Wastegate

Hva er en wastegate?

Wastegate er en ventil som kontrollerer ladetrykket til turboladeren ved hjelp av vakuum og trykk.

En Wastegate er en enhet som hjelper til med å kontrollere ladetrykket i en turboladet motor. Regulering av eksosgassene som strømmer gjennom turboen og begrense maksimalt ladetrykk som kan produseres. Dette bidrar til å forhindre for høyt ladetrykk og holder turboen i gang for best ytelse.

Wastegate-ventiler består vanligvis av et innløp og et utløp som åpnes og lukkes ved hjelp av en ladetrykkkontroll. Ladetrykkventilen er koblet til wastegate-ventilen og er ansvarlig for å åpne og lukke den. Ladetrykkreguleringen / ladetrykksventilen åpner og lukker wastegate for å regulere hvor mye eksosgasser som strømmer gjennom turboen, og dermed hvor mye ladetrykk som produseres.

Hvordan fungerer en wastegate?

En wastegate slipper gjennom en del av eksosgassen før de når turbinen til turboladeren for å avlaste turboen fra å gi et uønsket ladetrykk. Avgassene slippes ut gjennom Wastegates membran, som deretter leder ut til eksossystemet. I performance applikasjoner blir dette noen ganger ført direkte ut i luften slik at det ikke skapes turbulens i eksossystemet.

Hvorfor brukes en wastegate?

En Wastegate brukes til å regulere ladetrykket slik at ønsket ladetrykk opprettholdes og for å motvirke et uønsket løpende ladetrykk.

En ekstern wastegate er vanligvis nødvendig når den interne wastegate i turboen ikke kan kontrollere ladetrykket effektivt nok. Dette kan skje av en rekke årsaker, inkludert en defekt eller skadet intern wastegate, feil størrelse på wastegate-fjæren, eller rett og slett fordi ladetrykket er for høyt til at den interne wastegate kan håndtere. Uansett årsak kan en ekstern wastegate bidra til å regulere ladetrykket og forhindre at turboen går for mye.

En wastegate kan også brukes til å finjustere trykknivåer. Ved å justere posisjonen til det eksterne wastegate-dumperøret, er det mulig å endre hvor mye avgass som ledes bort fra turbinhjulet. Dette kan brukes til å øke eller redusere ladetrykket etter behov, noe som gir mer presis kontroll av turboens utgang.

Tilkoblinger

• Eksosinntak

Eksosinntaket er der motorens eksosgasser kommer inn i eksosventilen på en ekstern wastegate. En intern wastegate sitter i eksoshuset til en turbo, så innløpet er den delen av turbinhuset hvor eksosgasser kan nå denne ventilen. Tilkoblinger på en ekstern wastegate er vanligvis v-bånd eller en boltet flens.

• Eksosuttak

Eksosutløpet er der eksosgassene evakueres. Dette gjelder både intern og ekstern wastegate. Denne kobles til motorens eksosanlegg, etter turbinhjulet på turboen. En ekstern wastegate kan derimot også lede avgassene direkte ut i luften og ikke tilbake inn i eksossystemet. Tilkoblinger på en ekstern wastegate er vanligvis v-bånd eller en boltet flens.

• Vakuum

Koble til motorens vakuum via motorens inntak, vakuumstasjon eller MAC-Ventil. Noen wastegates er forberedt for mottrykk og kan da ha to vakuumkoblinger. En kobling over membranen og en under membranen. Tilkoblinger er vanligvis en gjenget hunn med 1/8" NPT.

• Vann inn/ut (for kjøling)

Noen wastegates har uttak for vannkjøling. Disse trenger ikke kobles i en viss flyt. Tilkoblinger er vanligvis en gjenget hunn med 1/8" NPT.

Ulike typer Wastegate

Det er faktisk to alternativer for Wastegates, den ene er intern og innebygd i turbinhuset til turboen. Den andre varianten er ekstern og er montert på manifolden

Begge justeres med en ladetrykksventil som kobles til en trykkmåler som regulerer ønsket ladetrykk, dvs. hvor mye ventilen holdes åpen eller lukket.

Intern eller ekstern

For å gjøre valget av ekstern vs intern wastegate enklere, vil vi ta for oss faktorer som påvirker valget.

Rom

En faktor ved å velge en intern fremfor en ekstern wastegate kan være plassmangel og en ekstern wastegate kan ikke brukes. En annen faktor kan være hvor servicevennlig den skal være. En intern wastegate er ofte veldig enkel å jobbe med da det er minimalt med ekstra deler å vurdere.

På den annen side kan det noen ganger være så lite plass rundt turboaggregatet at det må benyttes en ekstern wastegate.

Flow / Power

Selv om en intern wastegate kan håndtere effekter opp til 1000hk (i noen tilfeller), er det mer vanlig å bruke en ekstern wastegate for effekter over 5-700hk. Siden den er tilgjengelig i en rekke størrelser og design for å dekke de fleste behov. Du kan til og med bruke to for å få ekstrem kontroll over eksosen.

Valg av størrelse

Hvilken størrelse på wastegate som skal brukes avhenger av mange faktorer, inkludert motorens slagvolum, type drivstoff som brukes, tilgjengelig plass for wastegate (og posisjon/vinkel), maksimalt motorturtall, antall turboenheter, antall wastegates brukt og ønsket boost trykk / ladetrykk område.

Montering

Hvis du skal se det som den perfekte verden for wastegate, bør du etterligne en motorveiavkjørsel. Med andre ord skal avgasser som kommer fra motoren mot turboen ledes jevnt av mot wastegaten. Da kan du ha en liten wastegate og slipper å kompensere med størrelsen på wastegate pga en god flyt.

Men da er det ikke lenger ideelt for turboen da det er en stor overflate i oppsamleren som skaper turbulens og forstyrrer flyten. Her må du inngå kompromisser.

Da monterer du røret til wastegate med litt skarpere vinkel mot 90 grader i stedet og kompenserer med en større størrelse på wastegate. Da får du en mindre tilkoblingsflate til oppsamleren til tross for en større wastegate. Dette oppsettet forstyrrer ikke strømmen til turboen så mye når den ikke er i bruk og kan fortsatt evakuere nok luft.

Du bør imidlertid aldri vinkle wastegate-røret i motsatt retning av eksosgassene (over 90 grader). Da får du både dårlig flyt til turbo og wastegate.

Grunnleggende ladetrykk

Wastegate-fjæren som er installert er det laveste ladetrykket du kan ha. Med andre ord: Hvis det er installert en wastegate-fjær med 7psi (0,5bar), kan du ikke ha et maksimalt ladetrykk under 7psi.

Uten ladetrykkstyring / ladetrykkventil / wastegateventil / wastegate-styring vil du kun oppnå såkalt grunnladetrykk.

I tillegg til fjærtrykk kan eksospulser og strømning påvirke når fjæren åpner eller lukker seg.

Juster wastegate-fjæren til maksimalt ladetrykk

Mottrykket ved wastegate-ventilen virker mot ladetrykket i inntaket. 1 bar i inntaket motstår ca. 1 bar ved wastegate-ventilen. Du har også fjæren installert for å holde ventilen stengt. En installert fjær på 0,5 bar og et ladetrykk på 1 bar motstår ca. 1,5 bar ved setet til wastegate-ventilen. Men med eksospulser og strømning som påvirker trykket i Grenrør mot wastegate-ventilen, så det er ikke et eksakt tall.

Høyere eksosgasstrøm kan hindre ventilen i å åpne og høyere eksosmottrykk kan føre til at ventilen åpner tidligere enn 1,5 bar iht. eksempel ovenfor.

Hvis ventilen åpner for tidlig, før ønsket maksimalt ladetrykk, kan det monteres en sterkere fjær for å tåle det høyere trykket. Selv installasjon / plassering av wastegate endrer trykket som den åpner / lukker i forhold til trykket på fjæren.

Materiale

Intern wastegate

En innvendig wastegate som er montert på en original bil er vanligvis laget av en presset platekonstruksjon hvor membranen ikke er utskiftbar. Skulle dette gå i stykker, vil hele enheten skiftes ut. I ettermarkedet er huset til en intern wastegate laget av frest aluminium som kan separeres slik at membranen kan skiftes ut. Andre deler som wastegate-armen og andre monteringsdetaljer er laget av stål.

Ekstern wastegate

En ekstern wastegate er ofte montert ettermarked og finere materialer brukes nesten utelukkende.

Underdelen (den varme siden) er støpt i aluminium.

Toppdelen (den kalde siden) er frest i aluminium.

På samme måte som en intern wastegate for ettermarkedet kan toppdelen deles og membranen byttes ut som servicedel. Tilbehør er laget av stål.

Tilbehør

Ladetrykkventil

En MAC-ventil/magnetventil som kobles mellom trykksiden av turboladeren og wastegate. Det er dette som muliggjør regulering av ladetrykket.

Wastegatemembran

Membranen sitter sammen med wastegate-ventilen. Når trykk eller vakuum bygges opp, åpner eller lukker membranen wastegate-ventilen for å regulere eksosstrømmen gjennom turboen.

Wastegate fjær

Fjæren som holder wastegate-ventilen stengt. Trykket på wastegate-fjæren er det som kalles grunnleggende ladetrykk. Uten ladetrykksventil vil dette trykket være maks ladetrykk.

Wastegate arm

En wastegate-arm kobler vakuumklokken til wastegate-ventilen på turboens eksoshus. En wastegate-arm brukes kun på den interne wastegate. Det er rette og buede armer. Bruk alltid en rett arm hvis du kan, sjansen er større for god funksjon, selv om du kan bruke en vinklet wastegate arm på en innvendig wastegate er det ikke noe vi anbefaler da det kan binde seg lettere fordi trekkkraften ikke kommer rett.

Wastegate kontroll

Test tetthet

Ved å legge trykk på øvre eller nedre del av membranen kan du se om det er lekkasje før du monterer ventilen på motoren din. Når du legger press på toppen av membranen skal den ikke lekke i det hele tatt, den skal være helt tett. Noen wastegates er klargjort for bruk med mottrykk for raskere/bedre regulering. Deretter kan du koble trykk på undersiden av membranen. Når du trykker denne siden, vil det lekke litt mellom ventilføringen og ventilstammen. Denne lekkasjen er helt grei da den ikke påvirker motorfunksjonen. Mistanke om for stor lekkasje her må sjekkes med verksted/installatør, som da må måle dette. Vanligvis frigjøres trykket i løpet av et sekund eller mer. Går det fortere, kan sløret bli for stort, noe som tyder på slitasje.

Test mobilitet

Ved å legge trykk på den nedre delen av membranen eller vakuum på den øvre delen av membranen kan du åpne ventilen i wastegate. På denne måten kan du enkelt se om ventilen beveger seg fritt uten binding.

Test fjærtrykket

Ved å legge trykk på den nedre delen av membranen eller vakuum på den øvre delen av membranen kan du se ved hvilket trykk ventilen åpner. Dette er trykket til wastegate-fjæren som er installert.

Problem

En feilfungerende wastegate kan forårsake alvorlig motorskade, da turboen ikke lenger har ladetrykkkontroll. Dette betyr at trykket vil fortsette å bygge seg, og turbinen vil fortsette å snurre helt til noe går i stykker eller stoppes av sikkerhetsfunksjoner i motorstyringen! I de fleste tilfeller er den beste løsningen å erstatte de slitte interne delene med en ny.

Enkel feilsøking av ventilen er å koble fra ladetrykkkontrollen og kun bruke grunnleggende ladetrykk. Trinn 2 er å demontere ventilen og kontrollere i henhold til punkt 13. Også vakuumlekkasje gjennom vakuumslangen til og fra wastegate er en stor påvirkningsfaktor.

• Turboen gir ikke ladetrykk

Ventilen er åpen. Dette kalles Boost creep og betyr at ventilen er åpen. Når wastegate ventilen er åpen, kan det ikke bygges eller svært lite ladetrykk. På grunn av vakuum over diafragma eller ødelagt ventil.

ventilen kan begynne å slite når den blir varm og så fungere fint igjen når den avkjøles.

• Ujevnt ladetrykk

Dette skyldes ofte en plagsom ladetrykkkontroll. (Innstilling i ECU eller maskinvare).

Men det kan også skyldes en bindende wastegate-ventil.

• Turboen gir fullt ladetrykk

Ventilen er stengt. Hvis ventilen sitter fast i lukket stilling, setter den seg fast. Det kan også skyldes feil ladetrykkkontroll.