Turbo Tech: Interne ed Esterne Wastegates

da Khiem Dinh

le Foto per gentile Concessione di Bren Tuning e Killer B Motorsport

Prima di entrare nei numeri e i motivi per cui un oggetto di dumping wastegate esterna rende più potere di un interno wastegate del turbo di configurazione, cerchiamo di discutere perché internamente wastegated i turbo sono utilizzati dagli Oem. La prima preoccupazione dell’OEM sono le emissioni; quindi tutto il flusso di scarico deve fluire attraverso il convertitore catalitico. È possibile configurare una configurazione wastegate esterna in modo che il flusso wastegate passi attraverso il convertitore catalitico? Il flusso di wastegate da un cancello esterno può certamente essere ricondotto nel downpipe e nel convertitore catalitico. Quindi, questo ci porta alla prossima ragione per cui gli OEM usano turbo wastegated internamente: la semplicità.

Il turbo wastegated internamente viene all’OEM dal fornitore come una parte e quindi anche un numero di parte. L’OEM aggancia le linee dell’olio, le linee dell’acqua, le connessioni di ingresso e uscita del compressore e della turbina e forse un paio di linee di vuoto o connettori elettrici a questa parte del turbocompressore. Diciamo che l’OEM ha deciso di andare con una configurazione wastegate esterno che è stato piombato di nuovo nel downpipe. Ora ci sono numeri extra del pezzo per il wastegate esterno ed i morsetti, aggiungenti la complicazione alla base e alla logistica del rifornimento. Dal lato del design, l’OEM deve progettare collettori di scarico e pluviali più complessi con flange extra e giunti a soffietto. Se il turbo è una configurazione a doppio scorrimento, è il doppio di tutto. Quindi, l’OEM deve eseguire i propri test di convalida per la durata e la qualità. Ogni saldatura e giunto extra deve essere convalidato per la qualità e la durata di prova. Un test del ciclo di durata di 2000 ore è comune. Come potete immaginare, l’esecuzione di una cella dyno motore per 2000 ore non è a buon mercato (strutture, tecnici, carburante, energia elettrica alla cella, ecc). Se l’OEM ottiene il turbocompressore wastegated internamente tutto in un unico pacchetto, che riduce notevolmente i costi e punti di guasto.

Questo è il turbo Honeywell (Garrett) sul motore Ecoboost da 2,3 L sulla Focus RS. È un twin-scroll con wastegate interno e la valvola di bypass del compressore è persino integrata nell’alloggiamento del compressore. Il turbo va a Ford come un pacchetto integrato e convalidato e Ford bulloni al loro motore.

L’ultima area di preoccupazione per l’OEM è la dimensione dello spazio del pacchetto richiesto per montare il turbocompressore. Sulle auto a benzina turbocompresse attualmente in produzione, i turbo più grandi sono di circa dimensioni GT25-28. Vale a dire, non sono molto grandi. BMW V8 uso MGT2260s. La messa a fuoco RS utilizza un MGT2263. Le singole auto turbo sono tutte nella gamma 300-350hp. Le auto Twin turbo sono nella gamma 600-650hp, per la maggior parte. Quindi, la dimensione di un wastegate esterno è abbastanza grande rispetto a questi turbo. Trovare spazio per adattarsi ai wastegates esterni diventa un problema più grande in queste baie del motore spesso molto anguste. Visualizza cercando di mettere un paio di wastegates esterni nel mezzo della V dei motori V8 twin-turbo tedeschi.

Questo è il motore BMW M6 quasi di serie nella vettura Rahal Letterman Lanigan GTLM con un paio di stock Honeywell internamente wastegated turbo twin-scroll. Notate quanto strettamente tutto è confezionato intorno ai turbo posti nel mezzo del V. Immaginate di provare a confezionare quattro wastegates esterni lì dentro.

Va bene, quindi sappiamo perché gli OEM vanno con turbo wastegated internamente. Ma perché rinuncia al potere di configurazioni wastegated esternamente e quanta potenza rinuncia? Il’ perché ‘è facile da spiegare, il’ come ‘ è molto più complicato. Il’ perché ‘ si riduce semplicemente alla contropressione di scarico. Ricorda che la ruota della turbina è un moltiplicatore di contropressione dello scarico. Qualunque contropressione il sistema di scarico crea viene moltiplicato per la ruota della turbina. Scarichi più grandi, tubi di prova e gatti ad alto flusso consentono al motore di aumentare la potenza riducendo la contropressione.

Se ricordi il nostro articolo sul dimensionamento turbo, ricorderai questi dati che abbiamo generato usando il programma Borg Warner MatchBot. L’obiettivo era quello di mostrare come la contropressione dello scarico viene moltiplicata per la ruota della turbina. In questo esempio, a 8000rpm, una riduzione della contropressione del sistema di scarico di 2psi ha comportato una riduzione della pressione nel collettore di scarico di 4,4 psi perché la turbina funzionava con un rapporto di pressione di 2,2.