Turbo Tech: interne vs. externe Wastegates

door Khiem Dinh

Foto ’s met dank aan Bren Tuning en Killer B Motorsport

voordat we ingaan op de getallen en redenen waarom een gedumpte externe wastegate meer vermogen maakt dan een interne wastegate turbo configuratie, laten we bespreken waarom intern afgedankte Turbo’ s worden gebruikt door de OEM ‘ s. De eerste zorg van de OEM is de emissies; daarom moet alle uitlaatgasstroom door de katalysator stromen. Kan een externe wastegate setup zo worden geconfigureerd dat de wastegate flow door de katalysator gaat? De wastegate stroom van een externe poort kan zeer zeker terug worden geloosd in de downpipe en in de katalysator. Dit brengt ons bij de volgende reden waarom OEM ’s intern afgedankte Turbo’ s gebruiken: eenvoud.

De intern afgedankte turbo komt naar de OEM van de leverancier als één onderdeel en dus ook als één onderdeelnummer. De OEM hooks up olieleidingen, waterleidingen, compressor en turbine inlaat en uitlaat verbindingen, en misschien een paar vacuüm lijnen of elektrische connectoren aan dit ene turbocompressor deel. Laten we zeggen dat de OEM besloot om te gaan met een externe wastegate configuratie die terug in de downpipe was gelokaliseerd. Nu zijn er extra onderdeelnummers voor de externe wastegate en klemmen, wat complicatie toevoegt aan supply base en logistiek. Aan de ontwerpzijde moet de OEM complexere Uitlaatspruitstukken en downpipes ontwerpen met extra flenzen en balgverbindingen. Als de turbo een dubbele scroll setup is, is dat het dubbele van alles. Vervolgens moet de OEM hun eigen validatie testen voor duurzaamheid en kwaliteit te doen. Elke extra las en verbinding moet worden gevalideerd voor kwaliteit en duurzaamheid. Een duurzaamheidstest van 2000 uur is gebruikelijk. Zoals u zich kunt voorstellen, het runnen van een motor dyno cel voor 2000 uur is niet goedkoop (faciliteiten, technici, brandstof, elektrische stroom naar de cel, enz.). Als de oem de intern verspilde turbocompressor in één pakket krijgt, vermindert dat de kosten en uitvalpunten aanzienlijk.

Dit is de Honeywell (Garrett) turbo op de 2.3 L Ecoboost motor op de Focus RS. Het is een twin-scroll met interne wastegate, en de compressor bypass klep is zelfs geïntegreerd in de compressor behuizing. De turbo gaat naar Ford als een geïntegreerd en gevalideerd pakket en Ford bouten het aan hun Motor.

het laatste punt van zorg voor de OEM is de grootte van de benodigde pakketruimte voor de turbocompressor. Op turbo benzine auto ’s momenteel in productie, de grootste Turbo’ s zijn ongeveer GT25-28 Grootte. Dat wil zeggen, ze zijn niet echt groot. BMW V8 ‘ s gebruiken MGT2260s. de Focus RS gebruikt een MGT2263. Enkele turbo auto ‘ s zijn allemaal in de 300-350pk bereik. Twin turbo auto ‘ s zijn in de 600-650pk bereik, voor het grootste deel. Dus, de grootte van een externe wastegate is vrij groot ten opzichte van deze turbo ‘ s. Het vinden van ruimte voor buitenafvalplaatsen wordt een groter probleem in deze vaak zeer krappe motorbaaien. Visualiseer proberen om een paar externe wastegates in het midden van de V van de Duitse twin-turbo V8 motoren.

dit is de bijna standaard BMW M6 motor in de Rahal Letterman Lanigan GTLM auto met een paar van de standaard Honeywell intern afgedankte twin-scroll Turbo ‘ s. Merk op hoe strak alles is verpakt rond de turbo ‘ s geplaatst in het midden van de V. stel je voor dat je probeert te verpakken vier externe wastegates in daar.

Oke, dus we weten waarom de OEM ’s gaan met intern afgedankte Turbo’ s. Maar waarom geeft het macht op aan extern verspilde configuraties en hoeveel macht geeft het op? Het ‘ waarom ‘is gemakkelijk uit te leggen, het’ hoe ‘ is veel ingewikkelder. Het ‘waarom’ komt gewoon neer op uitlaattegendruk. Vergeet niet dat het turbinewiel een uitlaattegendruk multiplier is. De tegendruk die het uitlaatsysteem veroorzaakt, wordt vermenigvuldigd met het turbinewiel. Grotere uitlaten, testpijpen en hoge stroomkatten zorgen ervoor dat de motor meer vermogen kan maken door de tegendruk te verminderen.

Als u ons artikel over turbo sizing herinnert, zult u deze gegevens onthouden die we gegenereerd hebben met het Borg Warner MatchBot programma. Het doel was om te laten zien hoe de uitlaattegendruk wordt vermenigvuldigd met het turbinewiel. In dit voorbeeld, bij 8000rpm, resulteerde een vermindering van de tegendruk van het uitlaatsysteem met 2 psi in een vermindering van de druk in het uitlaatspruitstuk met 4,4 psi omdat de turbine in werking was bij een drukverhouding van 2,2.