridotte del 50 percento circa rispetto a una soluzione con punterie a bicchiere. Le due valvole di aspirazione e di scarico realizzate in titanio sono azionate da piccole leve oscillanti singole, il loro diametro è di 33,5 millimetri (aspirazione) e di 27,2 millimetri (scarico) un nuovo primato nel segmento delle supersportive da 1000 cc. Il diametro degli steli delle valvole è di 5 millimetri. 
Da notare che l’asse verticale dei cilindri del motore della S 1000 RR è inclinato in avanti di 32 gradi. Con un rapporto di compressione di 13:1 il propulsore della S 1000 RR si posiziona al vertice dei motori a combustione interna di serie.
Nelle canne dei cilindri rivestite di nikasil scorrono dei pistoni fucinati in lega leggera da 80 millimetri di diametro.
Il peso del pistone completo con spinotto e anelli è di soli 253 grammi. Per dissipare il calore i cieli del pistone ad alto carico termico vengono raffreddati attraverso degli spruzzatori di olio montati nel basamento. 
La S 1000 RR è equipaggiata con la gestione motore più moderna attualmente disponibile per le motociclette.
Il software della cosiddetta BMS-KP (BMW Motorsteuerung mit Klopfregelung; gestione motore BMW con regolazione antibattito) è uno sviluppo interno elaborato appositamente per le motociclette. 

Le caratteristiche principali del sistema sono: iniezione sequenziale e selettiva, regolazione antibattito integrata, elaborazione velocissima dei segnali dei sensori attraverso la più moderna elettronica del motore, layout compatto, peso contenuto e autodiagnosi.
La gestione motore in base alla coppia tiene conto di numerosi parametri, ad esempio, consente una cessione mirata della coppia e un adattamento mirato dell’esercizio del motore alle più differenti condizioni esterne.

Il sistema d’iniezione è completamente sequenziale: ciò significa che il carburante viene spruzzato separatamente in ogni condotto di aspirazione del rispettivo cilindro. Al fine di migliorare l’andamento di coppia, la S 1000 RR è equipaggiata con la sofisticata tecnologia di collettore di aspirazione a geometria variabile.
A seconda del regime, un motorino di regolazione montato sopra l’airbox varia la lunghezza dei cornetti di aspirazione in due posizioni in base alla mappatura. L’airbox con un volume di aria filtratadi 7,9 litri si trova direttamente sopra il motore ed è stato sviluppato per offrire il massimo rendimento a livello di potenza e di coppia.
L’entrata aria si trova tra i due proiettori. L’aria aspirata viene convogliata direttamente nell’airbox, in un condotto dell’aria che segue un percorso ideale a destra e a sinistra del cannotto di sterzo.
Il controllo delle valvole a farfalla dal diametro di 48 millimetri avviene attraverso
un elettromotore, un sistema defi nito anche E-gas o Ride-by-Wire. La richiesta del guidatore viene trasmessa a un sensore attraverso il comando a cavo della manopola del gas. La gestione motore converte la richiesta del pilota in un determinato numero di giri e regola elettronicamente la valvola a farfalla.

Impianto di scarico

L’impianto di scarico della S 1000 RR è dotato di due farfalle nei tubi d’interferenza, montate nei due condotti di collegamento per i due collettori esterni ed interni, vicino ai condotti di scarico. Indipendentemente dai parametri della mappatura, come regime motore o posizione delle farfalle, un motorino di regolazione apre o chiude le due valvole, liberando o bloccando il collegamento tra i due collettori. 

La S 1000 RR rispetta le più severe norme di emissione sonora, questo è possibile attraverso una farfalla a comando elettronico montata nello scarico, a monte del terminale di scarico, che apre la sezione ottimale del condotto con il progressivo aumentare del regime motore. A un regime basso e medio, la variazione della sezione provvede a una sonorità piena mentre la maggiore sezione a regimi superiori provvede a mettere a disposizione la massima potenza e un sound estremamente sportivo.

Mappature centralina

Il pilota della S 1000 RR dispone per i vari campi di utilizzo, come la guida stradale, sul bagnato o in circuito, di diverse modalità di guida, attivabili attraverso un tasto inserito all’estremità destra del manubrio. Tenendo premuto il tasto «Mode» al lato destro del manubrio, sul display della strumentazione appare la modalità desiderata.
Tirando la leva della frizione e rilasciando la manopola del gas, viene confermata la richiesta del pilota, anche durante la guida, e viene eseguito il cambiamento di modalità. All’avviamento la motocicletta riprende sempre l’ultima modalità selezionata.
Nella guida sul bagnato con basso grip, nella modalità «Rain» la potenza massima viene ridotta a 110 kW (150 CV). Inoltre, viene messo a disposizione un andamento di coppia e di potenza particolarmente lineare, così che la risposta del motore risulti morbida.
Nella guida su asciutto la modalità «Sport» eroga la potenza completa del motore, 142 kW (193 CV), combinandola con una reattiva prontezza di risposta. Questa modalità è stata sviluppata soprattutto per la guida su strade extraurbane.
La modalità «Race» è stata realizzata appositamente per la guida della S 1000 RR in circuito utilizzando pneumatici supersportivi omologati per la strada. Anche in questa impostazione è disponibile la potenza illimitata del motore, ma la rapidità di risposta è immediata e sensibilmente più dinamica. La modalità «Slick» è prevista esclusivamente per la guida sul circuito con pneumatici lisci slick. Analogamente alla modalità «Race», vengono messe a disposizione la potenza massima del motore e una più elevata rapidità di risposta. A differenza della modalità «Race», il DTC (Dynamic Traction Control) è attivo permanentemente solo a partire da un angolo di inclinazione di 20 gradi. Dunque, in posizione inclinata con un angolo inferiore ai 20 gradi non viene prevenuto l’alzarsi della ruota anteriore oppure viene tollerato per 5 secondi, così da offrire la spinta ottimale durante l’accelerazione in uscita di curva.
Mentre le modalità «Rain», «Sport» e «Race» sono attivabili direttamente dal pilota attraverso il pulsante all’estremità del manubrio, la modalità «Slick» è dotata di un blocco attivazione realizzato come spina di codifica della centralina, ubicata sotto la sella della S 1000 RR. Solo quando viene inserita la spina viene attivata la modalità «Slick»; infatti, oltre impostare una taratura del motore ancora più dinamica, vengono modificate le tarature dell’ABS e del Controllo della trazione per la guida con pneumatici slick fino ai campi limite della dinamica di guida.
In questo setting il DTC (Dynamic Traction Control) non è più adatto a fondi stradali con un coefficiente di attrito estremamente basso, ad esempio per un fondo acciottolato o con ghiaia.
Il Race ABS e il DTC (Dynamic Traction Control) sono combinati separatamente con le diverse modalità di guida e predisposti per offrire il massimo livello di sicurezza di guida.
In caso di necessità, le funzioni Race ABS e DTC (Dynamic Traction Control) sono disattivabili separatamente.
Il Controllo della trazione DTC (Dynamic Traction Control) .

La S 1000 RR è disponibile con l’optional del Controllo dinamico della trazione

DTC  (Dynamic Traction Control) è uno sviluppo derivante dallo sport, e viene utilizzato anche nella versione da corsa della superbike S 1000 RR nel Campionato mondiale di superbike. Il DTC apporta un contributo decisivo alla performance impressionante e alla sicurezza di guida esemplare della S 1000 RR.
Attraverso il confronto del numero di giri della ruota anteriore e della ruota posteriore, rilevati dal sensore dell’ABS e dai dati del sensore d’inclinazione, l’elettronica riconosce la ruota posteriore che slitta e provvede a limitare la potenza del motore attraverso una riduzione dell’angolo di accensione e l’intervento della centralina motore sulla posizione delle farfalle.
Nella modalità «Rain» per la guida su un fondo stradale bagnato, il Controllo della trazione esegue il proprio intervento di regolazione molto presto, cioè prima del raggiungimento del limite dell’aderenza, così da assicurare al guidatore il massimo livello di sicurezza e di divertimento di guida, anche a condizioni stradali difficili.
Nella modalità «Sport», dunque nella guida su strade asciutte e, soprattutto, su strade extraurbane, il Controllo della trazione interviene con maggiore ritardo dato che i valori di aderenza sono migliori. In questa impostazione è possibile accelerare in modo sportivo e sicuro all’uscita da una curva, così da godersi il massimo divertimento di guida sulle strade pubbliche.
Nella modalità «Race» il DTC (Dynamic Traction Control) è tarato molto più vicino al campo limite e contribuisce fortemente alla guida sportiva sul circuito con pneumatici sportivi omologati per la strada.
Nella modalità «Slick» il DTC (Dynamic Traction Control) è tarato per la guida sul circuito ma considera i valori di aderenza nettamente superiori dei pneumatici lisci slick e la guida sportiva da competizione. Anche se il DTC (Dynamic Traction Control) costituisce un supporto prezioso per il pilota, offrendo un aumento enorme di sicurezza nella fase di accelerazione, ovviamente non è in grado di definire ex novo i limiti della fisica di guida, come nemmeno il Race ABS. Il pilota può determinare, attraverso una valutazione sbagliata della situazione o un errore di guida, un superamento di questi limiti che comporta nel caso estremo la caduta.

Ciclistica

Il cuore della ciclistica è composto dal telaio a doppia trave in alluminio composto dall’unione di quattro elementi stampati del peso di solo 11,98 chilogrammi che accoglie il motore inclinato in avanti di 32 gradi come elemento portante.
Con un peso di 206,5 chilogrammi in ordine di marcia con peso del serbatoio, la nuova S 1000 RR è la supersportiva più leggera dalla cilindrata di 999 centimetri cubi e con Race ABS.
Con una lunghezza totale di 593 millimetri tra il fulcro del braccio oscillante e l’asse della ruota posteriore, la S 1000 RR è equipaggiata con uno dei bracci oscillanti più lunghi del segmento delle motociclette supersportive. I tre elementi in lamiera di alluminio imbutito dallo spessore di 2,5 millimetri formano insieme con il semiguscio inferiore, il leggerissimo corpo del braccio oscillante resistente alle torsioni, dal peso di solo 6,22 chilogrammi.
La S 1000 RR è stata equipaggiata con una forcella centrale con precarico della molla e ammortizzazione della fase di compressione e di estensione regolabile. Inoltre, è disponibile anche la regolazione dell’ammortizzazione Lowspeed (ad esempio in presenza di lunghe ondulazioni del terreno) e dell’ammortizzazione Highspeed (ad es. con urti secchi) per la fase di compressione, così da disporre di possibilità di taratura perfette anche nelle zone di transizione.
La sospensione anteriore, prevede una forcella Upside-Down dal generoso diametro dello stelo di 46 millimetri. Queste dimensioni sono uniche nel segmento delle supersportive e offrono rispetto alla dimensione classica di 43 millimetri una maggiore stabilità in frenata e un feedback più trasparente.

Freni

Alla decelerazione provvede davanti un doppio freno a disco con due dischi fl ottanti in acciaio dal diametro di 320 millimetri e lo spessore di 5 millimetri. Il sistema idraulico è composto da un cilindro principale radiale con pistone maestro dal diametro di 19,05 millimetri e due pinze fisse a quattro pistoni della Brembo montate radialmente con pistoni dal diametro di 34 millimetri e guarnizioni in metallo sinterizzato.  L’impianto frenante anteriore viene supportato da un freno monodisco della ruota posteriore ad azionamento idraulico. Il diametro del disco freno in acciaio montato rigido è di 220 millimetri, lo spessore del materiale è di 5 millimetri.

ABS

La massima sicurezza attiva nelle frenate la mette a disposizione il BMW Motorrad Race ABS, sviluppato appositamente per la S 1000 RR e la sua applicazione supersportiva, fornibile come optional ex fabbrica. Premendo un pulsante il pilota dispone, in base alle caratteristiche di motore selezionate, anche delle rispettive caratteristiche del Race ABS, come fondo stradale bagnato («Rain»), strada («Sport»), circuito con pneumatici supersportivi («Race») o circuito con slick («Slick»). Le regolazioni sono combinate alla modalità di guida e impostate per garantire il massimo livello di sicurezza.
Il nuovo BMW Motorrad Race ABS è un sistema sviluppato completamente ex novo e ancora più leggero dei sistemi semintegrali. Con un peso della centralina di solo 1,6 kg e un peso totale di solo 2,5 chilogrammi, il sistema offre delle premesse ideali per l’utilizzo nelle motociclette supersportive. Azionandola leva del freno viene attivato il doppio freno a disco anteriore; nel freno della ruota posteriore viene formata solo una leggera pressione frenante.
Attivando il freno a pedale viene comandato esclusivamente il freno della ruota posteriore. Nei setting «Race» e «Slick» il sistema di rilevazione di alzata della ruota posteriore non disturba l'azione del pilota. Nella modalità «Slick» il pilota che aziona il freno a mano dispone dell’ABS su entrambe le ruote. Attivando il freno a pedale i piloti particolarmente esperti possono eseguire un cosiddetto drift in frenata senza dovere rinunciare ai vantaggi dell’ABS della ruota anteriore. Quando viene azionato il freno a pedale l’ABS non interviene più sulla ruota posteriore.

Elettronica

A differenza della maggior parte dei modelli di BMW Motorrad, la S 1000 RR non dispone di una tradizionale elettronica centrale della motocicletta (ZFE) ma di una cosiddetta rete di bordo ibrida. Considerato il numero minimo di equipaggiamenti, ad esempio la soppressione di manopole riscaldate o di una presa da 12V, è stato possibile rinunciare a una centralina centrale. Le funzioni della ZFE sono state ingrate nella strumentazione combinata e inserite in un box di relè nella coda della motocicletta. Anche la S 1000 RR utilizza un sistema CAN-buS (Controller Area Network) per il controllo delle informazioni sul veicolo, inoltre una centralina per l’ABS e il motore e, qualora ordinato, per l’optional antifurto.

Strumentazione

Nello sviluppo della strumentazione combinata è stata dedicata la massima attenzione alla migliore leggibilità e all’eliminazione di rifl essi dello schermo. Al display vengono visualizzati la marcia inserita e la modalità selezionata («Rain», «Sport», «Slick» «Race»). La commutazione da una modalità all’altra avviene all’estremità destra del manubrio e può essere eseguita anche durante la guida. Per confermare la selezione devono essere tirate la frizione e la manopola del gas nella posizione a folle. Una shiftlight integrata con frequenza e luminosità regolabili consente al pilota di eseguire il cambio-marcia sempre al regime ideale. Una funzione supplementare della shiftlight è l’utilizzo del contagiri per assolvere delle partenze da corsa. Una volta raggiunto il numero di giri giusto, circa 9.000 giri/min., la shiftlight inizia a lampeggiare e segnala il momento ottimale per la partenza. Quando il regime è troppo elevato il sistema emette una luce permanente. La strumentazione combinata della S 1000 RR è la più leggera con questo tipo di configurazione.

Motore
Cilindrata cm3 999
Alesaggio/corsa mm 80/49,7
Potenza kW/CV 142/193
a regime giri/min. 13.000
Coppia Nm 112
a regime giri/min. 9.750
Tipo in linea
Numero cilindri 4
Compressione/carburante 13:1/almeno Super senza piombo (95 ottani)
Valvole/carburazione dohc (double overhead camshaft) comando valvole
attraverso punterie a leve oscillanti singole in basso
Valvole per cilindro 4
Ø Aspirazione / scarico mm 33,5/27,2
Diametro farfalla mm 48
Alimentazione (BMS-KP)
Impianto elettrico
Alternatore W 434
Batteria V/Ah 14/10 o 12 long-life
Proiettori W anabbagliante 1x H 7/55 W
abbagliante 1x H 7/55 W
Avviamento kW 0,8
Trasmissione di potenza
Frizione multidisco anti-hopping in bagno d‘olio, azionamento meccanico
Cambio a sei rapporti a presa continua
Trasmissione primaria 1:1,652
Rapporti I 1:2,6471
II 1:2,091
III 1:1,727
IV 1:1,500
V 1:1,360
VI 1:1,261
Trasmissione secondaria catena
Rapporto 1:2,588

Ciclistica
Telaio telaio a doppia trave in alluminio
Sospensione anteriore forcella USD, diametro stelo 46 mm
Sospensione posteriore doppio braccio oscillante con forcella centrale, regolabile
precarico molla, fase di compressione ed estensione
Escursione anteriore/posteriore mm 120/130
Incidenza mm 95,9
Passo mm 1.432
Inclinazione cannotto sterzo ° 66,1
Freni davanti doppio disco con alloggio dischi sec. concetto BMW,
Ø 320 mm, pinze fi sse radiali a 4 pistoncini
dietro monodisco Ø 220 mm,
pinza fl ottante a pistoncino unico
ABS optional BMW Motorrad Race ABS (semintegrale, disattivabile)
Ruote alluminio fucinato
davanti 3,50 x 17"
dietro 6,00 x 17"
Pneumatici davanti 120/70 ZR 17
dietro 190/55 ZR 17

Dimensioni/pesi
Lunghezza totale mm 2.056
Larghezza (compresi specchi) mm 826
Altezza della sella mm 820
Peso in ordine di marcia, con peso benzina kg 204 (206,5 con ABS)
Peso totale ammesso kg 390
Capacità utile del serbatoio l 17,5

Prestazioni di guida
Consumo di carburante
90 km/h l/100 km 5,7
120 km/h l/100 km 5,9
Accelerazione
0–100 km/h s 2,9
0–1000 m s 17,9
Velocità massima km/h >200