Turbo Tech: interna vs. externa Wastegates

av Khiem Dinh

foton med tillstånd av Bren Tuning och Killer B Motorsport

innan vi går in i siffrorna och anledningarna till att en dumpad extern wastegate gör mer kraft än en internt wastegate turbo konfiguration, låt oss diskutera varför internt Wastegated Turbos används av OEM-tillverkarna. OEM: s första problem är utsläpp; därför måste allt avgasflöde strömma genom katalysatorn. Kan en extern wastegate-inställning konfigureras så att wastegate-flödet går igenom katalysatorn? Wastegate-flödet från en extern Grind kan säkert plumbed tillbaka in i nedröret och in i katalysatorn. Så, detta leder oss till nästa anledning OEM använder internt wastegated turbos: enkelhet.

den internt wastegated turbo kommer till OEM från leverantören som en del och därför också ett artikelnummer. OEM hakar upp oljeledningar, vattenledningar, kompressor-och turbininlopp och utloppsanslutningar, och kanske ett par vakuumledningar eller elektriska kontakter till den här turboladdaren. Låt oss säga att OEM bestämde sig för att gå med en extern wastegate-konfiguration som plumbed tillbaka i downpipe. Nu finns det extra artikelnummer för den externa wastegate och klämmor, lägga komplikation att leverera bas och logistik. På designsidan måste OEM designa mer komplexa avgasgrenrör och nedrör med extra flänsar och bälgfogar. Om turbo är en dubbelrullningsinställning är det dubbelt av allt. Sedan måste OEM göra sin egen valideringstestning för hållbarhet och kvalitet. Varje extra svets och Fog måste valideras för kvalitet och testhållbarhet. En 2000 timmars hållbarhetscykeltestning är vanligt. Som ni kan föreställa er att köra en motor dyno cell för 2000 timmar är inte billigt (anläggningar, tekniker, bränsle, elkraft till cellen, etc). Om OEM får internt wastegated turboladdare allt i ett paket, som kraftigt minskar kostnader och felpunkter.

Detta är Honeywell (Garrett) turbo på 2.3 L Ecoboost-motorn på Focus RS. Det är en dubbelrulle med intern wastegate, och kompressorbypassventilen är till och med integrerad i kompressorhuset. Turbo går till Ford som ett integrerat och validerat paket och Ford bultar det till sin motor.

det sista området för OEM är storleken på det paketutrymme som krävs för att passa turboladdaren. På turboladdade bensinbilar som för närvarande är i produktion är de största turbos ungefär GT25-28 Storlek. Det vill säga, de är inte riktigt stora. BMW V8s använder MGT2260s. Focus RS använder en MGT2263. Enstaka turbobilar finns alla i 300-350hp-serien. Dubbla turbobilar finns i 600-650hp-serien, för det mesta. Så storleken på ett externt avfallgate är ganska stort i förhållande till dessa turbos. Att hitta utrymme för att passa externa avfallsgater blir ett större problem i dessa ofta mycket trånga motorfack. Visualisera att försöka sätta ett par externa avfallsgater i mitten av V av de tyska twin-turbo V8-motorerna.

detta är den nästan lager BMW M6-motorn i Rahal Letterman Lanigan GTLM-bilen med ett par lager Honeywell internt wastegated twin-scroll turbos. Lägg märke till hur tätt allt är förpackat runt turbos placerade i mitten av V. Tänk dig att försöka paketera fyra externa wastegates där inne.

Okej, så vi vet varför OEM: erna går med internt wastegated turbos. Men varför ger det upp ström till externt avfallfördelade konfigurationer och hur mycket ström ger det upp? ’Varför’ är lätt att förklara, ’ hur ’ är mycket mer komplicerat. ’Varför’ kommer helt enkelt ner till avgaser mottryck. Kom ihåg att turbinhjulet är en avgasbaktrycksmultiplikator. Oavsett mottryck som avgassystemet skapar multipliceras med turbinhjulet. Större avgaser, provrör och högflödeskatter gör att motorn kan göra mer kraft genom att minska mottrycket.

om du kommer ihåg vår artikel om turbostorlek kommer du ihåg dessa data som vi genererade med hjälp av Borg Warner MatchBot-programmet. Målet var att visa hur avgasbaktrycket multipliceras med turbinhjulet. I detta exempel, vid 8000 rpm, resulterade en minskning av avgassystemets mottryck på 2psi i en minskning av trycket i avgasgrenröret med 4,4 psi eftersom turbinen arbetade vid ett tryckförhållande på 2,2.