DURAMAX VVT SCIENCE
AN INSIDE LOOK AT THE HT TURBO PROMAX 64
Wprowadzenie turbosprężarki o zmiennych łopatkach (VVT) w silniku LLY GM Duramax w 2004 roku mogło być głównie związane z kontrolą emisji, ale w ciągu ostatnich lat okazało się, że jest to solidny wykonawca z dużym potencjałem mocy – z kilkoma poprawkami z rynku wtórnego. Garrett VVT używany w 2004.5-2016 Duramax przeszedł kilka zmian z każdą platformą silnikową, ale pozostaje całkiem solidną turbosprężarką do codziennej jazdy, holowania i osiągania mocy do około 530 KM.
Gotowy do montażu, ten LBZ Duramax Variable Vane Turbo został już sprawdzony, oczyszczony, obrobiony i wyważony. Modyfikacja fabrycznej jednostki do specyfikacji ProMax 64 obejmuje większe koło kompresora z brązu i wysokoprzepływowe koło turbiny w celu zwiększenia przepływu, zmniejszenia ciśnienia wstecznego i obniżenia EGT.
Fabryczne koło kompresora LLY było największe dla ciężarówek 2004.5-2016 przy nieco poniżej 63 mm. Konstrukcja z 12 łopatkami oferuje dobrą reakcję przy niskich obrotach, ale brakuje przepływu przy wysokich obrotach.
Ale jak ze wszystkim innym, rynek wtórny zawsze znajduje sposoby na poprawę wydajności, a turbo VVT nie jest inne. High Tech Turbo z Salt Lake City specjalizuje się we wszystkim co turbo od 1985 roku i od kilku lat modyfikuje turbosprężarki OEM Duramax z dużym powodzeniem. ProMax 64 może dostarczyć do 600 koni mechanicznych na tylnych kołach i może zmniejszyć ciśnienie wsteczne w układzie wydechowym oraz EGT w codziennej jeździe i holowaniu. Można go również przykręcić bezpośrednio w miejsce jednostki fabrycznej, bez konieczności wprowadzania innych zmian.
W kolejnych modelach, począwszy od LBZ, GM zdecydował się na mniejszy rozmiar koła kompresora. Koło o średnicy 60 mm jest nadal więcej niż wystarczające do obsługi ciężarówki o mocy 500 KM.
W modelu HT Turbo ProMax zastosowano unikalne 6-łopatkowe koło sprężarki o średnicy 63 mm z rozstawionymi lamelami, co poprawia ogólny przepływ powietrza w całym zakresie obrotów. Zmiana w konstrukcji koła zwiększa objętość, co oznacza lepszą wydajność silnika z lepszą mocą szczytową i kontrolą EGT.
Gdy GM zaczęło szukać sposobów na zmniejszenie emisji w silniku 6.6L Duramax, turbosprężarka o zmiennej geometrii bardzo pomogła. Umożliwiając szybką reakcję przy niskich obrotach, turbosprężarka VVT może lepiej kontrolować ilość spalin przy niskim podbiciu, jednocześnie tworząc wyższe ciśnienie wsteczne w strumieniu spalin, aby wymusić przepływ gazów spalinowych przez układ recyrkulacji spalin (EGR). Zamknięte łopatki układu wydechowego sprawiają wrażenie, że mamy do czynienia z małą turbosprężarką o dobrej reakcji. Ale otwarcie tych łopatek, aby spaliny mogły swobodnie przepływać, daje odczucie większej turbosprężarki dla lepszej mocy i kontroli temperatury, przynajmniej do pewnego momentu. Przy tuningach o niskiej mocy 500 KM, większość właścicieli widzi ekstremalne wartości EGT i nadmierne ciśnienie przy szeroko otwartej przepustnicy. Koło kompresora po prostu nie porusza wystarczająco dużo powietrza, a restrykcyjna strona turbiny staje się punktem dławiącym i ograniczeniem dla bezpiecznego wytwarzania większej mocy. Aby przezwyciężyć ten problem, HT Turbo modernizuje zarówno koło kompresora jak i turbiny poprzez zastosowanie większych, wysokoprzepływowych kół, które lepiej nadają się do zastosowań o mocy 400-600 KM.
Po stronie turbiny Garrett VVT, fabryczne 12-łopatkowe koło wydechowe (po lewej) zapewniało dobrą równowagę pomiędzy przyspieszeniem i mocą, ponownie najlepiej nadając się do zastosowań o mocy do 500 KM. Dla tych, którzy chcą obniżyć EGT i ciśnienie wsteczne przy wyższych poziomach mocy, turbosprężarka ProMax wykorzystuje większe koło wydechowe z 10 łopatkami.
Zamiana na koło turbinowe z 10 łopatkami spowoduje bardziej efektywny ruch spalin, zmniejszając tym samym ciśnienie napędowe. Chociaż nieco większa niż standardowa, ta turbosprężarka oferuje doskonały rozruch i pozwala uzyskać moc ponad 600 KM.
Te łopatki pokazują jedną z innych różnic pomiędzy turbosprężarkami LLY i LBZ. Krótsze łopatki należą do modelu LBZ, co pomogło w uzyskaniu niskich osiągów z sześciobiegową skrzynią Allison.
Po stronie kompresora turbosprężarek LLY i LBZ, standardowe 11-łopatkowe koło zostało zastąpione 63-milimetrowym, 6-łopatkowym kołem, które zwiększy objętość przy podobnym ciśnieniu doładowania. Ta konstrukcja koła oferuje lepszy przepływ i wydajność silnika w średnim zakresie obrotów dla lepszej mocy i kontroli EGT. Oczywiście, pokrywy sprężarki są obrabiane maszynowo, aby zaakceptować większe koło sprężarki. Po stronie wydechowej, fabryczne 12-łopatkowe koła turbinowe zostały zastąpione 10-łopatkowym kołem pro, które lepiej radzi sobie z przepływem spalin wytwarzanym w silniku przy wyższych poziomach mocy. Zmiana na 10-łopatkową tarczę o większej średnicy zmniejszy ciśnienie w układzie napędowym bez wpływu na rozruch. W większości przypadków, niewielka regulacja w tabelach sterowania łopatkami może sprawić, że turbosprężarka będzie jeździć prawie jak standardowa, dopóki nie zaczniesz jej używać i nie poczujesz, że krzywa momentu obrotowego jest szersza dzięki większemu skokowi przepływu powietrza.
HT Turbo posiada również łożysko oporowe 360 stopni (na dole), aby lepiej radzić sobie z dodatkowym obciążeniem i naprężeniami związanymi z wyższym poziomem doładowania i mocy.
Każda turbosprężarka posiada wyważony zespół wirujący, aby zapewnić długowieczność i niezawodność urządzenia. Obracając się z prędkością ponad 120,000 rpm, najmniejsze niewyważenie może spowodować przedwczesne zużycie i awarię.
Wraz z ich niestandardową obróbką i ulepszaniem kół, HT Turbo również ulepsza niektóre wewnętrzne elementy, takie jak zmiana na łożysko oporowe 360 stopni, aby lepiej radzić sobie z naprężeniami i dodatkowym obciążeniem, które turbo może zobaczyć przy wyższych poziomach doładowania. Każda ładowarka jest czyszczona, sprawdzana i dokładnie mierzona w celu zapewnienia, że nowe łożyska i uszczelki będą zgodne ze specyfikacją OEM. Zespoły obrotowe są również w pełni wyważane na wyważarkach o dużej prędkości, dzięki czemu można uniknąć przedwczesnej awarii łożysk.
Maszyna wyważająca Heins jest używana przez wiele firm zajmujących się wyważaniem turbosprężarek i oferuje doskonałe, niezawodne wyniki wyważania. Poprzez wskazanie najcięższego punktu koła, może być ono następnie poddane obróbce mechanicznej w celu usunięcia ciężaru, aż do wyważenia w ramach specyfikacji.
Tłok olejowy jest jednym z pierwszych elementów montowanych w obudowie łożyska. Ten tłok porusza się tam i z powrotem w otworze, co powoduje ruch wewnętrznego koła zębatego, które kontroluje położenie łopatek.
Wycięty tłok musi być ustawiony w linii z zębami koła zębatego łopatek, aby zapewnić, że pierścień łączący łopatki będzie obracał się prawidłowo, aby kontrolować położenie łopatek podczas jazdy.
Każda obudowa łożyska jest sprawdzana pod kątem wad i ma zmierzone
otwory łożyska, aby upewnić się, że właściwe tolerancje łożyska są
zachowane.
Kołnierz oporowy jest montowany w obudowie łożyska, a następnie nowe łożysko oporowe 360. Następnie zostanie zainstalowany kwadratowy pierścień uszczelniający O-ring, aby uszczelnić obudowę łożyska do aluminiowej płyty tylnej, która jest następna.
Jeśli istnieje jedna wspólna wada w projekcie Garrett VVT, zacinające się łopatki lub uszkodzony pierścień unison, który kontroluje łopatki wydechowe, jest najbardziej prawdopodobnym winowajcą, jeśli doświadczasz przerywanej reakcji i problemów z jazdą z jednostką OEM VVT. W ciężarówkach z dużym przebiegiem, które widziały dużo sadzy i spalin nagromadzonych w czasie, każda mała ruchoma część, jak te łopatki, może zobaczyć pewne zużycie. Niestety, te problemy są po prostu naturą bestii w każdym turbo o zmiennej geometrii. Oczywiście, wszystkie te części są w pełni czyszczone i sprawdzane przed montażem nowego ProMax 64, aby mieć pewność, że wszystko będzie działać tak, jak powinno po zainstalowaniu w ciężarówce klienta.
Płyta tylna otrzymuje nowy kołnierz oporowy po stronie sprężarki i pierścień tłokowy, aby mieć pewność, że olej nie wycieknie poza kołnierz.
Po odwróceniu obudowy łożyska, nowe łożyska czopowe i tuleja dystansowa łożyska mogą zostać wrzucone do otworu.
Porozmawiając z Braydonem Price z Meridian, Idaho, który niedawno zainstalował ProMax 64 w swojej łagodnie zbudowanej ciężarówce LBZ, byliśmy w stanie uzyskać informacje z pierwszej ręki na temat jego zmodyfikowanego VVT. Chciał on poprawić moc szczytową w swoich tuningach Max Effort, jednocześnie redukując EGT w tuningach o niższej mocy. Price pracuje jako przedstawiciel handlowy w Adrenaline Truck Performance (ATP Trucks), więc wie co nieco o tych ciężarówkach i co trzeba zrobić, aby je naprawdę dostroić. Z wlotem zimnego powietrza, 4-calowym układem wydechowym, pompą podnoszącą i skrzynią biegów Allison, ciężarówka osiągnęła 512 KM w trybie Max Effort z seryjną turbosprężarką. Po wymianie na High Tech Turbo ProMax 64, moc szczytowa skoczyła do 574 KM, co stanowi wzrost o 62 konie bez żadnych innych zmian w samochodzie. Co najlepsze, wskaźnik pirometru wykazał spadek o prawie 150 stopni przy szeroko otwartej przepustnicy, a on sam zgłosił, że znacznie łatwiej jest kontrolować EGT podczas holowania ciężkich ładunków przy tuningu, który daje 400 KM.
Przed włożeniem wału turbiny do obudowy łożyska, instalowany jest nowy pierścień tłokowy; uszczelnia on olej wewnątrz turbo.
Po zainstalowaniu koła turbiny i wału, można zainstalować nowe koło sprężarki, które zostanie dokręcone zgodnie ze specyfikacją. Podczas gdy fabryczne koła kompresora posiadają gwintowaną nakrętkę jako część koła, HT Turbo decyduje się na zastosowanie oddzielnej nakrętki od koła. Pozwala to na bardziej precyzyjne ustawienie koła na wcześniej ustalonych znacznikach wyważenia.
Załoga w High Tech widziała ciężarówki z łagodnymi ulepszeniami wtryskiwaczy i zdrowymi CP3, które osiągają ponad 600 KM z tym turbo przy prawie standardowej charakterystyce jazdy. ProMax 64 jest obecnie dostępny dla platform LLY i LBZ, ale zbliża się premiera bezpośredniej wersji przykręcanej dla ciężarówek LMM i LML. Dla tych z Was, którzy chcą zachować wszystkie fabryczne urządzenia do kontroli emisji (DPF, mocznik, EGR), rynek wtórny nadrabia zaległości, a każda z tych turbin powinna być doskonałym uaktualnieniem poprawiającym przepływ powietrza do dużego silnika Duramax, niezależnie od roku modelowego.
Po zakończeniu montażu zespołu obrotowego, cewka sterująca olejem jest następnie instalowana, ale nie przed zainstalowaniem wszystkich nowych O-ringów. Kontrola ciśnienia oleju i eliminacja wewnętrznych przecieków krzyżowych oznacza lepszą wydajność łopatek.
Obudowa turbiny musi być wypełniona łopatkami przed zakończeniem montażu turbosprężarki.
Pierścień unisono w tej pozycji pokazuje łopatki w pełni zamknięte, aby ograniczyć przepływ spalin, pomagając w niskiej reakcji turbo na szybkie rozruchy.
Wraz ze wzrostem przepływu spalin, łopatki mogą zostać otwarte, aby umożliwić wydostanie się spalin, zapewniając lepsze osiągi przy mocnym wciśnięciu pedału gazu.
Każda łopatka jest wsuwana na słupki w obudowie układu wydechowego, a następnie instalowany jest pierścień unisono, który łączy łopatki w jedną całość. Pierścień łączący jest kontrolowany przez napędzany przekładnią słupek po stronie wydechowej obudowy łożyska.
Ukończony ProMax 64 jest teraz gotowy do montażu w ciężarówce klienta. Testy dynamiczne przeprowadzone na modelu 2006 LBZ z wbudowaną skrzynią biegów, pompą podnoszącą, dolotem i 4-calowym wydechem wykazały ponad 70 koni mechanicznych na tylnych kołach przy jednoczesnym obniżeniu temperatury EGT o ponad 150 stopni.