Audi TT 1.8 Szelep Levegő Vezérlésének Működése: A Wastegate Szerepe
A turbófeltöltős autók, mint például az Audi TT 1.8, hatékony működéséhez elengedhetetlen a turbónyomás pontos szabályozása. Ebben a folyamatban kulcsszerepet játszik a wastegate, melynek feladata a turbónyomás kontrollálása és a motor, valamint a turbófeltöltő védelme a káros túlnyomástól.
A wastegate egy nyomásérzékeny szelep, melynek magyar fordítása a "megkerülő-szelep" lehetne. De miért is van szükség erre az eszközre?
A turbós autók turbónyomása wastegate nélkül kontrollálatlanul emelkedne a terheléssel egyenes arányban mindaddig, míg az autó motorja, vagy maga a turbófeltöltő el nem halálozik. Éppen ezért szükség van egy olyan eszközre, amely segítségével a turbó által előállított maximális turbónyomás korlátozható.
Amikor a kipufogógáz nyomása a turbó és a hengerfej között egy bizonyos nyomásértéket átlép, akkor a wastegate szelepe kinyit, és a kipufogógáz a turbót megkerülve, annak további pörgetése nélkül távozik a motorból.
Az, hogy a wastegate milyen nyomásértéknél nyit ki, az a szelepben található ellentartó rugó erejétől függ (elsősorban, lásd később az elektronikus turbónyomás szabályozóknál, hogy miért).
Audi felni választás: Ramses 18
Nézzük meg lépésekben a működést:
- Nyomsz egy kövér gázt, így a motor a terhelés következtében elkezd nagymennyiségű kipugázt fújni a turbóba.
- A turbó szépen felpörög, és feltölti a motort nagynyomású levegővel, így nagyobb teljesítményre teszi képessé a mechanikát.
- A turbó már felépítette a kívánt maximális nyomást (pl. 1.0 BAR), de a motor még messze a leszabályzási fordulattól, te pedig továbbra is tövig állsz a gázon.
- Ekkor a wastegate szelepe kinyit, a kipufogógáz egy része pedig úgy távozik a motorból, hogy a turbót jobban nem pörgeti már meg, tehát a turbónyomás nem emelkedik nagyobb értékre.
A Wastegate Típusai: Belső és Külső
Létezik külső és belső wastegate. A működésük mindkét esetben ugyanazon elv szerint történik, lényegi különbség csak az elhelyezkedésük a turbóhoz képest.
A belső wastegate szelepe a turbón található. A gyári autókon szinte mindig belső wastegate-es turbót találsz.
A külső wastegate a turbótól teljesen külön egységet képez. A leömlő azon részére szerelik, ami a turbó és a hengerfej között található, röviden a turbó előttre hegesztik. Mig a tuningolt autókon legtöbbször külső wastegate látja el a nyomásszabályzás feladatát. Talán ennek az a magyarázata, hogy a belső wastegate-eknek viszonylag kicsi a keresztmetszete, ezért nagy turbó esetén nem tudnak elegendő kipufogó gázt elengedni a turbó elől.
A Külső Wastegate Méretezése
A külső wastegate-eket a szelep átmérőjük alapján szokás emlegetni. Jellemzően 38, 40, 50 és 60mm-es külső wastegate-ek kaphatóak. A különböző szelepméret a teljesítmény illesztését szolgálja. Nagyobb motor nagyobb turbónyomásának előállításához nagyobb wastegate szelep kell. Nagyon fontos a wastegate méretének pontos megválasztása.
Részletes összehasonlító teszt: Audi Q7 és Mercedes GLS
Ha túl kicsi a szelep, akkor nagy nyomáson lesznek gondjaid (nyomás-kúszás), ha túl nagy szelepet vettél, akkor pedig nehézkesen tudsz kis nyomást stabilan előállítani.
Ajánlott méretek:
- 38mm wastegate-et: 2000ccm és 300 lóerőig
- 40mm wastegate-et: 2500ccm és 400 lóerőig
- 50mm wastegate-et: 3000ccm és 500 lóerőig
- 60mm wastegate-et: 3000ccm és 600 lóerő felett ajánlott használni.
Ezek az értékek csak ajánlottak, nem szabad őket szentírásnak tekinteni! A gyakorlatban sokféle variáció működik hibátlanul ezektől eltérő méretezéssel. A gyakorlat szerint az alulméretezés a fontosabb probléma, amire oda kell figyelned!
Hogyan működik a wastegate szelep egy turbós motoron? Dízel turbó wastegate funkciója
Meg kell még említenünk, hogy a külső wastegate használata esetén a szelepen keresztül elengedett felesleges kipufogógázt lehetőséged van a kipufogó rendszerbe visszavezetés nélkül, egy külön úgynevezett dump (eleresztő) csövön keresztül a szabadba engedni. Ennek hangos süvítés a velejárója, amit előszeretettel alkalmaznak a tuning guruk. A belső wastegate erre nem ad lehetőséget.
Nyomásérték és Szabályozás
A wastegate másik adata a nyomásérték. Szokás őket így emlegetni pl.: 38mm-es 1BAR-os wastegate. Ezesetben arról van szó, hogy a wastegate ellentartó rugója olyan erős, hogy a wastegate érezhetően 1BAR turbónyomás értéknél engedi el olyan mértékben a kipugázt, hogy a töltés már nem nő tovább.
ABK motor főtengely jeladó problémák
Természetesen a wastegate szelep nem csak teljesen zárva, és nyitva van a folyamat alatt, hanem a szélső érték előtt is kinyit részlegesen, illetve a mechanika tehetetlensége miatt egy kicsit késve nyit ki. Emiatt következhet be a nyomás hirtelen felépülésekor a nyomásmérő órán gyakran látható kilengés: a felső értéknél egy rövid pillanatra feljebb kúszik a mutató, majd visszaesik a rugó értékének megfelelő maximális nyomásra.
A fent leírt jelenség kiküszöbölésére, és egyben egy sokkal precízebb és stabilabb nyomá-szabályozásra találták ki az elektronikus nyomás szabályozókat (EVC-ket). Ahhoz, hogy EVC-vel tudd vezérelni a turbónyomásodat a wastegate szelepét a turbód által előállított ellenyomással kell befolyásolnod.
Az EVC a töltőnyomást arra használja fel, hogy a wastegate rugójának értékénél nagyobb nyomáson tudd üzemeltetni a turbót, és bizonyos esetekben a nyomás stabilitását és annak gyorsabb felépülését is elő tudod idézni az EVC segítségével.
A belső wastegate-es turbókon egy EVC vezérléshez használatos ellennyomás csatlakozást találhatsz. Angolul ezt hívják swinger típusú nyomásvezérlésnek. Nagyon ritkán akad kétkamrás belső wastegate is, ezeknek a működése ugyanaz, mint a külső wastegate-eké.
A külső wastegate-eket hívják kétkamrás wastegate-eknek is, mivel ezeken mindig két ellennyomás csatlakozást találsz. Angolul ezt nevezik popet típusú vezérlésnek.
Külső wastegate alkatrészei
Meg kell említenünk a manuális, vagy kézi turbonyomás szabályozókat (angolul manual boost controller). Ezzel az egyszerű mechanikus eszközzel (gyakorlatilag egy golyós csap) külső wastegate esetén ellennyomást tudsz engedni a wastegate egyik kamrájára, belső wastegate esetén pedig el tudsz engedni egy kis levegőt a wastegate membránja elől, így növelni tudod a turbód legfelső nyomás értékét.
Ez a módszer nem ad stabil nyomásértéket. Az EVC-kénél nagyobb ingadozás és hőmérséklet függés az olcsóság ára.
A külső wastegate-ekben szokás rugót cserélni, hogy a nyomás fix, mechanikai értékét egyszerűen és olcsón növeld, vagy csökkentsd. A rugó maga egyszerűen cserélhető, és akár vezérlés nélküli, akár vezérelt a wastegate-ed, a nyomás alsó értéke mindig a rugótól fog függeni. Sem az EVC, sem a manuális szabályozó nem tud a rugóénál kisebb nyomásértéket előállítani.