Taget från Nordicaudi.com:
"Liftarens guide" till 1.8T trim
Text & Foto:
Fredrik Ljunggren
Vad är det som begränsar den effekt som kan tas ut vid trimning av Audi 1.8T? Jag sammanfattar nedan de uppgifter jag samlat på mig, och vill samtidigt varna för att jag kan fara med en del osanningingar! På det hela taget tror jag att det är en korrekt bild av verkligheten som lämnas här. Jag behandlar i tur och ordning de delar som kan komma i fråga att modifieras. Därför börjar jag där luften går in, och avslutar där luften går ut. Sist behandlar jag några av de vanligaste sätten att få extra mycket fart på sin 1.8T utöver chip.
Lufttillförseln
En flaskhals i tidigare A4'or (-97 och äldre) är luftmängdmätaren med tillhörande anslutning, som helt enkelt är för liten. Den tillåter inte det ökade luftflödet att passera obehindrat genom den. Detta gör att turbon måste arbeta hårdare för att tillföra den tänkta luftmängden till motorn. Även luftfiltret skapar ett motstånd. Det gäller att få luften att så obehindrat som möjligt passera in till turbon. En turbo är i allmänhet känslig för undertryck på just sugsidan, då undertrycket "håller tillbaka" luften som skall laddas. Det är därför viktigt att installera ett sportluftfilter.
Turbon
När tillverkaren designar en turbomotor, så dimensioneras turbon efter cylindervolymen och det tänkta laddtrycket. Det betyder att en turbo är byggd för ett visst luftflöde, och har då en viss adiabatisk verkningsgrad. Verkningsgraden är ett mått på hur mycket turbon värmer luften när den komprimerar den. En normal turbo har en verkninggrad på c:a 70% vid de varvtal den är avsedd för. Det betyder att 30% av tryckökningen är tryckökning pga värmeökning - ej extra luft!! Värmet skapas av virvlar och friktion i turbon, och om man vill att turbon skall ladda mer, så skapas ännu fler virvlar, och friktionsvärmen blir än högre - verkningsgraden sjunker. Årsmodell 98 och framåt har en annan turbin, där verkningsgraden vid högre laddtryck är bättre än den äldre varianten. Vid en överladdning på t.ex 1 bar, så är luften efter kompression kallare med den nya turbon än med den gamla. Bilen får alltså mer effekt, inte pga ett högre laddtryck, utan pga en lägre temperatur på luften (mer luft). Alltså kan man låta den nya turbon ladda mer, utan att verkningsgraden blir oacceptabelt låg. Man skall också tänka på att ett konstant varvtal (konstant verkningsgrad) på turbon ger ett högre laddtryck på låga motorvarv, och lägre laddtryck på höga motorvarv, eftersom luftflödet ökar ju högremotorvarvet blir. Det är alltså naturligt att låta laddtrycket sjunka med motorvarvet för konstant verkningsgrad.
Laddluftkylaren
En laddluftkylare är en värmeväxlare som lämnar värme från laddluften till omgivningen (dvs fartvinden som strömmar igenom den). En laddluftkylare kan ha en verkningsgrad på 65-75%. Det betyder att runt 70% av den temperaturökning som turbon ställt till med kan avlägsnas med laddluftkylaren. Vid trimning ökar luftströmmen, och då hinner inte laddluftkylaren kyla laddluften i samma omfattning som vid ordinarie laddtryck, dvs verkningsgraden på laddluftkylaren sjunker.
Spjällhuset
Spjällhuset är modifierat och ersatt på nyare modeller (någonstans 97 och framåt). Det nya spjällhuset kan släppa igenom större luftflöden än det gamla, och bör då räcka till för mycket höga effektuttag (upp till omkring 300 hk).
Spridarna
Spridarna tillsätter bränsle till luften. Då motorn går på 6000 rpm har spridaren endast 2/100 sekund på sig att tillsätta rätt mängd bränsle till den luft som skall släppas in i cylindern. För effekter upp emot 260-280 hk och däröver måste därför spridare med större munstycken monteras för att tillräckligt med bränsle skall kunna tillsättas. Man kan flytta gränsen för vad originalspridarna klarar genom att höja bränsletrycket. Generellt sett kan man säga att 20% högre bränsletryck ger 10% mer bränsle.
Kamaxlar och ventiler
1.8T motorn finns 5 ventiler per cylinder. 2 för avgaserna, och 3 för insugningsluften. Anledningen till att man har hela 5 ventlier per cylinder är att man vill ha ett så sfäriskt förbränningsrum som möjligt, samt en så obehindrad "andning" av motorn som möjligt. Det sistnämnda bidrar till en högre fyllnadsgrad av luft i cylindern, vilket även påverkas av kamaxelns utformning. Det är kamaxelns konstruktion som avgör timingen för öppning resp stängning av ventilerna. Det finns två överliggande kamaxlar på 1.8T motorn. Den ena kamaxeln styr avgasventilerna och den andra styr inloppsventilerna. Den optimala timingen för öppning och stängning av ventilerna varierar med varvtalet. T.ex så kan det vara svårt att uppnå samma fyllnadsgrad på höga varv som på låga varv, då luften kräver viss tid på sig att fylla cylindern. Det kan alltså på höga varv vara motiverat att stänga inloppsventilerna senare än på låga varv. Därför har man på moderna motorer utan turbo ofta variabla kamaxeltider. På turbomotorer är timingen av ventilerna inte lika kritisk, eftersom man har ett övertryck i insugnings rören som pressar in luften, och man når en tillfredsställande fyllnad utan att behöva finlira med ventiltiderna. Därför är ofta kamaxlarna på turbobilar ganska "snälla". Ett byte till en optimerad kamaxel kan ge ett bättre "bett" på höga varv. Vid effekter över 350 hk behöver man modifiera insugs- och avgaskanaler, samt större ventiler, för att motorn skall kunna andas ordentligt.
Kompressionen
När ventilerna stängts och luft/bränsleblandningen befinner sig i cylindern, pressas det hela samman av kolven. Trycket i förbränningsrummet när kolven når sitt översta läge blir nu mycket högt. Det geometriska kompressionsförhållandet i 1.8T motorn är 1:9,5 i originalskick. Det betyder att den av turbon redan komprimerade luften, komprimeras nu 9,5 ggr till. Det resulterar i att vid 1 bar övertryck, så är luften komprimerad nästan 20 ggr atmosfäriskt tryck, och trycket i förbränningsrummet är alltså 20 bar plus det extra tryck som värmeutvecklingen vid kompressionen i cylindern skapat. Helt avgörande för om motorn nu skall knacka eller ej är luft/bränsleblandningens temperatur. Betänk att luften och bränslet har värmts upp ytterligare under kompressionen i cylindern. Om temperaturen är för hög, så kommer bränslet att förbrännas för fort, självantända i någon del av förbränningsrummet, eller rent av explodera. Tanken är att tändstiften skall tända luft/bränsleblandningen, och att en kontrollerad förbränning påbörjas, där flamfronten avancerar från tändstiftets centrala placering ut mot kanterna. Om denna processen störs på något sätt har vi laddat mer än vad det effektiva kompressionförhållandettillåter. Då kan man vidta vissa åtgärder, vilka jag skall diskutera senare i dokumentet.
Tändning
En metod att motverka knackningstendenser är att sänka tändningen. Med det menas att man sänker (fördröjer) gnistan någon/några grader (gradermed avseende på vevaxelns läge. Det är 180 grader från kolvens nedersta läge till det översta). Man kan då låta tända blandningen lite senare än optimalt, när kolven rört sig ytterligare något nedåt, för att få en mer kontrollerad förbränning. Vid chippning av sugmotorer brukar man optimera tändningen genom att höja den (tända tidigare) för att få ut mer effekt, men vid chippning av turbomotorer är det vanligt att man istället sänker tändningen för att öka säkerhetsmarginalerna, och för att kunna ladda mer. 1.8T motorn har ett modernt och avancerat motorstyrsystem, som ytterligare moderniserades med 98 års modell. Styrsystemet har också knacksensorer, som kan detektera knackningstendenser, och själv anpassa tändningen. Det gör att chiptrimmaren förmodligen inte behöver ändra preferenserna för tändning, eftersom det är självjusterande. Bränslet spelar också in i sammanhanget. Ett högre oktantal har en högre självantändningspunkt, och tål därför ett högre effektivt kompressionförhållande. Det är alltså därför chiptrimmarna rekommenderar 98 oktan istället för 95. Då kan tändningen justera in sig högre, och därmed ge me effekt. Chiptrimmarna brukar också se till att motorn får en fetare blandning av luft/bränsle vid fullast än original. En fetare blandning brinner mer kontrollerat än en mager. Den magra blandningen har också lättare för att självantända eller explodera.
Avgaserna
Avgaserna måste sedan evakueras snabbt och smärtfritt ur cylindern ut igenom grenröret. Avgaserna är mycket varma och har många gånger större volym än vad luft/bränsle-blandningen hade. Detta främst på grund av värmeökningen. Vid effekter över 250-260 hk måste därför grenröret ersättas med ett grövre dito. Avgaserna går sedan i tur och ordning cylidervis till turbon. Detta skapar avgaspulser som kommer med jämna mellanrum. Pulserna gör att turbon reagerar snabbare vid gaspådrag. Avgasströmmen går sedan vidare ut genom kalaysatorn och avgassystemet, och här gäller det att hela tiden skapa ett så litet mottryck som möjligt. Det är extra viktigt att ha ett grövre avgassystem närmast turbon, eftersom avgasernas volym minskar mer och mer då de kyls av ju längre bak de kommer.
Chiptrim
Man kan med endast chiptrim höja effekt och vridmoment högst avsevärt i en 1.8T. På modeller 95-97 anser de flesta motortrimmare att 195 hk är det som kan tas ut. På 98- visar nya rön på att motsvarande ansträngning med den nya turbon ger 220 hk. Det är i slutändan chiptrimmaren det hänger på. Han måste noga avväga alla ovan nämnda faktorer när han skapar ett trimchip. Om du är ute efter ett trimchip till din bil, så handlar det om att lita till chip-företagets goda omdöme. I slutändan är det ändå du själv som bestämmer om din bil skall hålla ihop och fungera. Har du trimmat din bil, så skall gaspedalen tryckas ner med omtanke.
Ännu mer effekt
Om du vill gå vidare och trimma mer än bara med chip, så finns det stora möjligheter att ta ut enorma effekter ur 1.8T motorn. Nedan har jag gjort en liten lista, där jag omnämner vilka komponenter som måste bytas senast vid ett visst effektuttag. Den skall läsas som så, att den givna komponenten måste bytas om effekten i motorn är tänkt att överstiga den givna effekten.
Filter bytes alltid
Turbo -97 195 hk
Turbo 98- 220 hk
Luftmängdmätare -97 220 hk
Avgassystem 220 hk
Intercooler 250 hk
Grenrör 250 hk
Konfilter 260 hk
Spridare 260 hk
Spjällhus 280 hk
Kamaxlar 300 hk
Modifierat topplock 330 hk Större insug- och avgaskanaler.
Observera att det självklart t.ex kan vara till fördel att använda ett rejält avgassystem redan vid endast chiptrimning. Avgassystemet måste alltså bytas vid c:a 220 hk, men upp till den effekten så är originalsystemet funktionsdugligt. Motsvarande gäller för samtliga andra delar som är listade. Listan är också bara en fingervisning om hur mycket arbete det är att nå en viss effekt. Det skall givetvis till en del andra delar också, men dessa är de dyra komponenterna. Sedan vill jag nämna att uppgifterna är upphämtade från flera olika håll, och det är inte alls osannorlikt att någon/några av uppgifterna är direkt felaktiga!
Extra laddluftkylare
Att montera en extra laddluftkylare i serie med originalvarianten är ett bra sätt att öka motorns prestanda (Alternativt byta ut den gamla). Då kan man ytterligare höja verkningsgraden för laddluftkylningen.
Vatteninsprutning
Det går också bra att tillsätta vatten till insugninsluften. Detta görs bäst efter laddluftkylningen, eftersom vattnet annars kondenserar i den. Vattnet tar huvudsakligen upp värme från luften under kompressionen i cylindern. Det ökar alltså inte nämnvärt mängden luft i cylindern i sig (som t.ex en extra laddluftkylare), men tillåter istället ett högre laddtryck än vad det effektiva kompressionförhållandet annars hade gjort. Nackdelen att man måste hålla kollen på vattennivån är uppenbar. Tar vattnet slut föreligger fara för motorskador. Tänk också på att vattnet i sig bidrar till en volymökning av avgaserna då det förångats. Man måste se till att grenrör och avgassystem tål den ökade gasmängden.
Större turbo
Att montera en turbo som är konstruerad för ett högre luftflöde är en nödvändighet om man skall nå höga effekter utan att kompromissa. Den större turbon kan ladda mer och värma mindre.
Grenrör, sportkatalysator och grövre avgassystem
Ett specialanpassat avgassystem ger bättre respons och lägre temperatur i turbon, vilket kan bidra till en bättre verkningsgrad och högre effekt. Gränsen för vad originalsystemet klarar av nås då avgaserna börjar stocka sig i grenrör och/eller avgassystem. Effekten kan i extremfallet bli att mottrycket orsakar ett tillbaka flöde av avgaserna in i cylidern.
Slangar och kopplingar
För riktigt höga laddtryck kan man bli tvungen att byta ut luftslangarna. Dels för att få en bättre luftgenomströmning, dels för att tåla det höga trycket.
Luftfilter
Man kan också vilja byta ut sitt filter mot ett filter i kon-form, som har extra stor filteryta och som tillåter ännu högre luftgenomströmning och mindre motstånd.
Preparera topplocket
För att kunna nå riktigt höga laddtryck kan det krävas att man sänker det geometriska kompressionsförhållandet genom att öka förbränningsrummets volym. Detta kan göras genom en urfräsning i topplocket, eller genom att man byter ut topplockspackningen mot en tjockare. Det kan också krävas att man gör insugs- och avgaskanalerna grövre för bättre andning.
Byta kamaxel
Om man byter till vassare kamaxlar kan man få ett bättre klipp, främst på höga varv. En specialdesignad kamaxel kan också sänka avgastemperaturerna. Riktigt vassa kamaxlar kan försämra tomgången och lågvarvsegenskaperna.
Progressiv bränsletrycksregulator eller större spridare
Om man inte kan få fram tillräckligt mycket bränsle till förbränningen finns två vägar att gå. Om man bara behöver måttligt mycket mer bränsle kan man välja att montera en progressiv bränsletrycksregulator, som höjer bränsletrycket vid det tillfälle då systemet inte kan få fram tillräckligt med bränsle. I de fall då man önskar öka effekten mycket måste man byta spridare. Detta erfordrar att hela bränslesystemet omprogrammeras från början, vilket kan vara ett mycket omfattande arbete.
