Tecnica
La prima BMW S1000RR e la sua elettronica
Scritto da -Neo- - Pubblicato 14/08/2018 14:27
Siamo a maggio 2009, in concomitanza con il round di WSBK al leggendario circuito di Monza viene presentata la moto che per il segmento delle sportive mille sarà il nuovo riferimento per qualche anno a venire. Ma come hanno costruito quasi dieci anni fa la literbike stock più performante al mondo?

Potremmo stare a parlare per ore delle raffinate scelte meccaniche compiute dagli ingegneri che hanno plasmato e dato forma a questa moto... tra cui rientrano l'alesaggio da vertici della categoria, il sistema di distribuzione (alberi a camme, valvole e teste dei cilindri) derivato dall'esperienza in F1, un impianto di scarico di serie da fantascienza tra valvole servocomandate e raccordi voluti per canalizzare le onde di pressione... tutte cose che hanno portato la moto a raggiungere quei 193 cv all'albero (di cui molte testate ne hanno certificati ben 182 alla ruota con moto completamente originale) a fronte di un peso non proprio piuma di 183 kg a secco.



Ma se le performance in senso assoluto fossero soltanto un tema di forza bruta, neanche staremmo a parlarne... perché il leggendario GSX-R 1000 K5/K6, la mille stock ancora "da battere" prima del lancio del BMW, moto dalla quale i tecnici bavaresi non hanno mai fatto segreto di essersi fortemente ispirati nella progettazione dell'S1000RR, se non era altrettanto veloce lo era a conti fatti poco meno... e in mani esperte avrebbe comunque potuto dire la sua.

Quindi? Come si concretizza il salto generazionale?

La parola chiave è elettronica e, sebbene altri produttori avessero già cominciato a dotare le loro moto di qualche interessante controllo (Ducati con il controllo di trazione sul 1198, Suzuki con le mappe sul GSX-R, Yamaha con il ride-by-wire sulla R1, ecc.) i bavaresi sono stati pionieri nel prendere tutto questo ben di Dio, integrarlo (cosa non banale, significa far funzionare tutto assieme) in modo tale da offrire un pacchetto completo e competitivo (in parte optional, quindi pagando €€€€).

Da qui si entra a tutti gli effetti in una nuova era, in cui le performance, la difficoltà di guida e i prezzi delle superbike non saranno più gli stessi... l'evoluzione continua della parte software della moto, proprio come accade in altri mercati, porta nel giro di pochi anni ad una diffusione e crescita esponenziale delle capacità delle ECU delle moto da competizione. Anche adesso, mentre stiamo parlando, qualche ingegnere (informatico stavolta eh, non meccanico!) starà spostando l'asticella più in alto per quanto riguarda l'efficacia e la capacità di elaborazione dell'elettronica della moto/progetto su cui lavora.

Però facciamo 'Back to the future'... siamo nel 2009, siamo in BMW... capiamo che cosa si sono inventati, lasciatemi dire 'già allora', i bavaresi per sconvolgere il mondo che conoscevamo.
Ho fatto una piccola tabellina Excel come schema per agevolare a voi la lettura e a me la scrittura, fungendo da navigatore. Cominciamo con il dire che in BMW hanno pensato a quattro mappature di base (in realtà 3 standard + 1 da sbloccare mediante chip). Le funzionalità previste dall'elettronica ECU variano su queste quattro mappature a seconda di quella selezionata.



Prima di vedere nel dettaglio quanto sopra, c'è un'ulteriore funzionalità degna di menzione che non è stato possibile calare nello schema in quanto il suo esercizio è trasversale alla selezione della mappatura. Cominciamo da questa.
Ora si sa, l'S1000RR è una moto molto veloce... il suo indiscusso punto di forza è sempre stato considerato il micidiale motore che, da buona tradizione aeronautica, era in grado di lasciarsi dietro qualsiasi cosa... dalle supercar come la Bugatti Veyron da 1600 cv alle hyperbike come la Suzuki Hayabusa.
Perché? Tutta questione di alesaggio? La risposta è...

➔ Cornetti d'aspirazione a lunghezza variabile

Suoni dalla bassa frequenza sono riconducibili a condotti lunghi, come un trombone, quelli ad alta frequenza a condotti brevi, come una tromba; un cornetto d'aspirazione lungo si comporta bene sotto i 6000 giri e beneficia la coppia, un cornetto d'aspirazione corto si comporta bene agli alti regimi favorendo la potenza. Cosa si sono inventati in BMW?
I bavaresi hanno pensato di installare cornetti d'aspirazione lunghi, costituiti dall'assemblaggio di due parti divise, e di programmare la centralina in modo tale da azionare un meccanismo che li separi nel momento in cui i giri al minuto salgono oltre un certo valore.



La freccia indica il cornetto corto, a lunghezza fissa. L'estensione si può vedere scollegata sopra di esso, in attesa che l'ECU invii il comando di discesa e accoppiamento con il cornetto base, favorendo quindi fluidità ai bassi regimi e coppia motrice.
Questa funzionalità garantisce un output di coppia più corposo e costante su un intervallo di giri motore più ampio. La coppia rimane inoltre più alta della media a giri molto bassi e molto alti, in modo da avere più potenza su tutto il restante intervallo di esercizio del motore.

➔ Potenza disponibile

Qua non c'è molto da dire ma è bene fare comunque un rapido passaggio: le prime S1000RR in mappa RAIN avevano potenza limitata a 150 cv, che non era affatto un male per chi inizialmente doveva prenderci la mano... praticamente ci si ritrovava con un settemmezzo un po' sovrappeso, cosa fondamentale per dare confidenza soprattutto sui fondi più insidiosi.

➔ Sensibilità risposta del gas

Anche qua come sopra, giusto due parole rapide rapide: l'S1000RR è stato da subito equipaggiato da un sistema ride-by-wire in sostituzione del classico cavo che collega la manopola del gas alla mezzaluna che controlla le farfalle, dunque a seconda della mappa scelta varia la prontezza con cui la moto va ad erogare potenza. Si noti comunque nella tabella riassuntiva come di fatto la variazione sia minima, pari soltanto ad un -5% nelle mappe RAIN e SPORT, anche se a mio giudizio la corsa del gas originale di questa moto è sempre stata genericamente piuttosto lunga anziché pronta e nervosa (non che sia un male).

➔ ABS

Ok, qua cominciamo a fare sul serio: sistema antibloccaggio ruota, vale a dire quello che salverà voi e la vostra preziosa moto a seguito di un panic stop mal gestito a causa del "rinco" che vi taglia la strada. Ovviamente, se e solo se avete lasciato giù bei soldini di optional in BMW, quando al momento dell'acquisto della moto avete chiesto anche il pacchetto RACE ABS!

L'ABS sfrutta la ghiera forellata solidale ai dischi freno (motivo per cui è importantissimo che la ghiera sia sempre pulita e i fori non ostruiti) assieme al sensore di velocità della ruota per ridurre la forza frenante che insiste su di essa e, come vedremo più avanti, a ripartire tale forza.
Scordatevi quindi di perdere l'anteriore per aver frenato troppo, l'ABS sulla moto risulta sempre attivo con diversi livelli di intervento in ciascuna mappa, il pilota può tuttavia scegliere di escluderlo a piacimento in qualsiasi istante e con qualsiasi mappa.



➔ Frenata combinata

Se avete provato l'S1000RR almeno una volta nella vita vi sarete già chiesti 'ma come fa questa moto a frenare così forte??'
La risposta va ricercata tanto nelle pinze Brembo Triple Bridge quanto in questa intelligente soluzione di ripartizione della forza frenante tra anteriore e posteriore per generare una frenata integrale... diciamocelo, nulla di nuovo sotto al ponte, semplicemente una soluzione che era passata di moda: papà mi raccontava del suo Guzzi 850 Le Mans che già nei primi anni '70 offriva la frenata combinata. Quello che trovo parecchio interessante è appunto come l'ABS ripartisca la forza frenante dalla ruota che tende a bloccare a quella più scarica al fine di garantire sempre la frenata più efficace possibile.
E parola mia, è davvero superlativa... invito chiunque a provare senza rimanerne sorpreso.
C'è però una nota dolente qua, degna di menzione: ricordate che nel momento in cui disattiverete l'ABS, la frenata combinata non funzionerà.

➔ Anti-ribaltamento

Avete presente quando avete la gomma bella calda e, a basse velocità, cacciate una pinzata dove stringete e stringete sempre più fino a sentire il culetto della moto alzarsi da terra? Io no... non sono il tipo che fa certe robe! Però in BMW hanno pensato anche a questi soggetti, o meglio... a chi involontariamente rischia di cappottarsi (cosa peraltro manco troppo difficile perché, dicevamo sopra, sta moto frena davvero tanto).
Ecco dunque la funzione di anti-ribaltamento, disponibile nelle mappe RAIN e SPORT ma solo con ABS attivo, che nel momento in cui uno tende a fare uno stoppie fa sì che la centralina rilevi il distaccamento del posteriore dal suolo e che riduca sensibilmente la forza frenante all'anteriore tanto da riportare il posteriore al suolo!

➔ Controllo di trazione

DTC aka Dynamic Traction Control è un sistema che rileva in tempo reale la tendenza della ruota posteriore a partire per la tangente e, ovviamente, si tratta di un optional da acquistare a parte sulla prima S1000RR.
Praticamente quando i sensori di velocità della ruota rilevano una differenza di rotazione tra anteriore e posteriore, senza che venga applicata forza frenante e con il motore in tiro, l'ECU presume che la ruota posteriore stia slittando e taglia nell'ordine gas e iniezione al fine di ridurre la potenza erogata quindi far rientrare lo slittamento entro valori tollerati dalla mappa selezionata al momento. Anche qui, a seconda della mappa l'intervento è più o meno invasivo... come per l'ABS il pilota può però scegliere in qualsiasi momento e in qualsiasi mappatura di disabilitare l'intervento del DTC.

➔ Congelamento di potenza in piega

Lo so, purtroppo non mi è venuto in mente un modo più carino per chiamarlo... quindi ho optato per la traduzione del nome letterale.
Dunque, come funziona: l'ECU della moto è in grado di rilevare l'angolo di piega che in un dato momento sta affrontando la moto (il sensore legge anche se la moto è sdraiata e nel caso spegne il motore in automatico, dal momento che non riuscirebbe a pompare olio e rischierebbe di rovinarsi). Ora diciamo che in ogni mappatura, fatta la RAIN la meno estrema e la SLICK la più estrema, esiste un angolo di piega che la centralina ha memorizzato... ovviamente nella RAIN l'angolo di piega è più modesto e nella SLICK si tratta di un piegone da MotoGP.
Praticamente, se e solo se il DTC è attivo, anche se il pilota violentasse la manetta del gas quando la moto si trova piegata al di sotto di un valore di piega X, la centralina non lascia spalancare la farfalla bensì parzializza... e solo a mano a mano che si raddrizza la moto e si riduce l'angolo di piega l'ECU aumenta la mandata di benzina.

➔ Anti-impennamento

Anche se sarebbe meglio chiamarla 'impennata gestita/controllata', almeno sino a quando il sistema DTC è attivo.
In mappa RAIN e SPORT, i sensori di piega e dell'ABS possono indicare all'ECU che la ruota davanti si sta alzando (rallenta rispetto al posteriore senza che venga applicata forza frenante). Dopo un numero di secondi predeterminato o in base al valore in termini di gradi di impennata massima consentito da ciascuna mappatura, la centralina riduce il gas il giusto per riportare al suolo l'avantreno.
La centralina consente impennate sino a 29° di piega x 33° di innalzamento frontale... così potranno uscirvi delle foto fichissime impennando di traverso in uscita di curva, sempre che non disattiviate il DTC.



➔ Cambio elettroassistito

Il quickshifter è una di quelle cose che oggi siamo quasi abituati ormai a vedere, però dieci anni fa non era proprio così e dunque due note di menzione sul cambio elettroassistito di BMW in salita di marcia che consente di cambiare a gas spalancato: la centralina legge tramite sensore il movimento della leva del cambio e taglia l'erogazione per quella frazione di secondo necessaria a far entrare in maniera liscia la marcia successiva. A parer mio non uno dei migliori cambi elettronici che ho avuto modo di provare... diciamo molto rozzo, non è invecchiato benissimo dal momento che consentiva la cambiata assistita solo a regimi medio-alti risultando comunque leggermente legnoso con tendenza ad impuntare... peraltro pure questo, se non ricordo male, ai tempi era optional.

Bene e questo, senza esserci dilungati troppo, è un po' l'ABC di come funziona l'elettronica su una di quelle che io definisco le prime 'sportive derivate SBK'... praticamente i pronto-gara omologati. Nel caso specifico della bavarese, credo si tratti di una moto già destinata a diventare storica, in quanto pioniera nella sua completezza elettronica in un mercato che soltanto oggi sta saturando il livello raggiunto dai vari costruttori... una moto che sicuramente grazie a tutta questa componentistica è invecchiata bene e si fa rispettare ancora oggi, ma che è inutile negare: risulta già obsoleta quando si tratta di fare il nuovo record della pista.
 

Commenti degli Utenti (totali: 5)
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Commento di: CBR_125R il 14-08-2018 15:09
Precedo tutti: Erano meglio le sportive di una volta... Queste sono troppo facili, fanno tutto loro!

ASD ASD ASD
Commento di: -Neo- il 15-08-2018 09:15
E sì che questo primo modello sembra ormai obsoleto se paragonato alla dotazione dell'attuale, che aggiunge robe come la piattaforma inerziale, il cruise-control, le manopole riscaldate (ebbene sì, disponibili come optional su una supersportiva mille ASD ), il blipper, il limitatore per la pitlane, il launch-control... e probabilmente qualcos'altro che ora non ricordo Think
Che dire, attendiamo con ansia quella che farà anche il caffè caldo..! ASD
Commento di: TommyTheBiker il 14-08-2018 17:39
In realtà i cornetti variabili elettronicamente erano già stati introdotti un paio d'anni prima sull'R1, col sistema YCCI (Yamaha Chip Controlled Intake).
Commento di: -Neo- il 15-08-2018 09:06
Diciamo che scrivere "cosa si sono inventati in BMW?" è stata un po' una forzatura dal momento che, come fai giustamente notare, l'idea non è nulla di nuovo ed era già stata applicata ampiamente in passato... in ambito automobilistico addirittura a partire dal 1958 con un brevetto Daimler Benz AG.
A tal proposito effettivamente BMW è stato il primo costruttore al mondo ad inventare un sistema a variazione continua dell'altezza dei cornetti d'aspirazione, il DIVA, introdotto coi motori V8 N62... ma non è questo il caso della S 1000 RR! ASD
Commento di: PaoloGrandi il 26-08-2018 12:52
Bell'articolo. Giustamente una moto che passerà alla storia per le soluzioni adottate.

Purtroppo con alcuni risvolti negativi: prezzo, innanzitutto. Tra l'altro ha aperto una strada a una rincorsa delle performance su cui tutti i costruttori si sono uniformati. Trovare una SBK stradale 1000 a meno di 16/17.000 € nuova, ormai è impossibile.
Affidabilità nell'uso spinto (pista): la scarsa manutenzione ora è solo un lontano ricordo così come la durata infinita dei motori.
E comunque la complicanza tecnica, anche nell'uso prettamente stradale, deve far solo sperare di non incorrere in qualche inconveniente...