DURAMAX VVT SCIENCE
EIN INNENBLICK AUF DEN HT TURBO PROMAX 64
Die Einführung des VVT (Variable Vane Turbocharger) beim LLY GM Duramax im Jahr 2004 mag vor allem mit der Emissionskontrolle zusammenhängen, aber in den Jahren seither hat er sich als solider Leistungsträger mit großem Leistungspotenzial erwiesen – mit ein paar Anpassungen durch den Zubehörmarkt. Der Garrett VVT, der für den Duramax 2004.5-2016 verwendet wird, hat mit jeder Motorplattform ein paar Überarbeitungen erfahren, aber er bleibt ein ziemlich solider Turbolader für den täglichen Fahrbetrieb, das Schleppen und die Leistungsabgabe bis zu 530 PS.
Bereit für die Montage wurde dieser LBZ Duramax Variable Vane Turbo bereits inspiziert, gereinigt, bearbeitet und ausgewuchtet. Die Modifizierung der serienmäßigen Einheit auf die ProMax 64-Spezifikationen umfasst ein größeres Billet-Verdichterrad und ein Turbinenrad mit hohem Durchfluss, um den Durchfluss zu erhöhen, den Gegendruck zu reduzieren und die EGT zu senken.
Das werksseitige LLY-Verdichterrad war mit knapp 63 mm das größte für die Lkw von 2004,5-2016. Das 12-blättrige Design bietet ein gutes Ansprechverhalten bei niedrigen Drehzahlen, aber es mangelt an Durchfluss bei hohen Drehzahlen.
Aber wie bei allem anderen findet der Ersatzteilmarkt immer Wege, die Leistung zu verbessern, und der VVT-Turbo ist nicht anders. High Tech Turbo aus Salt Lake City hat sich seit 1985 auf alles spezialisiert, was mit Turbos zu tun hat, und modifiziert seit einigen Jahren mit großem Erfolg die OEM-Turbolader von Duramax. Der ProMax 64 unterstützt bis zu 600 Hinterrad-PS und kann den Abgasgegendruck und die EGTs für den täglichen Fahrbetrieb und für Schleppanwendungen reduzieren. Außerdem kann er direkt anstelle der serienmäßigen Einheit geschraubt werden, ohne dass weitere Änderungen erforderlich sind.
Für die folgenden Modelle, beginnend mit dem LBZ, ging GM zu einer kleineren Kompressorradgröße über. Das 60-mm-Rad ist immer noch mehr als genug, um einen 500-PS-Truck zu unterstützen.
Der HT Turbo ProMax verwendet ein einzigartiges 63-mm-Kompressorrad aus Billet mit 6 Schaufeln und versetzten Lamellenhöhen, um den Gesamtluftstrom über den gesamten Drehzahlbereich zu verbessern. Das geänderte Raddesign erhöht das Volumen, was eine bessere Motoreffizienz mit besserer Spitzenleistung und EGT-Kontrolle bedeutet.
Als GM nach Möglichkeiten suchte, die Emissionen des 6.6L Duramax-Motors zu reduzieren, war der Turbolader mit variabler Geometrie eine große Hilfe. Durch das schnelle Ansprechen bei niedrigen Drehzahlen kann der VVT den Rauchausstoß bei niedrigem Ladedruck besser kontrollieren und gleichzeitig einen höheren Gegendruck im Abgasstrom erzeugen, um die Abgase durch das Abgasrückführungssystem (AGR) zu drücken. Wenn die Auspuffschaufeln geschlossen bleiben, fühlt es sich an wie ein kleiner Turbolader mit gutem Ansprechverhalten. Öffnet man die Schaufeln jedoch, so dass die Abgase frei strömen können, entsteht das Gefühl eines größeren Turboladers mit besserer Leistung und Temperaturkontrolle, zumindest bis zu einem gewissen Punkt. Bei niedrigen 500-PS-Tunings werden die meisten Besitzer extreme EGTs und überhöhte Antriebsdruckwerte bei weit geöffneter Drosselklappe feststellen. Das Verdichterrad bewegt einfach nicht genug Luft und die restriktive Turbinenseite wird zu einem Drosselpunkt und einer Einschränkung für eine sichere Leistungssteigerung. Um dieses Problem zu lösen, rüstet HT Turbo sowohl das Kompressor- als auch das Turbinenrad mit größeren, strömungsstarken Rädern auf, die besser für die 400-600-PS-Masse geeignet sind.
Auf der Turbinenseite des Garrett VVT bot das werkseitige 12-Blatt-Auspuffrad (links) ein gutes Gleichgewicht zwischen Spool-up und Leistung, das wiederum am besten für Anwendungen mit bis zu 500 PS geeignet ist. Für diejenigen, die EGT und Gegendruck bei höherer Leistung reduzieren wollen, verwendet der ProMax-Turbolader ein größeres Abgasrad mit 10 Schaufeln.
Durch die Umstellung auf das 10-Schaufel-Turbinenrad werden mehr Abgase effizienter bewegt, wodurch der Antriebsdruck reduziert wird. Dieses Turbinenrad ist zwar etwas größer als das serienmäßige, bietet aber ein hervorragendes Spool-up und unterstützt mehr als 600 PS.
Diese Schaufeln zeigen einen der weiteren Unterschiede zwischen LLY- und LBZ-Turboladern. Die kürzeren Schaufeln gehören zum LBZ, was der Leistung im unteren Drehzahlbereich des Sechsgang-Allison-Motors zugute kommt.
Auf der Verdichterseite der LLY- und LBZ-Turbolader wird das serienmäßige 11-Schaufel-Rad durch ein 63-mm-Billet-Rad mit 6 Schaufeln ersetzt, das das Volumen bei ähnlichen Ladedrücken erhöht. Dieses Raddesign bietet einen besseren Durchfluss und eine höhere Motoreffizienz im mittleren Drehzahlbereich für bessere Leistung und EGT-Kontrolle. Natürlich werden die Kompressorabdeckungen bearbeitet, um das größere Kompressorrad aufzunehmen. Auf der Auspuffseite werden die werksseitigen 12-Blatt-Turbinenräder durch ein 10-Blatt-Pro-Rad ersetzt, das den Abgasstrom, der im Motor bei den höheren Leistungsstufen entsteht, besser bewältigen kann. Der Wechsel zu einem 10-blättrigen Rad mit größerem Durchmesser reduziert den Antriebsdruck, ohne das Spool-up zu beeinträchtigen. In den meisten Fällen kann eine geringfügige Tuning-Anpassung innerhalb der Leitschaufel-Steuertabellen dazu führen, dass dieser Turbolader fast wie ein Serienfahrzeug fährt, bis man auf ihn einhämmert und wirklich die breitere Drehmomentkurve durch den großen Sprung im Luftstrom spürt.
HT Turbo rüstet auch auf ein 360-Grad-Drucklager (unten) auf, um die zusätzliche Belastung und Beanspruchung durch höhere Ladedruck- und Leistungsniveaus besser bewältigen zu können.
Bei jedem Turbolader wird die rotierende Baugruppe ausgewuchtet, um Langlebigkeit und Zuverlässigkeit der Einheit zu gewährleisten. Bei über 120.000 Umdrehungen pro Minute kann schon die kleinste Unwucht zu vorzeitigem Verschleiß und Ausfall führen.
Neben den kundenspezifischen Bearbeitungen und Rad-Upgrades führt HT Turbo auch Upgrades an einigen internen Bauteilen durch, wie z. B. den Wechsel zu einem 360-Grad-Schublager, um die Belastung und zusätzliche Belastung des Turbos bei höheren Ladedruckwerten besser zu bewältigen. Jeder Lader wird gereinigt, inspiziert und genau vermessen, um sicherzustellen, dass die neuen Lager und Dichtungen innerhalb der OEM-Spezifikationen liegen. Die rotierenden Baugruppen werden außerdem auf Hochgeschwindigkeits-Auswuchtmaschinen vollständig ausgewuchtet, so dass ein vorzeitiger Lagerausfall vermieden werden kann.
Die Heins-Auswuchtmaschine wird von vielen Turboladerfirmen verwendet und bietet sehr zuverlässige Auswuchtergebnisse. Indem der schwerste Punkt des Rades ermittelt wird, kann es bearbeitet werden, um Gewicht zu entfernen, bis es innerhalb der Spezifikation ausgewuchtet ist.
Der Ölkolben ist eines der ersten Teile, die im Lagergehäuse installiert werden. Dieser Stößel bewegt sich in der Bohrung hin und her, wodurch ein internes Zahnrad bewegt wird, das die Position der Schaufeln steuert.
Der gekerbte Stößel muss mit den Zähnen des Schaufelzahnrads ausgerichtet sein, um sicherzustellen, dass sich der Schaufelvereinigungsring richtig dreht, um die Schaufelposition während des Antriebs zu steuern.
Jedes Lagergehäuse wird auf Fehler untersucht und die Lagerbohrungen vermessen, um sicherzustellen, dass die richtigen Lagertoleranzen eingehalten werden.
Der Druckring wird in das Lagergehäuse eingebaut, gefolgt von dem neuen 360-Gang-Lager. Dann wird ein quadratischer O-Ring installiert, um das Lagergehäuse mit der Aluminium-Rückplatte abzudichten, die als nächstes aufgesetzt wird.
Wenn es einen gemeinsamen Fehler in der Garrett VVT-Konstruktion gibt, sind klebende Schaufeln oder ein defekter Unisono-Ring, der die Auslassschaufeln steuert, der wahrscheinlichste Schuldige, wenn Sie intermittierende Ansprech- und Fahrprobleme mit der OEM-VVT-Einheit haben. Bei Fahrzeugen mit hoher Laufleistung, die im Laufe der Zeit viel Ruß und Abgase abbekommen haben, kann jedes kleine bewegliche Teil, wie z. B. die Schaufeln, einem gewissen Verschleiß unterliegen. Leider liegen diese Probleme in der Natur jedes Turbos mit variabler Geometrie. Natürlich werden alle diese Teile vor der Montage eines neuen ProMax 64 vollständig gereinigt und geprüft, um sicherzustellen, dass alles so funktioniert, wie es soll, sobald es in einem Kundenfahrzeug installiert ist.
Die Rückplatte erhält einen neuen kompressorseitigen Druckring und einen neuen Kolbenring, um sicherzustellen, dass kein Öl durch den Ring sickert.
Nachdem das Lagergehäuse umgedreht wurde, können die neuen Lagerzapfen und der Lagerdistanzring in die Bohrung eingesetzt werden.
Im Gespräch mit Braydon Price aus Meridian, Idaho, der vor kurzem den ProMax 64 in seinen LBZ-Truck mit geringem Umfang eingebaut hat, konnten wir aus erster Hand Feedback zu seinem modifizierten VVT erhalten. Er war auf der Suche nach einer Verbesserung der Spitzenleistung bei seinen Max-Effort-Tunings, während er die EGT-Abgaswerte bei seinen Tunings für niedrigere Leistungen reduzieren wollte. Price arbeitet als Vertriebsmitarbeiter bei Adrenaline Truck Performance (ATP Trucks), daher kennt er sich mit diesen Trucks aus und weiß, was man braucht, um sie richtig einzustellen. Mit einem Kaltlufteinlass, einem 4-Zoll-Auspuff, einer Hubpumpe und einem eingebauten Allison-Getriebe leistete der Truck bei seinem Max Effort-Tuning mit dem serienmäßigen Turbolader 512 PS. Durch den Wechsel zum High Tech Turbo ProMax 64 stieg die Spitzenleistung auf 574 PS, eine Steigerung um 62 PS ohne weitere Änderungen am Fahrzeug. Das Beste von allem ist, dass das Pyrometermessgerät einen Abfall von fast 150 Grad bei Vollgas anzeigt, und er hat auch berichtet, dass es viel einfacher ist, die EGTs zu kontrollieren, während er mit einem Tuning, das 400 PS leistet, schwer schleppt.
Bevor die Turbinenwelle in das Lagergehäuse eingesetzt wird, wird ein neuer Kolbenring installiert; dieser dichtet das Öl im Inneren des Turbos ab.
Wenn das Turbinenrad und die Welle installiert sind, kann das neue Billet-Kompressorrad installiert werden und wird mit dem vorgeschriebenen Drehmoment angezogen. Während bei den werksseitigen Kompressorrädern die Gewindemutter Teil des Rades ist, verwendet HT Turbo eine separate Mutter des Rades. Dies ermöglicht eine präzisere Ausrichtung des Rades auf die vorgegebenen Auswuchtmarkierungen.
Die Mitarbeiter von High Tech haben gesehen, dass Lkw mit leichten Einspritzdüsen-Upgrades und gesunden CP3s mit diesem Turbo mehr als 600 PS bei nahezu serienmäßigen Fahreigenschaften leisten. Der ProMax 64 ist derzeit für die LLY- und LBZ-Plattformen erhältlich, aber auch für die LMM- und LML-Trucks steht ein direktes Bolt-in-Upgrade kurz vor der Veröffentlichung. Für diejenigen unter Ihnen, die alle werksseitigen Abgasreinigungsanlagen (DPF, Harnstoff, EGR) beibehalten wollen, holt der Ersatzteilmarkt auf, und jeder dieser Turbos sollte ein großartiges Upgrade zur Verbesserung des Luftstroms für den großen Duramax-Motor sein, unabhängig vom Modelljahr.
Nachdem die rotierende Baugruppe komplett ist, wird das Ölsteuermagnetventil installiert, aber nicht bevor alle neuen O-Ringe eingebaut sind. Die Kontrolle des Öldrucks und die Beseitigung interner Querleckagen bedeutet hier eine bessere Leistung der Schaufeln.
Das Turbinengehäuse muss mit Schaufeln bestückt werden, bevor die Montage des Turboladers abgeschlossen werden kann.
Der Unisono-Ring in dieser Position zeigt die Schaufeln vollständig geschlossen, um den Abgasstrom einzuschränken, was das Ansprechverhalten des Turbos im unteren Drehzahlbereich für ein schnelles Spool-up unterstützt.
Wenn der Abgasstrom zunimmt, können die Leitschaufeln geöffnet werden, damit das Abgas entweichen kann, was zu einer besseren Leistung bei harter Drosselung führt.
Jede Leitschaufel wird über die Pfosten im Abgasgehäuse geschoben, dann wird der Unisono-Ring installiert, der die Leitschaufeln zu einer Einheit zusammenbindet. Der Unisono-Ring wird durch den zahnradgetriebenen Pfosten auf der Auspuffseite des Lagergehäuses gesteuert.
Der fertige ProMax 64 ist nun bereit für den Einbau in den LKW eines Kunden. Prüfstandstests an einem 2006er LBZ mit eingebautem Getriebe, Hubpumpe, Ansaugung und 4-Zoll-Auspuff haben über 70 PS an den Hinterrädern gezeigt, während die EGT um mehr als 150 Grad gesenkt wurde.