Wastegate

Wastegate – kontrollera turbons laddtryck

Wastegaten är en central del av laddtrycksstyrningen på en turbomotor. Turboaggregatet drivs av motorns avgaser och utan reglering skulle turbinens varvtal och laddtrycket kunna fortsätta öka. Wastegatens uppgift är att öppna en alternativ väg för avgaserna när laddtrycket når en bestämd nivå och på så sätt kontrollera hur mycket energi som driver turbon.

Hur fungerar en wastegate?

Wastegaten använder vanligtvis laddtryck mot ett membran och en fjäder för att styra när ventilen börjar öppna. När trycket övervinner fjäderkraften öppnar wastegaten och en del av avgaserna leds förbi turbinhjulet. Med en boostcontroller eller elektronisk laddtrycksstyrning kan trycksignalen till wastegaten styras för att reglera laddtrycket över wastegatefjäderns grundtryck.

Intern eller extern wastegate?

En intern wastegate är inbyggd i turboaggregatets turbinhus och använder normalt en aktuator som öppnar en wastegateklaff. Lösningen är kompakt och används på många originalmonterade turboaggregat. En extern wastegate är en separat ventil som monteras på avgassidan och används ofta när man bygger ett eftermarknadssystem eller behöver större kapacitet för att leda avgaser förbi turbon.

Vad är en extern wastegate?

En extern wastegate monteras separat från turboaggregatet, vanligtvis på grenröret eller i anslutning till turbininloppet. När ventilen öppnar leds avgaserna antingen tillbaka in i avgassystemet eller genom ett separat wastegaterör beroende på hur installationen är byggd.

Vilken storlek på wastegate behöver jag?

Rätt wastegatestorlek beror på hela turbokombinationen och kan inte väljas enbart utifrån motoreffekten. Turboaggregatets storlek, motorvolym, önskat laddtryck, grenrörets konstruktion och wastegatens placering påverkar hur stor ventilkapacitet som krävs. Ett system som ska köras med lågt laddtryck kan i vissa fall kräva hög wastegatekapacitet eftersom en större del av avgaserna behöver ledas förbi turbinhjulet.

Wastegate och boostcontroller

Wastegate och boostcontroller arbetar tillsammans men har olika funktioner. Wastegaten reglerar avgasflödet förbi turbon, medan boostcontrollern påverkar styrsignalen till wastegaten. På så sätt kan laddtrycket regleras över wastegatefjäderns eller aktuatorns grundtryck.

Wastegatefjäder och grundtryck

På en extern wastegate bestämmer fjädern eller kombinationen av fjädrar ventilens grundtryck. Detta fungerar som utgångspunkt för laddtrycksstyrningen. Fjädertrycket ska väljas efter önskat laddtryck och enligt wastegatetillverkarens rekommendationer.

Frågor & svar om wastegate

Vad gör en wastegate?

En wastegate kontrollerar turboaggregatets laddtryck genom att leda en del av motorns avgaser förbi turbinhjulet när laddtrycket behöver begränsas.

Vad är skillnaden mellan wastegate och dumpventil?

Wastegaten sitter på avgassidan och reglerar laddtrycket genom att kontrollera avgasflödet runt turbon. Dumpventilen sitter på trycksidan och avlastar den komprimerade luften när gasspjället stängs. De två komponenterna har alltså helt olika funktioner.

Vad är wastegatens grundtryck?

Grundtrycket är det laddtryck som wastegatens fjäder eller aktuator är konstruerad för att reglera utan att en boostcontroller höjer laddtrycket ytterligare.

Kan man justera laddtrycket med wastegatefjädern?

På många externa wastegates kan grundtrycket ändras genom att byta eller kombinera fjädrar. Exakt vilka fjäderkombinationer som kan användas beror på wastegatens konstruktion och tillverkarens specifikationer.

Vad är wastegate creep?

Wastegate creep innebär att laddtrycket fortsätter att stiga med motorvarvet trots att wastegaten försöker reglera det. Det kan bland annat bero på att wastegaten eller dess flödesväg inte har tillräcklig kapacitet för att leda förbi den mängd avgaser som krävs.

Var ska en extern wastegate monteras?

Wastegaten bör placeras så att den får ett effektivt avgasflöde från grenröret och kan leda tillräckligt mycket avgaser förbi turbon. Placering och vinkel har stor betydelse för funktionen och bör följa rekommendationerna från wastegate- och grenrörstillverkaren.

Kan en för stor wastegate vara ett problem?

En större wastegate ger högre potentiell flödeskapacitet, men rätt storlek bör väljas efter turbo, motor och användningsområde. Ventilens storlek är bara en del av systemet – placering, rördragning, fjädertryck och laddtrycksstyrning påverkar också hur väl regleringen fungerar.