Новый экологический стандарт Euro 5, предписывающий снижение вредных выбросов, послужил причиной для Suzuki обновить Hayabusa и тем самым обеспечить возможность и далее продавать эту модель. Относительно требований Euro 4 содержание в выхлопе монооксида углерода нужно было снизить на 12 процентов, несгоревших углеводородов - на 41 процент, а оксидов азота - на 33 процента.
Система PAIR
Второе поколение Suzuki Hayabusa оснащалось двумя каталитическими конвертерами, расположенными перед соединением выпускных патрубков. В нынешнем, третьем, поколении Hayabusa дополнительные катализаторы расположены ниже, в глушителях. Контакт горячих выхлопных газов с катализаторами побуждает догорание углеводородов и монооксида углерода и снижает количество оксидов азота. Как и в прошлой модели, для дожига выхлопных газов используется подача в выхлоп воздуха при помощи вторичной системы PAIR.
Раньше считалось совершенно нормальным делать фазы открытия клапанов достаточно длинными для улучшения продувки цилиндров даже ценой того, что на фазе перекрытия часть смеси будет вылетать в выхлоп, а на низких оборотах - выталкиваться обратно во впуск, что приводило к невысокой тяге на нижних и средних оборотах и чрезвычайно неэкологичному выхлопу на высоких.
Оптимальная смесь на любых оборотах
Установленный в третьем поколении Suzuki Hayabusa электронный газ обеспечивает оптимальную смесь на любых оборотах и при быстрых изменениях нагрузки. Во времена карбюраторов бывало так, что райдер открывал газ настолько быстро, что воздух проходил через диффузор карбюратора слишком свободно и топливо не поспевало за ним, что приводило к слишком бедной смеси и плохому отклику на газ. Карбюраторы постоянного разрежения из 80-х решили эту проблему благодаря наличию вторичной заслонки, которая открывается вакуумом и влияет на проходимость карбюратора, обеспечивая оптимальный эффект эжекции.
Но когда в 90-х годах началось массовое внедрение инжекторов, дроссельные заслонки приводились от стального троса, соединяющего с ними ручку газа, и опять стало возможно слишком быстрое прохождение воздуха. Решение этой проблемы от Suzuki заключалось в установке дополнительного набора дроссельных заслонок, управляемых ЭБУ и имитирующих вторичные заслонки карбюраторов постоянного разрежения. Эта система называлась Suzuki Dual Throttle Valve (SDTV).
Современная Suzuki Hayabusa
Сегодняшняя Hayabusa, оснащённая электронным газом, работает на иных принципах. Когда райдер открывает газ, электронный датчик считывает положение ручки газа и передаёт эти данные в ЭБУ, которое реагирует не только на угол, на который открыт “газ”, но и на скорость, с которой это происходит. Затем ЭБУ по заложенным в него алгоритмам (известным также как “топливные карты”) открывает дроссельные заслонки на определённый угол с определённой скоростью и подаёт определённое количество топлива. Благодаря этому смесь оказывается оптимальной на любых оборотах, при любой скорости, температуре, нагрузке и даже фазе луны. А на оптимальной смеси, не слишком богатой и не слишком бедной, топливо сгорает максимально чисто и эффективно, обеспечивая одновременно отличный отклик и чистый выхлоп.
Раньше во впускном тракте каждого цилиндра стояло две форсунки: нижняя под “ручными” заслонками, а верхняя была нацелена во вторичные заслонки, управляемые электроникой. В Hayabusa 2022 с электронным газом вторичных заслонок нет, поэтому струя из верхней форсунки разбивается о зафиксированную металлическую пластину, поверхность которой параллельна воздушному потоку. На многих мотоциклах верхние форсунки расположены над раструбами впускных манифольдов. На Suzuki Hayabusa верхние форсунки установлены сбоку манифольдов, подавая смесь под углом. Длина впускных трактов Hayabusa была увеличена на 1 сантиметр, и по данным Suzuki, разбрызгивание струи из вторичных форсунок о фиксированные пластины увеличивает тягу на нижних и средних оборотах на 2 процента. Сами форсунки в версии 2022 года измельчают топливо сильнее, чем прошлая версия.
Как размер капель топлива влияет на мощность, потребление и выбросы? Любая топливная система, зависящая от испарения топлива, измельчает его на капли разного объёма. В зависимости от объёма и количества самых больших капель, некоторая часть топлива может не успевать испаряться и полностью сгорать во вспышке. Такое несгоревшее топливо снижает температуру в камере сгорания, но снижает мощность и увеличивает расход топлива и количество несгоревших углеводородов в выхлопе.
Камеры сгорания
По данным Suzuki, второе поколение Hayabusa имело треугольный выступ в области сжатия (это те части днища поршня и головки, которые на такте сжатия сходятся максимально близко, создавая завихрения смеси, ускоряющие поджиг) между впускными клапанами. Правительственным экологам области сжатия в двигателях не нравятся, поскольку они способны охлаждать или гасить горение, повышая количество несгоревших углеводородов в выхлопе. Как правило раньше под область сжатия отводилось около 15 процентов площади четырёхтактного поршня, но времена изменились, и сейчас, когда области сжатия себя изжили, завихрение смеси в камере сгорания обеспечивается иначе - путём вброса высокоскоростной смеси на такте впуска. А лучший способ сохранить турбулентное движение смеси на такте сжатия — это сделать внутренности камеры сгорания максимально гладкими. Благодаря сокращению фазы перекрытия клапанов, цековки (выборки) в днище поршня под клапана в новой Hayabusa уменьшены в глубину.
Кроме того, благодаря более гладкой структуре головки на 5% повысилась проходимость клапанов при их небольшом открытии. Любопытно также, что диаметр дроссельной заслонки был уменьшен с 44 до 43мм, что несколько увеличило скорость потока смеси во впуске.
Короче фазы - мощнее пружины
Ход выпускных клапанов был увеличен и теперь, в сущности, равен ходу впускных, а фаза их открытия была немного укорочена. Обе эти доработки потребовали более быстрого хода клапанов, поэтому они были оснащены более жёсткими пружинами, обеспечивающими быстрое закрытие. Повышенная нагрузка от жёстких пружин и увеличения скорости скомпенсирована более широкими кулачками распредвалов.
Для увеличения крутящего момента Suzuki Hayabusa в диапазоне 3300-7000об/мин пришлось несколько снизить производительность двигателя на более высоких оборотах. Эти изменения были воплощены путём обновления фаз ГРМ, увеличения длины выпускного тракта, удлинения впускных трактов на сантиметр, а также изменения конструкции аирбокса, повлиявшего на диапазон, в котором в нём возникает резонанс.
Несгоревшие углеводороды
Фаза перекрытия клапанов — это этап, на котором поршень находится около верхней мёртвой точки в конце такта выпуска, впускные клапана уже начали открываться, а выпускные ещё не до конца закрылись. Эта фаза увеличивает производительность двигателя, поскольку, во-первых, клапана могут дольше открываться и закрываться, а значит более точно следовать за профилем кулачков распредвалов без слишком жёстких пружин, а во-вторых, при правильной конструкции выхлопа отрицательная волна в нём возвращается в цилиндр, вытягивает остатки выхлопных газов и втягивает смесь через впускные клапана ещё до того, как это начинает эффективно делать поршень.
Это было допустимо при более лояльных экологических требованиях, но под действием Euro 5 фаза перекрытия клапанов стала практически вне закона. Отрицательная волна в выхлопном тракте, эффектно и эффективно начинающая втягивать смесь, затягивает её и в выхлоп, поэтому ощутимая часть бензина не сгорает в двигателе, а оказывается в выхлопных газах. Даже если форсунка ещё не начала распылять топливо, то во впуске всегда содержится некоторое количество паров и капель бензина, и его в любом случае затягивает в выхлоп. Поэтому фаза перекрытия была несколько сокращена, т.е. выпускные кулачки закрывают клапана чуть раньше, а впускные - открывают чуть позже.
Сокращение фазы перекрытия клапанов — это общий тренд в индустрии, заданный требованиями актуальных экостандартов. При правильной реализации это позволяет сделать полку момента шире, а тягу соответственно более управляемой. В случае Ducati, например, распредвалы с малой фазой перекрытия клапанов подарили новому Diavel имя “11-градусный” - именно такова длительность фазы перекрытия. И даже их сверхмощный V4 имеет длительность фазы перекрытия всего 26 градусов.
Экология Suzuki Hayabusa
Итак, некоторые из внесённых доработок Suzuki Hayabusa призваны снизить количество вредных выбросов не путём дожига несгоревшего топлива, а путём снижения его количества, попадающего в выхлоп. Это и сокращение фазы перекрытия клапанов, и более тонкое измельчение топлива, и улучшенное управление составом смеси, и более гладкая внутренняя поверхность камеры сгорания, оптимизирующая сжигание смеси. Тем не менее, два дополнительных каталитических конвертера, по одному в каждом глушителе, расправляются с остатками несгоревших углеводородов, делая выхлоп ещё чище.
В былые времена “экология” на ДВС существенно снижала эффективность двигателей и часто приводила к нестабильной работе и даже его повреждению. Например, забитый клапан EGR обрастал порошкообразным углём, который затем попадал во впуск и мог привести к образованию царапин на стенках цилиндров, тлеющему нагару (приводящему к детонации) и другим негативным эффектам. Сегодняшние инжекторы обеспечивают чистый выхлоп самым правильным путём - путём эффективного использования топлива. А значит, отклик и производительность ДВС при этом остаются великолепными.
