Вестгейт

Вестгейт (анг. Wastegate – «дверь для мусора») — регулировочный клапан, который направляет отработанные выхлопные газы мимо турбинной части турбонагнетателя для ограничения оборотов ротора турбокомпрессора, а следовательно регулирования максимального давления, создаваемого компрессорной частью.

Принцип работы

При достижении определённого давления во впускном коллекторе, регулировочный клапан (вестгейт) начинает открываться, пропуская часть выхлопных газов мимо «горячей» крыльчатки турбины.

Избыточный объём газа либо попадает в выпускной тракт, минуя турбину, либо сбрасывается в атмосферу. Клапан открывается/закрывается актуатором, контролируемым давлением во впуске.

Актуатор управляется пневматически (давление на впуске подводится непосредственно к актуатору), либо (что реже) электроникой.

Рассмотрим подробнее

Турбина вращается за счет выхлопных газов, которые проходя через лопасти крыльчатки, раскручивают ее. Вращающаяся крыльчатка (пропеллер), раскручивает колесо компрессора турбины, что и приводит к созданию давления во впускном коллекторе.

Уровень этого давления определяется количеством воздуха, проходящего через турбину. Количество и скорость выхлопных газов, зависят в свою очередь, от частоты вращения двигателя (об/мин), т.е. чем больще мощность на выходе — и больше об/мин совершает двигатель, тем больше выхлопных газов проходит через турбину, следовательно создается большее давление.

Допустим, вы едите достаточно быстро, выхлопного газа много, турбина создает все больше и больше давления, выхлопного газа становится еще больше, и вот, в конце концов, турбина не выдерживает давления и просто напросто «пробивается» газом, попутно приканчивая двигатель.

Как же контролировать это давление

Поток выхлопных газов на крыльчатку турбины должен буть уменьшен т.е. выхлопные газы должно контролируемо уходить или до турбины или непосредственно из нее.

В стоковых машинах обычно практикуется внутренний перепускной клапан, т.е. выхлопные газы выводятся непосредственно из корпуса самой турбины.

Однако многие устанавливают внешний перепускной клапан до входа в турбину путем установки перекрестной трубы или замены части выпускного коллектора.

Внутренний перепускной клапан имеет большое отверстие, через которое выхлопной газ выходит из турбины. На пути отверстия есть специальная заслонка, которая закрывает это отверстие в момент работы турбины (когда набирается требуемое давление) — по-принципу действия это чем-то похоже на дверь.

И, как и дверь, заслонка имеет промежуточные положения — так называемой частичной открытости. Эта заслонка соединена с рычажком, который виден снаружи самой турбины.

Рычаг, в свою очередь, соединяется с рычагом активатора.Активатор — это пневматическое устройство, которое преобразует давление в линейное движение (как насос), используя диафрагму и пружину. Активатор приводит рычагом в действие заслонку, вплоть до ее полного открытия при давлении в 10-12 psi.

Как же получается большее давление при установке контроллеров наддува? (буст-контроллер)

Соленоид — это специальный прибор, который устанавливается перед активатором, и изменяет давление, поступающее на активатор, таким образом активатор как бы обманывается соленоидом и «видит» не реальное давление в системе, а то, которое ему «демонстрирует» соленоид.

Таким образом, если у вас давление до соленоида 13 psi, после него 10 psi, то перепускной клапан, если он активизируется при давлении в 12 psi, будет оставаться неактивным до 15 psi. (15-3=12), т. е. перепускной клапан откроется на давлении не менее 12 psi, хотя на самом деле будет уже 15 psi.

Соленоид делает это за счет использования рабочего цикла маленького механизма(зачастую это маленький игольчатый клапан с пружинкой). С изменением рабочего цикла, соленоид пропускает больше или меньше воздуха через себя. Соленоид управляется компьютером, который считывая давления отдает приказ увеличить или уменьшить наддув, путем открытия или закрытия перепускного клапана.

Регулировка тяги вестгейта

Сам по себе рычаг свободно перемещается, качаясь на креплении. Если это не так, и он не двигается свободно, когда отсоединен от тяги регулировочного клапана, значит есть какая-то проблема и что-то ему мешает. Это нужно исправить.

Иногда рычаг двигается рывками, особенно при нагревании. Длина самой тяги активатора может варьироваться, таким образом регулируя степень открытости/закрытости вестгейта.

Затягивание конца будет укорачивать тягу регулировочного клапана, расслабление — удлинять ее. Если тяга короче, клапан более плотно закрыт, и активатору требуется большее давление чтобы открыть клапан.

Результат — большее давление, более быстрое раскручивание турбины, и перепускной клапан не открывается так сильно и так быстро. И наоборот при ослаблении тяги.

Если вы используете контроллер с обратной связью, который сам меряет и контролирует давление (это обычное дело для электронных контроллеров), то регулировка тяги перепускного клапана — не даст такого же эффекта, как она дает при отсутствии обратной связи.

Это происходит потому, что контроллер «принимает во внимание», произошедшие изменения, поэтому такая регулировка будет сказываться незначительно. Кроме того, хороший электронный контроллер держит перепускной клапан закрытым (давление на активаторе 0 psi), до тех пор пока не будет набран нужный уровень — таким образом набор давления происходит гораздо быстрее.

Внешний регулировочный клапан

Внешний регулировочный клапан (External Wastegate) — отдельное устройство, которое создано для работы отдельно от корпуса турбины. Хотя некоторые внешние регулировочные клапаны устанавливаются на корпус турбины — например Turbonetics.

Внешние регулировочные клапаны обычно рассчитаны на гораздо больший поток воздуха, чем внутренние. Большинство из них имеет двойной активатор, это способствует более быстрому открытию клапана и обеспечивает лучший контроль за раскручиваемостью турбины.

Если вы строите мощный автомобиль (500 л.с. и выше), то внешний регулировочный клапан (может и не один) — это единственно верный путь.

Выход от внешнего регулировочного клапана может направляться обратно в выхлоп или в атмосферу (правда это ОЧЕНЬ громко, можно поставить небольшую трубу с глушителем).

Кроме того, внешние клапаны могут иметь разные пружины, тем самым, заменив пружину на более упругую, вы можете задать минимальный уровень наддува, предположим, в 5 psi.