Cambios impulsados por las emisiones en el Suzuki Hayabusa 2022

Cambios impulsados por las emisiones en el Suzuki Hayabusa 2022

26 marzo, 2021 0 Por Moto Revista CR

Cambios impulsados ​​por las emisiones en el Suzuki Hayabusa 2022

Las reducciones de emisiones requeridas por las nuevas normas Euro 5 son la razón subyacente para que Suzuki actualice la Hayabusa, permitiendo así que sus ventas continúen. Las reducciones en comparación con Euro 4 son del 12 por ciento en monóxido de carbono (CO), 41 por ciento en hidrocarburos no quemados (UHC) y 33 por ciento en óxidos de nitrógeno (NOx), vigentes a partir del 1 de enero de 2020.

El Gen 2 Hayabusa llevaba dos catalizadores de escape, ubicados hacia adelante en las uniones de la tubería de cabecera. El contacto entre el gas de escape caliente y el catalizador químicamente activo empuja el cambio químico en las direcciones deseadas: hacia la finalización de la combustión del UHC y el monóxido de carbono y la reducción de los óxidos de nitrógeno que forman el smog.

Como en el modelo anterior, para ayudar a los catalizadores de oxidación de escape en su trabajo de completar la combustión de UHC y monóxido de carbono para formar dióxido de carbono, el sistema de inyección de aire secundario pulsado «PAIR» de Suzuki (esto es equivalente al «smog bombas” que alguna vez fueron comunes en los motores de los automóviles).

suzuki

Durante años, era una rutina dar a los motores de las motos deportivas tiempos de leva bastante largos para aumentar el llenado del cilindro a mayores rpm, aunque hacerlo permitía que se bombeara hacia atrás una parte de la mezcla a revoluciones más bajas, lo que resultaba en un par reducido en las rpm inferiores a medias. Tiempos tan largos requirieron una superposición considerable de válvulas.

El control de la mezcla se vuelve más complicado durante los cambios rápidos de carga. El sistema de aceleración por cable de Gen 3 Hayabusa proporciona un control adicional sobre la mezcla de combustible del motor durante los cambios rápidos de carga.

Durante la era del carburador, el piloto podía girar el acelerador tan rápido que el combustible no podía seguir el ritmo del aire que entraba en el motor. El resultado fue un leve tropiezo. El carburador CV de la década de 1980 superó esto al proporcionar una corredera de aceleración secundaria cuya apertura se retrasó ligeramente por el vacío venturi: no importa qué tan rápido el piloto aprieta el acelerador, la corredera controlada por vacío mantendrá la velocidad venturi necesaria para mantener el flujo de combustible adecuado.

Cuando llegó la inyección de combustible en los años 90, el piloto controlaba directamente la mariposa del acelerador en el cuerpo del acelerador de cada cilindro a través de un cable de acero del acelerador, por lo que una vez más fue posible que el piloto abriera el acelerador demasiado rápido. La solución de Suzuki fue colocar una placa de aceleración secundaria, controlada por la ECU, en cada cuerpo de aceleración. Imitando la acción del acelerador secundario de un carburador CV, esta placa se abriría a una velocidad que permitiera que el sistema de combustible se mantuviera al día. Esto se llamó Suzuki Dual Throttle Valve (SDTV).

Actualizando a la electrónica moderna, la Hayabusa ahora emplea acelerador por cable, un «cable» de cobre del acelerador. Cuando el motociclista mueve el puño del acelerador, un sensor electrónico (el sensor de posición del acelerador o TPS) informa su ángulo y la ECU lo interpreta como una demanda de par. Luego abre el acelerador y suministra el combustible apropiado para esa demanda. El resultado es un control de mezcla más preciso durante el movimiento rápido del acelerador. Cuando la mezcla es correcta, ni rica ni pobre, el combustible tiene más posibilidades de quemarse por completo, lo que aumenta la respuesta y reduce las emisiones.

Anteriormente, el tracto de admisión de cada cilindro contenía dos inyectores: uno inferior debajo de la placa del acelerador controlada por el conductor y un inyector lateral superior dirigido a la placa del acelerador secundaria. En el Hayabusa de aceleración por cable 2022, no hay una placa de aceleración secundaria, por lo que el chorro de combustible del inyector superior se rompe al golpear una placa de metal fija cuya superficie es paralela al flujo de aire. En muchas motocicletas, los inyectores superiores, llamados «cabezales de ducha», se ciernen sobre la boca de campana de cada toma. En la Hayabusa, donde la altura es un bien escaso, los inyectores superiores son «alimentadores laterales» que rocían en ángulo a través de los lados de las tomas. La longitud del tracto de admisión se ha incrementado en media pulgada. Suzuki afirma que la ruptura del combustible contra la placa fija contribuye con una ganancia del 2 por ciento al par de rango medio y bajo. Los inyectores también se modifican para producir gotas de un tamaño más fino.

suzuki hayabusa

¿Cómo afecta el tamaño de las gotas de combustible a la potencia, el consumo de combustible y las emisiones? Cualquier sistema de combustible que dependa de la rápida evaporación de un aerosol produce una variedad de tamaños de gotas (lo mismo ocurre con los propulsores líquidos inyectados en las cámaras de empuje de los motores de cohetes). Dependiendo del tamaño y la cantidad de gotas más grandes producidas, es posible que algunos combustibles no tengan tiempo para evaporarse y participar plenamente en la combustión. Dicho combustible no quemado, al enfriar ligeramente la combustión, reduce la potencia y aumenta tanto el consumo de combustible como las emisiones de UHC.

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Detalle de los cambios en las cámaras de combustión

Los materiales de prensa proporcionados por Suzuki comparan las cámaras Gen 2 y 2022. En Gen 2 hay una cúspide triangular de área de aplastamiento entre los pares de válvulas de admisión (aplastar son aquellas partes de la corona del pistón y la cabeza que se acercan mucho entre sí en TDC, para «aplastar» rápidamente la mezcla entre ellas, formando rápidamente chorros que aceleran útilmente la combustión).

A las agencias de calidad del aire no les gusta el aplastamiento porque puede actuar para enfriar o «apagar» la combustión al estar muy cerca de las superficies metálicas frías, aumentando la producción de UHC. En el pasado, la regla general era dedicar el 15 por ciento del área de la corona del pistón de cuatro tiempos a aplastar, pero los tiempos han cambiado. Cuando los requisitos de emisiones niegan a los ingenieros una forma de obtener lo que necesitan, trabajan para obtener el mismo efecto por otros medios. Una fuente potencial mucho más fuerte de turbulencia para acelerar la combustión es la irrupción de mezcla de alta velocidad durante la carrera de admisión, y la mejor manera de prevenir la pérdida de esa velocidad que produce turbulencia durante la siguiente carrera de compresión es haciendo las superficies internas de la cabeza y corona del pistón lo más lisa posible. La superposición reducida de válvulas de la nueva Hayabusa requiere menos muescas de holgura de válvulas profundas en la corona del pistón.

hayabusa 2022

Suzuki descubrió que podría convertir la pérdida de esas cúspides aplastadas en una mayor «área de cortina» para aumentar el flujo de aire a baja elevación de la válvula. El área de la cortina es la elevación de la válvula, multiplicada por la circunferencia de la cabeza de la válvula. Resultado: una ganancia de flujo del 5 por ciento en elevaciones de válvula más bajas. También es interesante una reducción de 1 mm en el diámetro del cuerpo del acelerador, de 44 a 43 mm, lo que aumenta ligeramente la velocidad de admisión. Cuando se te imponga un cambio, aprovéchalo como una oportunidad.

Los tiempos de leva más cortos aumentan las aceleraciones de las válvulas

Suzuki ha aumentado la elevación de la válvula de escape para que sea esencialmente igual a la elevación de la admisión y ha reducido algo el número de grados durante los cuales las válvulas están abiertas. Debido a que ambos cambios requieren aceleraciones de válvula más rápidas, se han adoptado resortes de válvula más rígidos. Para soportar la carga doblemente aumentada de estos resortes más una mayor aceleración de la válvula, los lóbulos de las levas se han ensanchado para que la película de aceite entre ellos y los empujadores de la válvula no se sobrecargue; cuanto más grande es el surfista, más grande es la tabla.

Los lectores atentos verán que, para lograr ganancias de par en el rango de 3.300 a 7.000 rpm, ha sido necesario algún compromiso a altas rpm. Un conjunto de cambios en la sincronización de la leva, posiblemente una mayor longitud del tubo colector de escape, rango de rpm de resonancia de la caja de aire y el alargamiento de los tractos de admisión en media pulgada, probablemente sean los responsables.

Los tiempos de leva alterados reducen las emisiones de UHC

La superposición es el tiempo cerca del TDC al final de la carrera de escape cuando las válvulas de admisión ya han comenzado a abrirse antes del centro superior, pero los escapes todavía están en las últimas etapas de cierre, un poco después del centro superior. La superposición de válvulas aumenta el rendimiento porque: 1) al permitir más tiempo para la apertura y el cierre de la válvula, las válvulas pueden seguir con precisión los contornos de la leva sin resortes extremadamente rígidos, y 2) si los tubos de escape están dimensionados correctamente, una onda negativa de la tubería puede regresar al cilindro para Extraiga cualquier gas de escape residual por encima del pistón y luego pase por las válvulas de admisión parcialmente abiertas para comenzar el proceso de admisión temprano, incluso antes de que el pistón haya comenzado a moverse hacia abajo en su carrera de admisión.

suzuki 2022

Esto era más aceptable cuando los estándares de emisiones de las motocicletas eran más suaves, pero para pasar la Euro 5 parte de esa superposición de válvulas tenía que desaparecer. Esa onda de tubería negativa que inicia de manera beneficiosa el proceso de admisión temprano también puede succionar la mezcla fresca de las tomas directamente al tubo de escape, creando emisiones detectables de hidrocarburos no quemados; incluso si el inyector de combustible aún no ha comenzado a rociar, los puertos de admisión siempre contienen vapor de combustible y gotas, y sus paredes están mojadas con combustible. Como se muestra en los gráficos de Suzuki, los tiempos de las levas se han «dividido» solo un poco, haciendo avanzar los lóbulos de escape y retardando las tomas para acortar la superposición de las válvulas.

La reducción de la superposición de válvulas es una tendencia de toda la industria, adoptada para cumplir con los estándares de emisiones. Si se hace correctamente, también puede resultar en un par más amplio y manejable; A esto lo he llamado «aplanamiento de par impulsado por las emisiones». En Ducati, las levas de baja superposición de su Diavel le han dado el nombre de “11 °” porque es la poca superposición de válvulas que tiene. Incluso su V4 de alto rendimiento tiene solo 26 grados de superposición.

Como puede ver, algunos de los cambios anteriores tienen como objetivo reducir las emisiones en su origen en el llenado y la combustión de los cilindros. Estos cambios incluyen una superposición de válvulas más corta, tamaños de gotas de combustible más pequeños, control mejorado de la mezcla transitoria y área de «enfriamiento rápido» (aplastamiento) reducida entre los pistones y la culata de cilindros.

Otros cambios, principalmente la provisión de dos unidades de catalizador de escape adicionales, una en cada silenciador, buscan reducir las emisiones mediante un «postratamiento», alterando la química de la corriente de escape después de que el gas de combustión gastado ha salido de los cilindros.

En los viejos tiempos de los controles de emisiones de “chisporroteo y pérdida” en automóviles y motocicletas, muchos motociclistas y conductores esperaban mejorar el rendimiento quitando o evitando los dispositivos de emisiones. La llegada de los controles digitales del motor ha permitido que las tecnologías de emisiones se integren sin problemas, de modo que la respuesta y el rendimiento del acelerador puedan seguir siendo excelentes.