Η «καρδιά» της νέας Panigale V4 R είναι ο V4 Desmosedici Stradale R 998 cc σε διάταξη 90°, ο οποίος, στην πιο πρόσφατη εξέλιξή του, αποδίδει 218 ίππους στις 15.750 σ.α.λ., φτάνοντας μέγιστη ταχύτητα περιστροφής τις 16.500 σ.α.λ. στην 6η ταχύτητα και 16.000 σ.α.λ. στις υπόλοιπες, προσφέροντας επιδόσεις πραγματικού αγωνιστικού επιπέδου.

Για να επιτευχθούν αυτές οι επιδόσεις, ο νέος Desmosedici Stradale R εισάγει σημαντικές βελτιώσεις: το σύστημα εισαγωγής έχει επανασχεδιαστεί πλήρως, κάθε έμβολο είναι κατά 5% ελαφρύτερο, ενώ ο επανασχεδιασμένος στρόφαλος διαθέτει μεγαλύτερη αδράνεια, εξασφαλίζοντας σταθερότητα και ομαλότερη απόδοση σε υψηλές στροφές. 

Όπως και οι αγωνιστικές μοτοσυκλέτες, η Panigale V4 R εξοπλίζεται με αγωνιστικού τύπου κιβώτιο ταχυτήτων. Το Ducati Racing Gearbox (DRG) διαθέτει νεκρά ταχύτητα κάτω από την πρώτη, αντί ανάμεσα στην πρώτη και τη δεύτερα, ώστε να εξασφαλίζεται επαρκές φρένο κινητήρα στην τελική και πιο κρίσιμη φάση του φρεναρίσματος, όταν ο αναβάτης εισέρχεται σε στροφές πρώτης ταχύτητας.

Η απουσία νεκράς μεταξύ πρώτης και δεύτερας επιτρέπει γρηγορότερες, πιο ομαλές και επαναλαμβανόμενα ακριβείς αλλαγές μεταξύ αυτών των δύο σχέσεων, σε σχέση με ένα κιβώτιο δρόμου. Για να αποτραπεί το τυχαίο κατέβασμα από πρώτη σε νεκρά, το κιβώτιο διαθέτει το πατενταρισμένο σύστημα Ducati Neutral Lock (DNL), το οποίο μπορεί να απενεργοποιηθεί μέσω ειδικού μοχλού στο δεξί clip-on. Για την εμπλοκή της νεκράς, ο αναβάτης πρέπει να ακολουθήσει την ίδια διαδικασία που εφαρμόζουν οι επίσημοι αναβάτες της Ducati στο MotoGP και στο WorldSBK.

Τα μπεκ ψεκασμού έχουν μετακινηθεί από το εσωτερικό τμήμα των αγωγών εισαγωγής. Στη νέα τους θέση, ο ψεκασμός πραγματοποιείται με πιο αποδοτικά, βελτιώνοντας σημαντικά την απόδοση της καύσης. Η μετακίνηση των μπεκ απαίτησε νέο σχεδιασμό των αγωγών εισαγωγής, με πιο καθαρή εσωτερική επιφάνεια, που προσφέρει ελαφρώς καλύτερη ροή αέρα όταν το γκάζι είναι πλήρως ανοιχτό και οι βαλβίδες βρίσκονται στο μέγιστο άνοιγμά τους.

Η Panigale V4 R διαθέτει επίσης νέους εκκεντροφόρους, με διαφορετικό προφίλ που καθυστερεί το άνοιγμα των βαλβίδων εξαγωγής. Σε επίπεδο επιδόσεων, ο συνδυασμός του νέου συστήματος εισαγωγής και των νέων εκκεντροφόρων προσφέρει υψηλότερη ισχύ και ροπή σε όλο το φάσμα στροφών, εξασφαλίζοντας ακόμα καλύτερη επιτάχυνση — με επιπλέον 4 ίππους στις 16.000 σ.α.λ.

Ο νέος Desmosedici Stradale R εξοπλίζεται με ακόμα ελαφρύτερα έμβολα (–5,1%) και έναν νέο στρόφαλο υψηλής αδράνειας. Η λύση αυτή, που ακολουθεί τη φιλοσοφία εξέλιξης της Ducati στο MotoGP, εξασφαλίζει πιο ομαλή και συνεχόμενη απόκριση του κινητήρα, φέρνοντας τη συμπεριφορά του κινητήρα της Panigale V4 R πιο κοντά στη Desmosedici των Marc Márquez και Francesco Bagnaia.

Τα μπεκ ψεκασμού μετακινηθήκαν από το εσωτερικό τμήμα του αγωγού εισαγωγής (intrados) στο εξωτερικό (extrados), ακριβώς κάτω από τη βαλβίδα γκαζιού. Στη νέα του θέση, ο ψεκασμός διαχέει το καύσιμο πιο ομοιόμορφα σε χαμηλές θερμοκρασίες, δημιουργώντας καλύτερο μείγμα και μειώνοντας τις εκπομπές κατά τα πρώτα δευτερόλεπτα λειτουργίας του κινητήρα. Σε συνδυασμό με το νέο προφίλ του εκκεντροφόρου εξαγωγής, η λύση αυτή μειώνει στο μισό τις ακατέργαστες εκπομπές, ενώ αυξάνει τη ροπή στις χαμηλές και μεσαίες στροφές, χωρίς καμία απώλεια στις επιδόσεις.

Η Panigale V4 R εξοπλίζεται με τον compact συμπλέκτη ξηρού τύπου SBK, ο οποίος προέρχεται απευθείας από την έκδοση που χρησιμοποιεί η επίσημη ομάδα της Ducati στο Παγκόσμιο Πρωτάθλημα WorldSBK. Σε σύγκριση με τον συμπλέκτη που χρησιμοποιείται στα υπόλοιπα μοντέλα V4, η διάμετρος και το αξονικό μήκος έχουν μειωθεί κατά 24 mm, ενώ το βάρος έχει μειωθεί περίπου κατά 800 γραμμάρια, προσφέροντας πιο άμεση απόκριση και ελαφρύτερη λειτουργία.

Ο κινητήρας Desmosedici Stradale R είναι ένας V4 90° με desmodromic χρονισμό, αντίθετα περιστρεφόμενο στρόφαλο και σειρά ανάφλεξης Twin Pulse. Η Ducati είναι ο μοναδικός κατασκευαστής στο MotoGP που χρησιμοποιεί αυτό το σύστημα χρονισμού τόσο στις αγωνιστικές όσο και στις υψηλών επιδόσεων μοτοσυκλέτες δρόμου της. Επιπλέον, ο Desmosedici Stradale R ενσωματώνει τεχνολογικές λύσεις απευθείας από τον κόσμο των αγώνων, όπως μπιέλες τιτανίου “rifle drilled” (με εσωτερικά κανάλια λίπανσης) και πιστόνια με επικάλυψη DLC (Diamond-Like Carbon) για μειωμένες τριβές και μεγαλύτερη αντοχή.

Η αυξημένη καμπύλη ροπής επιτρέπει την υιοθέτηση μακρύτερης τελικής μετάδοσης, η οποία αλλάζει από 15/42 σε 16/43. Η ρύθμιση αυτή επιτρέπει την πλήρη αξιοποίηση της 6ης ταχύτητας, με τη μέγιστη ταχύτητα να ξεπερνά τα 330 km/h στη διαμόρφωση Racing.

Στην πιο πρόσφατη εξέλιξή του, ο Desmosedici Stradale R αποδίδει ομολογκαρισμένη μέγιστη ισχύ 218 ίππων στις 15.750 σ.α.λ., φτάνοντας μέγιστες στροφές 16.500 στην 6η ταχύτητα και 16.000 στις υπόλοιπες. Γεννημένη για την πίστα, η Panigale V4 R διαθέτει πλήρες αγωνιστικό σύστημα εξάτμισης τιτανίου, σχεδιασμένο σε συνεργασία με την Akrapovič, με διπλό τελικό κάτω από τη σέλα και αντίθετα θερμομονωτικά καλύμματα από carbon, ειδικά για αυτή τη διαμόρφωση.

Με το αγωνιστικό αυτό σύστημα, ο κινητήρας φτάνει τους 235,3 ίππους, ενώ η χρήση του Ducati Corse Performance Oil — που αναπτύχθηκε από τη Ducati Corse σε συνεργασία με τη Shell — προσθέτει επιπλέον 3,5 ίππους (ή 4,5 ίππους στο κόφτη), για συνολική ισχύ 239 ίππων. Το σύστημα αυτό βελτιώνει σημαντικά τον λόγο ισχύος/βάρους της Panigale V4 R, χάρη σε μείωση βάρους κατά 6,6 kg σε σχέση με το στάνταρ σύστημα εξάτμισης και αύξηση ισχύος κατά 17,3 ίππους.

Το στάνταρ σύστημα εξάτμισης πληροί το αυστηρό πρότυπο Euro 5+, διατηρώντας τη μέγιστη ισχύ του προηγούμενου μοντέλου, ενώ προσφέρει βελτιωμένη καμπύλη ισχύος και ροπής σε όλο το φάσμα λειτουργίας του κινητήρα. Το νέο αγωνιστικό σύστημα εξάτμισης, κατασκευασμένο εξολοκλήρου από τιτάνιο και αναπτυγμένο σε συνεργασία με την Akrapovič, καθιστά την Panigale V4 R ακόμη ελαφρύτερη.

Εφοδιασμένο με διπλό τελικό κάτω από τη σέλα και θερμομονωτικά καλύμματα από carbon, μειώνει το βάρος κατά 6,6 κιλά σε σχέση με το στάνταρ σύστημα και αυξάνει την ισχύ κατά 17,3 ίππους, βελτιώνοντας σημαντικά τον λόγο ισχύος/βάρους και επιτρέποντας τελική ταχύτητα 330,6 km/h.