Avancerad Turboteknik

[RaZoR]

There are a lot of misunderstood and false information floating around the internet about the “new billet” turbochargers. First, billet compressor wheel technology is NOT new. It’s been around since the 1980’s. As far as I know the first billet compressor wheel (for production) was made by Garrett and used in their TR30r turbo for rally racing. That turbo is still in production today and is currently being used by all the LM prototype turbo cars, as well as 80% of the rally cars currently in use (plus so so many more). Fyi the “standard” version of that turbocharger comes with a billet compressor wheel, inconel exhaust wheel and stainless steal turbine housing, and can be yours for $10,000.00 U.S..

Moving on, the biggest thing to realize is that ALL BILLET WHEELS ARE NOT CREATED EQUAL . Garrett’s billet wheels are vastly different than that of the PTE ones. Garrett’s “billet” wheels are an exact copy of their cast ones. There is NO difference other than the fact that one is CNC’d out of a solid piece of billet aluminum and the other is made with casting hot molten aluminum. There is NO gains power gains in the Garrett “billet” wheel line up (well, the ones out to the public anyway). The big reason for the non change in design: Garretts main issue with competing agains the PTE lineup is that they must also pass OE specs on all the turbos they produce. That is not something that can easily be done. Luckily for PTE, they do NOT have to follow the same guidelines in creating monster turbos. The fact is, as much as Garrett would love to create a “RACE” turbo it still must be a turbo that can pass OE Guidelines for Stress and reliability. And yes, they have actually tested several other companies " Race " turbos at OE levels for reliability and they blew apart and sent parts across the test room…. Though, these were mainly on industrial diesel CAT stuff so…..anyway.

Now, with PTE’s “billet” wheels on the other hand, there are great power increases to be had. This is caused by a few things: first, because these new compressor wheels are CNC’d from a solid piece of billet, they are able to be made “less bulky” (because of the added strenght of the one piece billet), i.e. less actual materiel is used in the billet wheels. Second, because of the wheel being “thinned” down, PTE was able to take advantage of the new found “space” in the turbocharger inlet by redesigning the compressor aerodynamics to flow more CFM with the same size inducer!

In the picture I posted you will see a few of the big differences I just mentioned. I have made it easier to see with a few lines and explanations to go with them. 1) Top red lines show that, yes, both these turbos have the same 67mm diameter. 2) If you look at the yellow and green lines you will see that their radius measurements (as measured from the outside diameter of the center compressor shank to the out side tip of the compressor inducer blade) are quite different! As stated before, the new PTE wheels use less compressor “mass” therefore allowing them to have a much smaller shank due to the heightened strength that the billet has. Think of it like this (this is really in laymen’s terms so as to better understand my point): The 67mm cast wheel (yellow line) has a 22mm(ish) shank… so that’s like 45mm of actual inducer blade surface area (est.) being used. The 67mm billet wheel (green line) has a 12mm(ish) shank… so that’s 55mm of actual inducer blade surface area (est.) being used. That difference, combined with the redesigned aero of the billet wheels from PTE is what equates to the higher CFM/power being made from them (PTE). Though, these gains are mainly seen toward the outer boost limits of said billet compressor wheel. It’s the norm to see a 140+ hp gain in higher boost levels from a PTE billet wheel than that of a cast wheel of the same diameter. The highest I’ve seen is a staggering 180whp gain on a PTE 6765 T3 on an EVO.

_______________________________________________________________

You also have FP's HTA wheels for Garrett turbos that do show gains on spool times. Are you saying these are not as reliable?

No, I was just saying that Garret had trouble making weight reduced buillet wheels because they couldn't pass their OEM specified testing with them. Garret also tested PTE's like that as well, and those didn't last either. But as I stated before, the testing we are talking about passing here is for commercial use CAT diesel type stuff. This in no way would keep me from bying a PTE billet unit. I have all the testing I need from people like Mike at AWD Motorsports, he has the fastest T3 frame 4cylinder in the world making 920whp running 8.75 @ 167. And he has been doing so on the same turbo for over a year. OEM testing means nothing to me . The HTA's wheels are fine and reliable because they HAD to have passed OEM test of stress and reliability.

They are tight lipped about the HTA wheels but I think they get away with a more surge prone compressor wheel by surge porting the housing. There are some major spool gains there. The billet wheel can use less material and be lighter. Lighter = better spool all else being equal.

The turbine wheel and housing design are what determine "spool" time (along with peak desired boost, center section bearing choice, exhaust size and more) as far as turbochargers goes. That is why the Garrett units showed no difference in "spool" time. All they were are a billet copy of a cast wheel. The weight difference was extremely minimal. The PTE's on the other hand DO get a better "spool" time due to its reduction in rotating mass. But the difference that a street car will see is fairly minimal. The biggest difference is the boost ramp rate, because once PTE's get going it takes much less effort to continue them doing so, because of the weight reduction. Which is why I say your street car running moderate boost levels wont see that big of a difference in "spool" time. Though, YES, there will be a small difference.

[Big Al]

TR30R är ju Garretts restriktorturbo för wrc om inte minnet sviker.

Sen vet jag inte om Garretts billethjul är identiska med de gjutna då t.ex deras senaste GTX hjul inte har splitblad men de kanske menar nå äldre? och påtal om det så verkar det hjulet vara en kopia från deras duramax turbo.

Sa även lite fel ang spoolskillnaden på gjutet och billet, tydligen så skiljer det så väldigt lite i vikten i periferin så spool ska inte skilja på ett billet och ett gjutet.
Var nog någon annan anledning varför det skiljde mellan dem i bromspappret jag visade.

Är nog som du säger att de inte kunnat göra centrumet mindre pga bladlängden blir för lång för hållfasthetstesterna de gör.

[RaZoR]

TR30R är ju Garretts restriktorturbo för wrc om inte minnet sviker.

Sen vet jag inte om Garretts billethjul är identiska med de gjutna då t.ex deras senaste GTX hjul inte har splitblad men de kanske menar nå äldre? och påtal om det så verkar det hjulet vara en kopia från deras duramax turbo.

Sa även lite fel ang spoolskillnaden på gjutet och billet, tydligen så skiljer det så väldigt lite i vikten i periferin så spool ska inte skilja på ett billet och ett gjutet.
Var nog någon annan anledning varför det skiljde mellan dem i bromspappret jag visade.

Är nog som du säger att de inte kunnat göra centrumet mindre pga bladlängden blir för lång för hållfasthetstesterna de gör.

Jo, jag undrar bara om dom inte pratar om amerikanska rally bilar. För jag har fått för mig att majoriteten av våra wrc bilar kör med IHI turbos. Körde dom Garrett på Escort wrc?

[RaZoR]

Detta är skrivet av SaabJohan på ett annat känt forum
______________________________________________

F1 bilarna brukade köra slut på de aggregaten de hade under ett lopp, ja, ibland till och med snabbare än så. Dock användes de under ganska extrema förhållanden, avgastemperaturer över 1100 grader och tryckförhållanden på över 5:1.

De aggregat som Garrett tillverkade för F1 kan man väl säga var en vidareutveckling på de standard aggregat man använde i F1 till en början. I dessa speciella aggregat användes mycket teknik som normalt används i gasturbiner.

Kompressohjulet var bearbetat ur ett smitt stycke 7075 aluminium, dess borrning hade en tri-lob form för infäste i turboaxeln och kompressorn hade en transonic inducer design och en blad vinkel (utlopp) på 38 grader. Turbinen var av en superlegering som betecknas IDM 5322, turbinen elektronsvetsades hop med axeln.

Höga tryckförhållanden innebär höga krafter på axiallagret, så turboaggregaten försågs med en sex pads axiallager och man använde något bättre stål samt manganbrons i dem. Extra skruvar såg till att lagret höll sig platt under belastning. Radiallagerna var av blyfritt brons för att klara av temperaturerna. Tätningarna var konventionella.

Turbinhuset är precisionsgjutet i rostfritt stål typ HK30, väggarna hos turbinhuset är mycket tunna och anslutning sker normalt med V-band. Hos lagerhuset så har man tagit bort en hel del material från den vanliga konstruktionen för att minska vikten och få den att överföra värme sämre. Båda oljeanslutningarna är gängade för låg vikt och det finns två anslutningar för att förse turbinen med kylluft.

Kuhle Kopp & Kauch och Ishikawajima-Harima Heavy Industries tillverkade också turboaggregat för F1, dessa kan dock skilja sig något konstruktionsmässigt från Garretts aggregat. IHI använde bland annat kullager i deras aggregat.

Garrett aggregat på en Renault EF15
_______________________________________

IHI RX6D i en Williams-Honda FW11B

Idag är tävlingsaggregat som exempelvis Garrett TR30R och IHI RX6 baserade på en teknik liknande det man använde i F1. Vanligtvis så används idag turbiner av Mar-M 247 istället, likaså är turboaggregaten kullagrade. Dessa aggregat är dock inte speciellt billiga, exempelvis en RX6 CHRA (turbo utan kompressor- och turbinhus) kostar ca 50000 kr + moms.

Nedan genomskärning av ett Garrett aggregat samt några ritningar för att illustera skillnader mellan en konventionell turbo och en F1 turbo.

[RaZoR]

Om ni har tittat på första bilden, kanske ni märkte att dom har ett turbinhus fast i blocket med drivning från torrsumpspumpen. Detta ska tydligen vara kylvätskepumpen.


SaabJohan skriver
_______________

Om man kikar på den här bilden kan man notera två kylvätskegallerier i den halvan av motorn man ser i genomskärning, en på utsidan längst ned i blocket och en på insidan i toppen. En kylvätskepump förser galleriet i blocket med kylvätska, kylvätskan fördelas till de olika cylindrarna innan de går kring cylindrarna och upp i toppen där kylvätskan samlas ihop av galleriet i toppen. Från galleriet i toppen går kylvätksan till en av motorns två kylare och tillbaka till kylvätksepumpen.

Den här bilden visar Honda RA168E men de flesta F1 motorer körde med en liknande lösning. Även dagens F1 motorer använder en liknande lösning, de brukar dock ha sina utloppsgallerier i ventilkåporna istället. Vissa har ett galleri i motorns V istället för på utsidan av blocket.

[RaZoR]

Ursprungligen postat av amazon67
En kompis köpte ett agg av CycloonRobban för många år sedan, Som han skulle ha på sin Typhoon det påstår han att det ska vara byggt på delar från F1 och Indicar.....

SaabJohan svarar
______________

De aggregat som används i Champcar (tidigare indycar) är också lite speciella. De har liksom F1 aggregaten ett turbinhus i tunnväggigt rostfritt stål, även lagerhusen ska vara av rostfritt stål med mycket tunnt gods. En konventionell kullagerenhet används, turbinen är av konventionellt material och kompressorhjulet i gjutet (avstt för låga laddtryck). Turbon har varvtalsgivare, samt ett kompressorhus av magnesium med "front plate".

Äldre "indy" aggregat är dock mer konventionella, de första aggregaten som användes i indycar var bara vanliga lastbilsaggregat. De kör ju på metanol så avgastemperaturerna är inte så farliga.

Här är dock ett av de nyare aggregaten, en Garrett BR74 på en Cosworth XFE.

BR74 användes också av Jay Leno till hans bil med motor från en tank. Dessa aggregat är ganska dyra, kring 100 kkr går ett aggregat på. De senaste ska dock inte använda kullager just för man ville ha ner kostnaderna, så jag tror dessa ligger kring 70kkr eller så.

[Big Al]

Den enda wrc escorten jag sett hade faktiskt IHI´s 909 aggregat (dvs ford motorsport)
Har även sett en wrc speccad escort med Svensk Turboservices restriktorturbo (KRX400 rally)

Skoj att läsa om vad som egentligen skiljde på F1 turbosen motför de vanliga
Snart kommer nog tunnare avgashus (Tial har iofs redan men ...) och även lagerhus förmodligen även i rostfritt

[JohanE]

det ser verkligen ut som att kompressorhuset är bakvänt :S

[RaZoR]

Den enda wrc escorten jag sett hade faktiskt IHI´s 909 aggregat (dvs ford motorsport)
Har även sett en wrc speccad escort med Svensk Turboservices restriktorturbo (KRX400 rally)

Skoj att läsa om vad som egentligen skiljde på F1 turbosen motför de vanliga
Snart kommer nog tunnare avgashus (Tial har iofs redan men ...) och även lagerhus förmodligen även i rostfritt

Jaha, jag hittade 1st bild på datorn från en wrc escort och antar att det är IHI turbon man ser där.

Vet att dom brukar byta ut avgashuset på Holset turbos till bullseyepower avgashus. Och dessa finns i rostfritt.
http://www.bullseyepower.com/u_turbine_housings.asp

Dom finns för Garrett också, tror priset om jag kommer ihåg rätt var 150-200 dollar för ett rostfritt avgashus så inte så farligt faktiskt. Dom är lite svåra att hitta tycker jag men verkar vara ett bra budget alternativ till Tial.

Men jag vet ju inte vad dom har för tjocklek på avgashusen så. Men bättre spoolup verkar man få iaf.

[RaZoR]

det ser verkligen ut som att kompressorhuset är bakvänt :S

Ja det ser faktiskt så ut, sökte runt på nätet om man skulle hitta nått om det men kom över något annat intressant istället.

Lancia Twin Turbo Triflux

[Skinkis]

Det dära grenröret till Cosworth-maskinen hade jag inte tackat nej till att ha hängandes på väggen här hemma... Galet vackert!

[Big Al]

Hittade faktiskt en bild på escort wrc turbon IHI (909) som jag knäppte på Mats Jonssons bil för några år sen.

[Skinkis]

Hittade faktiskt en bild på escort wrc turbon IHI (909) som jag knäppte på Mats Jonssons bil för några år sen.

Vad är det för insug som sitter monterat på den bilen? Ser ut som original plenumkammare, men det sitter ju dubla spridare...

Sen är man ju lite nyfiken på vad de kör med för smörjning med? Oljestickan sitter ju inte där original, så varför är den flyttad?

[RaZoR]

Hittade faktiskt en bild på escort wrc turbon IHI (909) som jag knäppte på Mats Jonssons bil för några år sen.

Aha, började fundera vad dom använder för generator. Läste i wrc manualen att dom också använder en 909 generator på 150A och andra fästen för att få den nerflyttad.

Man hittar inget om man söker 909 turbo på google, men jag knappade in "wrc turbo" och kom in på http://www.highspeedracing.se/Secretfiles.htm finns några bilder där.

Portar avgashuset..

[Big Al]

Skinkis: Antar att det är vanligt plenum men med wrc runners dvs dubbla spridarhål.
Vet inte smörjningen tyvärr.

Skrattretande portning av avgashuset btw, dedär ger inte många hk.
Sen att det är ett singelentry hus som ser ut att inte vara scrollat är ju nästan ennu roligare

Sök på ford motorsport 909 då får man endel mer

Fick förresten ett samtal igår, fick höra om en bänkning på en restriktormotor (subaru) före och efter flowprepp av turbo. Före 335hk och efter 345hk detta på en motor som inte var "gjort allt" på. Samma mappare som mappade den motorn hade sett bänkning på en likadan motor men "allt" var gjort på utom turbon då, den hade 347hk.
Verkar som restriktorfolket också börjar förstå vars proppen sitter.