Wastegate Nedir? – Boost Regülasyonu

Turbo sisteminin bir parçası olan wastegate oldukça merak edilen bir konudur. Adını çok sık duyduğumuz ancak hakkında çok fazla bilmediğimiz önemli bir mekanizmadır.

Bu makalede wastegate dolayısıyla boost regülason sistemi ve daha fazlası hakkında önemli bilgiler edinebilirsiniz.

Wastegate nedir?

Wastegate terimi, İngilizce’de atık kapısı manasına gelen bir boşaltma/kontrol valfidir. Wastegate’e bypass valfi de denir. Bu (kapak) valf, egzoz gazlarını türbin pervanesinden tahliye eder. Bu türbin hızını azaltarak, turbonun hızını kontrol altına alır. Valfin ne kadar açıldığına bağlı olarak, boost tamamen ayarlanabilir yani kontrol altına alınır. Kısacası Wastegate, egzoz gazlarını regüle ederek, turbonun performansını düzenler. Wastegate, benzer özellikler sunan değişken geometrili VGT turbo sistemleri hariç, tüm turbo motorlu araçlarda mevcuttur. Atmosferik motorlarda bulunmazlar.

Wastegate için iki ana konfigürasyon kullanılmaktadır. Bunlar, internal (dahili) ve external (harici) wastegate olmak üzere iki türlüdür.

Internal Wastegate nedir?

İnternal wastegate, turbonun egzoz muhafazasının içine yerleştirilmiştir. Normalde kompresör muhafazasının dışına monte edilmiş bir aktüatör tarafından kontrol edilen bir mile (kontrol çubuğu) bağlıdır. Aktüatöre basınç uygulandığında, mil itilerek türbin muhafazasındaki valf (wastegate) açılır.

Ucuz ve kompakt yapısı sayesinde minimum tesisat gerektirir ve genellikle fabrika çıkışlı araçların neredeyse tüm üreticileri tarafından seçilen wastegate yapılandırmasıdır. Standart basınç için tasarlanmıştır. Performans için yeterli değildir ve bir motoru maksimum hızda hasara karşı koruyamazlar.

External Wastegte nedir?

External wastegate dahili olanla aynıdır, ancak dahili olanın aksine, turbo muhafazasının içinde değil, dışına monte edilir. Bu, egzoz gazlarını tahliye edebilmek için egzoz manifolduna bir düzenek ile bağlanır. Harici wastegate, aktüatör ile bir bütündür.

Harici wastegate’in maliyeti daha fazla ve daha fazla yer kaplıyor. Genellikle tuning sahnesindeki turbo motorlu araçlarda kullanılıyor. Valfler farklı boyutlarda mevcuttur. Yüksek boost’ları etkin bir şekilde idare edebilirler. Dahili olandan bir diğer fark, egzoz gazlarının doğrudan egzoz sistemine veya atmosfere (screamer pipe) salınabilmesidir.

Boost regülasyonu (boost pressure control) nasıl çalışır?

“Turbo basıncı” artan motor devri ile kritik bir seviyeye ulaşmaması için, düzenlenmesi gereklidir. Aksi takdirde turbo ve diğer motor bileşenleri aşırı yüklenir. Wastegate açık durumdayken, egzoz gazlarını türbin çarkının ötesine yönlendirir, böylece sınırsız basınç artışını önleyerek, turboyu ve motoru hasara karşı korur.

Wastegate, aktüatör (basınç kabı) dediğimiz, içerisinde bir diyafram ve yay mekanizması ile kontrol edilir. Bu diyaframa bir taraftan boost etki ederken, diğer tarafına yayın kuvveti etki eder. Boost belirli bir psi seviyesine ulaştığında yayın kuvvetini aşarsa, kapak açılır ve egzoz gazlarının akmasına izin verir. Aktüatör, mekanik-pnömatik veya bilgisayar kontrollü-elektronik olabilir.

Boost tuning – Daha fazla boost ile daha fazla güç

Tuning de, motor performansında daha fazla artış elde etmek için genellikle maksimum boost artırma amaçlanır. Bunu başarmak için, wastegate yalnızca daha yüksek bir basınçta açılabilir. Boost’u artırmanın temelde iki yöntemi vardır. Mekanik yada elektronik olarak.

Mekanikte en temel olarak, örneğin yay kuvveti artırılarak elde edilir. Yayın gücü, valfin hangi kuvvette açılacağını belirler. Yay ne kadar güçlü olursa, onu açmak için o kadar fazla boost gerekir. Bu, yayın daha güçlü bir yay ile değiştirilerek kolayca ayarlanabilir. Yada çıtayı bir üst seviyeye çıkartarak, “boost controller” denilen bir ara parça kullanılır.

Boost’u artırmak performans için çok önemli olsa da, bu mantıklı bir şekilde ve motorun mekanik sınırlarını biraz anlayarak yapılmalıdır. Bu nedenle, aşırı basıncın oluşmamasını sağlamak için bir “turbo basıncı göstergesi (boost gauge)” kullanmak çok önemlidir.

Boost Controller nedir?

Boost Controller, turbonun sağladığı takviye basıncını kontrol etmek için bir cihazdır. Çoğu zaman, doğru takviye basıncını sağlamak için bir aktüatör basnç yayı yeterlidir ve başka bir kontrol ünitesine gerek yoktur. Ancak daha fazla basınç uygulamak için, hava miktarını kontrol etmek için Boost Controller kullanılır. Bu da, Wastegate açılmasını geciktirmesine neden olur ve bu nedenle turbo daha hızlı döner ve boost’u artırır. Diğer bir değişle Wastegate’i manipüle ederek bunu yapmaktadır. İki tür boost controller vardır; mekanik (manuel) ve elektronik .

Mekanik Boost Controller

Manuel Boost Controller, güçlendirmeyi artırmanın basit ve ucuz yoludur. Dolayısıyla montajı ve kullanımı kolaydır ama mükemmel değildir. Daha çok eski araçlarda kullanılan bir yöntemdir (mekanik tuning). Temelde iki çeşidi vardır. “Bleed Valve“ (Almancsı: Dampfrad) ve “Ball and Spring Valve”.

Not: Bazı kaynaklarda ‘Ball and Spring’ tipi ‘Boost Controller’ daha iyi olduğu söylense de, aslında ‘Bleed’ tipi daha etkilidir.

• 

• 

Elektronik Boost Controller

Elektronik boost controller, mekaniğe göre çok daha etkin bir çözümdür ve en iyisidir. Elektronik boost controller daha çok teknik bilgi gerektirir, ancak daha fazla özellik sunar.

Manifold basıncını ölçen MAP (Manifold Absolute Pressure) sensörü, aracın ECU’suna bilgi alış verişinde bulunup, ECU aldığı bilgilerle, elektrikli motor veya selenoid valfli aktüatörü harekete geçirerek, wastegate’in çalışmasını sağlıyor. Modern otomobillerde, elektronik olarak kontrol edilmektedir (chip tuning).

İPUCU: Şimdilerde giderek “hot hatch” araçlarda adını daha çok sık duyduğumuz “overboost” fonksiyonu (sınırlı bir süre için tam gazda artan boost), elektroniklerde selenoid valfin zamanlaması değiştirilerek yapılır.

UYARI: Belirli bir gücün üzerine çıkılmak istendiğinde, ister fabrikasyon turbolu motor olsun yada atmosferik olan yani turbo olmayan bir motor sonradan turbolanmak istenirse, dikkat edilmesi gereken çok şey var. Eğer işin uzmanı değilseniz uzak durmalısınız. Turboyu monte etmeden önce, motordaki tüm bileşenlerin ek güce dayanıp dayanamayacağını kontrol edin çünkü motor parçalarının ömrü büyük ölçüde kısalır. Bu noktada performans ve hizmet ömrü arasında bir uzlaşma bulmak önemlidir. Aynı zamanda enjekte edilecek yakıt miktarı, turbonun yanma odalarına ittiği ek hava miktarına uyarlanmalıdır.

Wastegate vs. Blow Off

En yaygın yanlış anlamalardan biri, Wastegate ve Blow Off arasındaki temel farkla ilgilidir. Aşırı besleme sistemlerinde kullanılan her iki parça benzer görünse de, aslında farklı görevi yerine getirirler.

Wastegate, turbonun çok fazla boost oluşturmasını önler ve turbonun egzoz tarafında çalışır.

Bir Blow Off valfi (BOV) bir wastegate’e benzer, ancak turbonun emme tarafında çalışarak, basınç birikmesini önler.

Screamer Pipe nedir?

Screamer pipe, external wastegate’e sahip turbo motorlara takılan bir tür egzoz yapılandırmasıdır ve egzoz gazlarını ana egzoz hattına değil, ayrı düz bir borudan atmosfere salar. Bu egzoz sistemi yüksek sesleriyle bilinir.

Screamer Pipe niçin uygulanır?

Turbo motorlardaki boost’u düzenlemek için, egzoz gazlarının türbini atlamasına ve egzoz borusundan akmasına izin vermek için bir wastegate takılır. Bu türbin etrafında türbülanslı hava akışına ve yüksek egzoz geri basıncına neden olabilir. Bu sorunu çözmek için, egzoz gazları ayrı bir borudan yeniden yönlendirilebilir ve doğrudan atmosfere salınabilir, bu da performansın artmasına neden olur. Performansın yanı sıra ikincil neden olarak, borudan çıkan alevler ve çok yüksek seslerinden dolayı tercih edilmekteler. Screamer Pipe’lar aracın altında, yanlarda (marşpiyel ve tampon) veya motor kaputun üzerinde olabilmektedir.

Bu yapılandırma, egzoz gazlarının doğrudan atmosfere akmasına izin verir, bu nedenle katalitik konvertör veya egzoz susturucusundan geçmez, bu da gürültüyü ve egzoz emisyon düzenlemeleri nedeniyle birçok ülkede sokak kullanımı için yasadışı hale getirir ve kullanımı illegal’dir.

İPUCU: Birçok farklı kaynaklarda, “screamer pipe” isminin “wastegate dump tube” gibi farklı isimlerle de ifade edildiğine tanık olabilirsiniz. Ancak bunun turbo motorlarda uygulanan “hood exit exhaust” ve aynısının atmosferik motor versiyonlarında uygulanan “hood exit headers” ile karıştırılmamalıdır. Örnek olarak, hood exit headers özellikle Amerika tuning camiasında, Honda (Civic) severler tarafından sık olarak drag yarışlarında kullanılmaktadır.

• 

• 

Not: Soldaki resimde (sadece turbo motorlar için geçerli): turbo ve wastegate adetine göre farklı kombinasyonlar olabilir.