Wastegate

Hvad er en wastegate?

Wastegate er en ventil, der styrer turboladerens ladetryk ved hjælp af vakuum og tryk.

En Wastegate er en enhed, der hjælper med at kontrollere ladetrykket i en turboladet motor. Regulering af udstødningsgasserne, der strømmer gennem turboen og begrænsning af den maksimale mængde ladetryk, der kan produceres. Dette hjælper med at forhindre for højt ladetryk og holder turboen kørende for den bedste ydeevne.

Wastegate-ventiler består normalt af et indløb og et udløb, der åbnes og lukkes ved hjælp af en ladetrykskontrol. Ladetryksventilen er forbundet til wastegate-ventilen og er ansvarlig for at åbne og lukke den. Ladetryksreguleringen / ladetryksventilen åbner og lukker wastegate for at regulere hvor meget udstødningsgas der strømmer gennem turboen, og dermed hvor meget ladetryk der produceres.

Hvordan fungerer en wastegate?

En wastegate slipper en del af udstødningsgasserne igennem, før de når turboladerens turbine for at aflaste turboen fra at give et uønsket ladetryk. Udstødningsgasserne frigives gennem Wastegate, som derefter fører ud til udstødningssystemet. I præstationsapplikationer ledes dette nogle gange direkte ud i luften, så der ikke skabes turbulens i udstødningssystemet.

Hvorfor bruges en wastegate?

En Wastegate bruges til at regulere ladetrykket, så det ønskede ladetryk opretholdes og til at modvirke et uønsket løbsk ladetryk.

En ekstern wastegate er normalt nødvendig, når den interne wastegate i turboen ikke kan kontrollere ladetrykket effektivt nok. Dette kan ske af en række årsager, herunder en defekt eller beskadiget intern wastegate, en forkert wastegate-fjederstørrelse, eller simpelthen fordi ladetrykket er for højt til, at den interne wastegate kan håndtere. Uanset årsagen kan en ekstern wastegate hjælpe med at regulere boosttrykket og forhindre turboen i at overdreje.

En wastegate kan også bruges til at finjustere trykniveauer. Ved at justere placeringen af ​​det eksterne wastegate-dumprør er det muligt at ændre, hvor meget udstødningsgas der ledes væk fra turbinehjulet. Dette kan bruges til at øge eller mindske ladetrykket efter behov, hvilket giver mulighed for mere præcis kontrol af turboens output.

Forbindelser

• Udstødningsindtag
  Udstødningsindtaget er det sted, hvor motorens udstødningsgas kommer ind i udstødningsventilen på en ekstern wastegate. En intern wastegate sidder i udstødningshuset på en turbo, så indløbet er den del af turbinehuset, hvor udstødningsgasser kan nå denne ventil. Forbindelser på en ekstern wastegate er normalt v-bånd eller en boltet flange.

• Udstødningsudtag
  Udstødningsåbningen er det sted, hvor udstødningsgasserne evakueres. Dette gælder både internt og eksternt wastegate. Denne er forbundet til motorens udstødningssystem, efter turbinehjulet på turboen. En ekstern wastegate kan på den anden side også lede udstødningsgasserne direkte ud i luften og ikke tilbage i udstødningssystemet. Forbindelser på en ekstern wastegate er normalt v-bånd eller en boltet flange.

• Vakuum
  Tilslut til motorens vakuum via motorens indtag, vakuumstation eller MAC-Ventil. Nogle wastegates er forberedt til modtryk og kan så have to vakuumforbindelser. En forbindelse over membranen og en under membranen. Tilslutninger er normalt et hungevind med 1/8" NPT

• Vand ind/ud (til afkøling)
  Nogle wastegates har udtag til vandkøling. Disse behøver ikke at være forbundet i et bestemt flow. Tilslutninger er normalt et hungevind med 1/8" NPT.

Forskellige typer wastegate

Der er faktisk to muligheder for Wastegates, den ene er intern og indbygget i turboens turbinehus. Den anden variant er ekstern og er monteret på manifolden

Begge justeres med en ladetryksventil, der er forbundet med en trykmåler, der regulerer det ønskede ladetryk, altså hvor meget ventilen holdes åben eller lukket.

Internt eller eksternt?

For at gøre valget af ekstern vs. intern wastegate lettere, vil vi tage fat på faktorer, der påvirker valget.

Plads
En faktor ved at vælge en intern fremfor en ekstern wastegate kan være pladsmangel, og en ekstern wastegate kan ikke bruges. En anden faktor kan være, hvor servicevenlig den skal være. En intern wastegate er ofte meget nem at arbejde med, da der er minimale ekstra dele at overveje.

Til gengæld kan der nogle gange være så lidt plads omkring turboenheden, at der skal bruges en ekstern wastegate.

Flow / Power
Selvom en intern wastegate kan klare effekter op til 1000hk (i nogle tilfælde), er det mere almindeligt at bruge en ekstern wastegate til effekter over 5-700hk. Da den fås i en række forskellige størrelser og designs, der passer til de fleste behov. Du kan endda bruge to til at få ekstrem kontrol over udstødningen.

På trods af dette er en intern wastegate et alternativ, der kan bruges. Men så er det vigtigt, at faktorer som udstødningsmodtryk i forreste udstødningsrør / Downpipe er væsentligt lavere end manifoldtrykket, så wastegate virkelig kan evakuere udstødningsgasser ordentligt og opnå sit fulde potentiale.

Valg af størrelse

Hvilken størrelse af wastegate der skal bruges afhænger af mange faktorer, herunder motorens slagvolumen, type brændstof, der bruges, ledig plads til wastegate (og position/vinkel), maksimalt motoromdrejningstal, antal turboenheder, antal brugte wastegates og ønsket boost tryk / ladetryk område.

Montering

Hvis du skal se det som den perfekte verden for wastegate, så skal du efterligne en motorvejsafkørsel. Med andre ord skal udstødningsgasser, der kommer fra motoren mod turboen, ledes jævnt af mod wastegate. Så kan du have en lille wastegate og skal ikke kompensere med størrelsen på wastegate pga et godt flow.

Men så er den ikke længere ideel til turboen, da der er en stor overflade i opsamleren, som skaber turbulens og forstyrrer flowet. Her skal man gå på kompromis.

Så monterer du røret til wg'en med en lidt skarpere vinkel mod 90 grader i stedet for og kompenserer med en større størrelse på wastegate. Så får du en mindre tilslutningsflade til solfangeren trods en større wastegate. Denne opsætning forstyrrer ikke flowet til turboen så meget, når den ikke er i brug og kan stadig evakuere nok luft

Du bør dog aldrig vinkle wastegate-røret i den modsatte retning af ava'erne (over 90 grader). Så får du både dårligt flow til turbo og wastegate.

Grundlæggende ladetryk

Den installerede wastegate-fjeder er det laveste ladetryk, du kan have. Med andre ord: Hvis der er monteret en wastegate-fjeder med 7psi (0,5bar), kan du ikke have et maksimalt ladetryk under 7psi.

Uden ladetrykstyring / ladetryksventil / wastegateventil / wastegate-styring opnår du kun såkaldt basisladetryk.

Ud over fjedertryk kan udstødningsgasimpulser og flow påvirke, hvornår fjederen åbner eller lukker.

Juster wastegate-fjederen til maksimalt ladetryk

Modtrykket ved wastegate-ventilen modvirker ladetrykket i indsugningen. 1 bar i indsugningen modstår ca. 1 bar ved wastegate-ventilen. Du har også fjederen installeret for at hjælpe med at holde ventilen lukket. En installeret fjeder på 0,5 bar og et ladetryk på 1 bar modstår ca. 1,5 bar ved sædet af wastegate-ventilen. Men med udstødningsgasimpulser og flow, der påvirker trykket i manifolden mod wastegate-ventilen, så det er ikke et præcist tal.

Højere udstødningsgasflow kan forhindre ventilen i at åbne og højere udstødningsmodtryk kan få ventilen til at åbne tidligere end 1,5 bar iht. ovenstående eksempel.

Åbner ventilen for tidligt, før det ønskede maksimale ladetryk, kan der monteres en stærkere fjeder til at modstå det højere tryk. Selv installationen/placeringen af ​​wastegate ændrer trykket, hvorved den åbner/lukker i forhold til fjederens tryk.

Materiale

Intern wastegate

En indvendig wastegate, der er monteret på en original bil, er normalt lavet af en presset pladekonstruktion, hvor membranen ikke er udskiftelig. Skulle dette gå i stykker, vil hele enheden blive udskiftet. På eftermarkedet er huset til en intern wastegate lavet af fræset aluminium, som er adskilleligt, så membranen kan udskiftes. Andre dele såsom wastegate-armen og andre monteringsdetaljer er lavet af stål.

Ekstern wastegate

En ekstern wastegate er ofte monteret eftermarked og finere materialer bruges næsten udelukkende.

Den nederste del (den varme side) er støbt i aluminium.
Den øverste del (den kolde side) er fræset i aluminium.

På samme måde som en intern wastegate til eftermarkedet kan topsektionen deles og membranen udskiftes som servicedel. Tilbehør er lavet af stål.

Tilbehør

Ladetryksventil
En MAC ventil / magnetventil, der er forbundet mellem tryksiden af ​​turboladeren og wastegate. Det er dette, der muliggør regulering af ladetrykket.

Wastegate membran
Hovedrammen er forbundet til wastegate-ventilen. Når tryk eller vakuum opbygges, åbner eller lukker membranen wastegate-ventilen for at regulere udstødningsstrømmen gennem turboen.

Wastegate fjeder
Fjederen, der holder wastegate-ventilen lukket. Trykket på wastegate-fjederen er det, der kaldes basisladetryk. Uden ladetryksventil vil dette tryk være maks. ladetryk.

Wastegate kontrol

Test tæthed
Ved at lægge tryk på den øverste eller nederste del af membranen kan du se, om der er lækage, før du monterer ventilen på din motor. Når du lægger tryk oven på membranen, skal den slet ikke lække, den skal være helt tæt. Nogle wastegates er forberedt til brug med modtryk for hurtigere/bedre regulering. Derefter kan du tilslutte tryk på undersiden af ​​membranen. Når du trykker på denne side, vil det lække lidt mellem ventilstyret og ventilspindlen. Denne lækage er helt i orden, da den ikke påvirker motorens funktion. Mistanke om for stor utæthed her skal tjekkes hos værkstedet/installatøren, som så skal måle dette. Generelt udløses trykket på et sekund eller mere. Går det hurtigere, kan spillet være for stort, hvilket tyder på slid.

Test mobilitet
Ved at lægge tryk på den nederste del af membranen eller vakuum på den øverste del af membranen, kan du åbne ventilen i wastegate. På denne måde kan du nemt se, om ventilen bevæger sig frit uden binding.

Problem

En defekt wastegate kan forårsage alvorlig motorskade, da turboen ikke længere har ladetrykskontrol. Det betyder, at trykket vil fortsætte med at bygge, og turbinen vil fortsætte med at snurre, indtil noget går i stykker eller stoppes af sikkerhedsfunktioner i motorstyringen! I de fleste tilfælde er den bedste løsning at udskifte de slidte indvendige dele med en ny.

Simpel fejlfinding af ventilen er at afbryde ladetrykstyringen og kun bruge grundlæggende ladetryk. Trin 2 er at afmontere ventilen og kontrollere i henhold til punkt 13. Også vakuumlækage gennem vakuumslangen til og fra wastegate er en stor indflydelsesfaktor.

Turboen giver ikke ladetryk
Ventilen er åben. Dette kaldes Boost creep og betyder, at ventilen er åben. Når affaldsventilen er åben, kan der ikke opbygges noget eller meget lidt ladetryk. Afhænger af vakuum over membranen eller bindingsventilen.

Ventilen kan begynde at kræve, når den bliver varm og så fungere godt igen, når den køler ned.

Ujævnt ladetryk
Dette skyldes ofte en besværlig ladetrykkontrol. (Indstilling i ECU eller hardware).

Men det kan også skyldes en bindende wastegate-ventil.

Turboen giver fuldt ladetryk
Ventilen er lukket. Hvis ventilen sidder fast i sin lukkede position, sidder den fast. Det kan også skyldes forkert ladetrykskontrol.

Hvis wastegate er installeret dumt, passerer flowet nemt forbi wastegate. Eller hvis motoren producerer så høj flow, at udstødningsgasserne passerer affaldsventilen, opnås et voldsomt ladetryk. Dette er farligt for motoren og skal rettes.