A wastegate a turbónyomás szabályozására szolgáló eszköz. Mindenek előtt egy kis angol kiejtési lecke: sokan hibásan "vesztgétnek" ejtik, pedig a hivatalos kiejtése a "vésztgét" (a különbség az e-é betű:) Nos akkor rá is térhetünk a működésére, de még azért előtte nem árt tudni, hogy egyáltalán miért van rá szükség?
A turbós autók turbónyomása wastegate nélkül kontrollálatlanul emelkedne a terheléssel egyenes arányban mindaddig, mig 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. A wastegate magyar fordítása talán a legszerencsésebben a megkerülő-szelep lehetne.
A wastegate tulajdonképpen egy nyomásérzékeny szelep. Amikor a kipufogó gáz nyomása a turbó és a hangerfej között egy bizonyos nyomásértéket átlép, akkor a wastegate szelepe kinyit, és a kipufogó gáz 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). Létezik külső és belső wastegate. A működésük mindkét esetben ugyanazon elv szerint történik, lényegi különbség csak az elhelyezkedésük a turbóhoz képest.
Tehát lépésekben: 1. nyomsz egy kövér gázt, így a motor a terhelés következtében elkezd nagymennyiségű kipugázt fújni a turbóba 2. a turbó szépen felpörög, és feltölti a motort nagynyomású levegővel, így nagyobb teljesítményre teszi képessé a mechanikát 3. a turbó már felépítette a kívánt maximális nyomást (pl. 1.0BAR), de a motor még messze a leszabályzási fordulattól, te pedig továbbra is tövig állsz a gázon 4. ekkor a wastegate szelepe kinyit, a kipufogó gáz egy része pedig úgy távozik a motorból, hogy a turbót jobban nem pörgeti már meg, tehát a turbónyomás nem emelkedik nagyobb értékre
A belső wastegate szelepe a turbón található. Becenevén hívják drukk-labdának is. Lásd az alábbi képen, egy T3/T4-es, 2 kamrás, belső wastegate-es turbón:
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. Egy külső 60mm-es HKS wastegate képe:
Sem a működési elvben, sem a viselkedésükben nem különböztetjük meg a wastegate-eket. Nem igazán lehet választ adni arra a kérdésre, hogy melyik a jobb (a külső, vagy a belső). A gyakorlatban a gyári autókon szinte mindig belső wastegate-es turbót találtok, 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-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. 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.
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. Akadnak 1000 lóerős autók 40mm-es wastegate-tel, de láttam már 2000-es motort 400 lóerővel 60mm-es wastegate-tel is hibátlanul működni. A gyakorlat szerint az alulméretezés a fontosabb probléma, amire oda kell figyelned!
Meg kell még említenünk, hogy a külső wastegate használata esetén a szelepen keresztül elengedett felesleges kipufogó gázt 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.
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. 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. (Az EVC-k működéséről külön fejezetben olvashatsz a Kérdések és válaszokban!)
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.
Az alábbi ábrán egy külső wastegate látható. Az alkatrészek nevei: - boost controller port: az EVC egyik ellennyomás csatlakozása - spring: rugó - diaphragm: membrán - compressor reference port: az EVC másik ellennyomás csatlakozása - plunger: szelep - dump tube: a felesleges kipugázt eleresztő cső - manifold: hengerfej (kipufogó csatlakozás)
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.
