En turbomotor stiller helt andre krav til kamvalget enn en sugemotor. En kamprofil som fungerer utmerket i en sugemotor, kan ødelegge kjørbarheten i en turbomotor, og omvendt. Å velge en «snillere» kam er heller ikke noe fasitsvar. Det som teller, er å forstå hvordan ladetrykk og eksosmottrykk påvirker sylinderfyllingen.
Hvorfor turbo og sug trenger ulike kammer
I en sugemotor skaper ventiloverlapp en spyleeffekt der bevegelsesenergien i eksosen hjelper til med å dra inn fersk ladning. Mer overlapp gir bedre sylinderfylling på høye turtall.
I en turbomotor konkurrerer to trykk: ladetrykket i innsuget og mottrykket i eksosanlegget. Hva som skjer under overlapp, avhenger av forholdet mellom dem. Er eksosmottrykket høyere enn ladetrykket, presses eksos tilbake gjennom sylinderen og ut i innsuget. Da fortynnes den ferske ladningen med inert eksosrest, i praksis intern EGR på full gass. Er ladetrykket derimot høyere enn mottrykket, blåser ladeluft rett gjennom sylinderen og ut via eksosventilen. Det sløser bort turboens arbeid og kan overopphete eksosventiler og turbin.
Derfor har turbokammer tradisjonelt blitt designet med videre lobeseparasjon (LSA) på 112-114 grader, mot 106-110 grader for sugekammer. Videre LSA reduserer overlappsvinduet og beskytter mot ladelekkasje.
Asymmetrisk duration: ulikt på innsug og eksos
Mange turbokammer bruker ulik duration på innsugs- og eksoslobene. PF Racing, som designer kammer spesifikt for Volvos B230 turbo, kaller det «dual lobe design», og det er en sentral del av turbokamfilosofien deres.
Det finnes to vanlige strategier. Kortere eksosduration stenger eksosventilen tidligere, reduserer overlapp og hindrer ladelekkasje. Det gir renere sylinderfylling og jevnere oppbygging av ladetrykk, og fungerer godt for gatebiler med fokus på mellomregister og turborespons.
Lengre eksosduration åpner eksosventilen tidligere og sender eksosen raskere til turbinen. Det bedrer spool-up og toppeffekt, men gir også mer overlapp og kan koste mellomregister. Denne strategien brukes i racingapplikasjoner med store, effektive turboer.
Moderne turboer nyanserer den gamle tenkemåten
Regelen om videre LSA for turbo stammer fra en tid da turboene var mindre effektive og skapte høyt eksosmottrykk i forhold til ladetrykket. Bonneville-rekordholderen Kenny Duttweiler har vist at man med moderne, effektive turboaggregater, der mottrykksforholdet er lavere, kan kjøre tettere LSA (109 grader) og likevel beholde jevn tomgang med godt vakuum.
Kurt Urban, som bygger gatebiler med mer enn 160 000 km på turbomotorer, har vist at en relativt mild kam (227/223 grader ved 0,050") med omvendt split (mer innsugsduration enn eksosduration) og en matchet 72-millimetersturbo leverer 1 200 Nm dreiemoment ved 3 500 rpm i hverdagskjøring. Og bilen går kvartmila på 11,4 sekunder.
Poenget er at det viktigste ikke er om motoren er turboladet, men hvor godt turboen er dimensjonert og hvor effektivt eksossiden flyter.
Vanlige feil ved kamvalg til turbo
«Alle kjører denne.» En kam som fungerer i en bestemt oppskrift med gitt turbo, manifold, eksosflyt og mapping, trenger ikke være riktig i din. PF Racing tilbyr for eksempel sju ulike turbokammer fra PF-12T til PF-5T, hver og en designet for et bestemt effektvindu.
For hvass kam på chippet motor. PF Racing advarer uttrykkelig mot å bruke de hvasseste kammene sine (PF-4T, PF-5T) i en mindre trimmet motor, for eksempel en som bare er chippet. En for stor kam i en ellers standard motor koster mer enn den gir.
Fjærene glemmes. PF Racings mildeste turbokammer (PF-1T, PF-2T) går med originalfjærer, mens PF-3T og oppover med 13 mm løft krever forsterkede enkeltfjærer. Å kjøre hvass kam med slitne standardfjærer er en oppskrift på valve float og havari.
Ingen gradering. Turboen forsterker hver grad med feilinnstilling. Et par graders avvik i kamtimingen som knapt merkes i en sugemotor, kan koste merkbart ladetrykk og turborespons i en turbomotor.
Hvilken info trenger vi fra deg?
Kelford Cams, en av verdens ledende kamakselprodusenter, bruker disse spørsmålene for å dimensjonere turbokammer:
- Bruksområde: gatebil, bane eller drag?
- Effektmål: 300 hk og 1 700 hk krever helt ulike kammer
- Turtallsområde: bredt mellomregister eller smal toppeffekt?
- Turbostørrelse og type: lite aggregat med rask spool eller stort aggregat med høy toppeffekt?
- Drivstoff: bensin, E85 eller metanol?
- Øvrige modifikasjoner: topplokk, innsug, eksos, kompresjon
Svarene styrer duration, løft, LSA og om det trengs en asymmetrisk profil.
Oppsummering
En turbomotor har andre behov enn en sugemotor. Overlapp, LSA og asymmetrisk duration spiller alle en rolle for hvor raskt ladetrykket bygger seg opp, hvor rent sylinderen fylles og hvor i registeret effekten leveres. Riktig kamvalg kombinert med riktig turbodimensjonering, riktige ventilfjærer og korrekt gradering utgjør forskjellen mellom en motor som leverer og en som skuffer.
Usikker på hvilken turbokam som passer bygget ditt? Ta kontakt med Meksta, så finner vi riktig profil sammen.