Ytelsesmodifikasjoner for 944 Turbo-motoren

Innledning

Det finnes ingen enkelt beste måte å modifisere en 944 Turbo-motor på. Hver bil er et eget tilfelle, og modifikasjoner bør tilpasses individuelle mål og tilgjengelige ressurser. Den viktigste beslutningen å ta innledningsvis er hvor mye ytelse som ønskes, for etter hvert som du nærmer deg bilens fysiske yteevne, blir ytelsesmodifikasjoner eksponentielt dyrere.

Som et generelt prinsipp: modifikasjoner bør planlegges som et sammenhengende system. Mange av de enkelte modifikasjonene som omtales her, påvirker hverandre, og en modifikasjon som gjøres isolert, gir kanskje ikke sitt fulle potensial før utfyllende deler av systemet også blir adressert.

Databrikker

Ettermarkedsbrikker er blant de mest kostnadseffektive måtene å øke effekten på en standard 944 Turbo. Et sett med brikker montert i DME- og KLR-enhetene kan gi betydelig effektøkning.

Slik oppnår brikkene dette: en standard 944 Turbo kjører et maksimalt ladetrykk på omtrent 11 psi, med overtrykksbeskyttelse satt over dette. Ettermarkedsbrikker hever eller fjerner overtrykksgrensen og øker maksimalt tillatt ladetrykk (typisk til rundt 14–15 psi). I tillegg til økt ladetrykksgrense endrer mange brikkesett drivstoff- og tenningskartene for å møte motorens behov ved de høyere ladetrykkene. Enkelte oppsett inkluderer en innretning som forsinker trykkoppbygging fra turboladerens utløp til wastegaten — typisk en strupeåpning i følelinjen eller en avlastningsventil.

Fordeler: relativt rimelig for effekten man får; monteringen er enkel og innenfor evnen til de fleste hjemmemekanikere.

Ulemper: brikkene må være tilpasset systemet de kjører i. Hvis det senere gjøres flere modifikasjoner (for eksempel en annen turbolader), er brikkene kanskje ikke lenger optimale og må kanskje kartlegges på nytt eller byttes. Hvis betydelige ytterligere modifikasjoner er planlagt, er et drivstoffstyrings- eller frittstående motorstyringssystem en bedre langsiktig investering enn brikker.

Luftmengdemåling

Nøyaktig luftmengdemåling er grunnleggende for ethvert motorstyringssystem.

Standard luftmengdemåler: en spjeldtype («ladeluftport») der en port svinger opp i forhold til luftmengden. Inkluderer en temperatursensor for tetthetskompensasjon.

Masseluftstrømssensorer (MAF): bruker et oppvarmet trådelement med motstand som endres med luftmengden. Vanligvis mer nøyaktige enn spjeldtypen og fjerner en betydelig luftstrømsbegrensning.

Absolutt manifoldtrykk-sensorer (MAP): måler trykket i innsugsmanifolden og tetthetskompenserer deretter med et signal fra en innsugslufttemperatursensor. Brukes hovedsakelig med frittstående motorstyringssystemer.

Både MAF- og MAP-sensorer kan brukes med omkartlagte brikker (for standard DME), med et påkoblet drivstoffstyringssystem, eller med et frittstående motorstyringssystem.

Drivstoffstyringssystemer

Påkoblede («piggyback») drivstoffstyringssystemer kobler seg inn på den eksisterende motorstyringen og manipulerer pulssignalene som går til injektorene. Dette gjør det mulig å tune for modifikasjoner uten å kjøpe nye brikker for hver endring.

Disse systemene inkluderer typisk en programmerbar styremodul (justerbar via ratt eller laptop) og overvåkes med en luft/drivstoff-forholdsmåler under tuning. De kan virke med standard luftmengdemåler, eller de kan kreve en MAF- eller MAP-sensor.

Fordeler: kan tunes for et bredt spekter av modifikasjoner; vanligvis enkle å montere.

Begrensninger: begrenset kontroll over tenningstidspunktet, som er kritisk i høyytelsesbruk. Separate drivstoff- og tenningsstyringssystemer kan motarbeide hverandre hvis de ikke settes opp nøye.

Frittstående motorstyringssystemer

Frittstående systemer erstatter fabrikkmotorstyringen fullstendig. De gir full kontroll over både drivstoff- og tenningskart i én enhet, som kan omprogrammeres etter hvert som fremtidige modifikasjoner gjøres.

Monteringen er betydelig mer omfattende enn for et påkoblet system — den kan kreve bytte av motorkabelstammen og de fleste fabrikksensorene. De fleste frittstående systemer krever et utløserhjul og en sensor på veivakselen montert foran på motoren; noen kan bruke fabrikkens veivakselutløsersignal.

Fordeler: fullstendig drivstoff- og tenningsstyring; inkluderer typisk direktetenning via spolepakker (som eliminerer fordeleren); mange systemer støtter datalogging, bankekontroll, ladetrykkstyring og sekvensiell drivstoffinnsprøytning med en kamutløser.

Ulemper: høy kostnad; krevende montering og oppsett; betydelig tid kreves for å lære tuningsprogramvaren.

Turboladere

Valg av turbolader er mest effektivt når turboladeren tilpasses motorens faktiske luftstrømsevne. En turbolader som er for stor for motorens strømningsrate, vil ikke virke ved topp virkningsgrad og vil gi mye turbolag uten å levere en tilsvarende effektøkning.

For en helt standard 2,5 L2.6 qt-motor er luftstrømsevnen relativt fast, noe som gjør tilpasningen av turboladeren enklere. Når slagvolum, topplokk eller mellomkjøler endres, blir valget av turbolader mer komplekst. Når du gjør disse kombinerte endringene, gi turboladerleverandøren alle spesifikasjoner — inkludert strømningsdata for topplokket fra en benketest hvis tilgjengelig — og velg en leverandør med erfaring i å tilpasse turboer til bestemte motorkombinasjoner.

Hvis du bruker standard motorstyring, bekreft at turboladerleverandøren kan levere brikker som er kartlagt spesifikt for det nye oppsettet. Med et drivstoffstyrings- eller frittstående system er dette ikke nødvendig, fordi systemet kan tunes på nytt.

Justerbare drivstofftrykkregulatorer

En justerbar drivstofftrykkregulator (FPR) er bare nyttig når standardinjektorene ikke kan levere nok drivstoff ved standard differansetrykk for ønsket effektnivå. Ved ladetrykk opp til omtrent 15 psi med standard turbolader og ettermarkedsbrikker gir en justerbar FPR ingen fordel.

Når den brukes, må den justerbare FPR-en parres med brikker (eller et drivstoffstyringssystem) som er kartlagt spesifikt for det nye basistrykket. Å montere en justerbar FPR alene — uten tilpassede drivstoffkart — vil ikke forbedre ytelsen.

Injektorer

Større injektorer kan bare brukes effektivt sammen med brikker eller et drivstoffstyringssystem som er kartlagt for den økte injektorstrømmen. Å montere større injektorer uten tilpasset drivstoffstyring kan skade DME-ens injektordrivere.

Injektorimpedans: standard DME bruker peak-and-hold-drivere (lav impedans). 944 Turbo bruker injektorer med en motstand på 4,5 ohm (spesifikasjon: 3,5–5,5 ohm). De fleste ettermarkedsinjektorer med lav impedans ligger i området 2–3 ohm. For å bruke disse med standard DME-drivere må det legges til ballastmotstander i serie for å matche tilsvarende impedans. Ettermarkedsleverandører tilbyr typisk komplette sett med injektorer og tilpassede ballastmotstander for 944 Turbo.

Økt slagvolum

Slagvolumet kan økes ved å øke boring, slaglengde, eller begge. Ingen av disse alternativene er rimelige.

Stroker-sett (økt slaglengde)

Den vanligste tilnærmingen er å montere en 3,0 L3.2 qt 944 S2-veivaksel i et 2,5 L2.6 qt-blokk, som øker slagvolumet til omtrent 2,758 L2.9 qt (ofte kalt «2,8 L3 qt stroker»). Dette krever spesialstempler for å gi plass til den økte slaglengden og opprettholde riktig ventilklaring ved TDC. Stemplene må enten være spesialbelagt for å være forenlige med de standard silisiumimpregnerte sylindervegg-veggene, eller sylindrene må bores og fôres med støpejern for å tillate bruk av standard ubelagte spesialstempler. De spesialbelagte stemplene er kun tilgjengelige i 100 mm og 100,05 mm diameter, så enhver større boring krever fôring av sylindrene og anskaffelse av spesialtilpassede ubelagte stempler.

Hvis fabrikkveivstakene beholdes, må sidene på rammelagersetene maskineres for å klarere de høyere veivstakboltskuldrene ved den økte slaglengden. Ettermarkedsveivstaker med lavere boltskuldre fjerner dette maskineringskravet og er lettere og sterkere enn fabrikkveivstakene.

Slagvolumkombinasjoner:

Standard 2,5 L2.6 qt (100 mm boring × 78,9 mm slaglengde): faktisk slagvolum 2,479 L2.6 qt
3,0 L3.2 qt S2-veivaksel i 2,5 L2.6 qt-blokk (100 mm boring × 87,8 mm slaglengde): 2,758 L2.9 qt («2,8 L3 qt»)
3,0 L3.2 qt S2-blokk boret til 104 mm med 2,5 L2.6 qt-veivaksel: 2,680 L2.8 qt («2,7 L2.9 qt»)
2,5 L2.6 qt-blokk boret og fôret til 106 mm med 2,5 L2.6 qt-veivaksel: 2,785 L2.9 qt — en liten slagvolumøkning utover det de fleste stroker-sett gir, men på sikt langt mindre pålitelig
3,0 L3.2 qt S2 (104 mm boring × 87,8 mm slaglengde): 2,983 L3.2 qt

Overboring (økt boring, standard slaglengde)

Å bore 2,5 L2.6 qt-blokken for å øke slagvolumet anbefales generelt ikke for høyytelsesbruk — sylinderveggene i 2,5 L2.6 qt-blokken er ikke tykke og sylindrene er frittstående (uten støtte i toppen), noe som gjør kraftig oppborede sylindre utsatt for bevegelse under høy belastning, som forårsaker topppakningsbrudd. 3,0 L3.2 qt S2-blokken er en mye bedre kandidat for overboring, ettersom sylinderveggene er tykkere og sylindrene er bundet sammen i toppen med ribbeverk.

Bruk av 3,0 L3.2 qt-blokken

For slagvolum over 3,0 L3.2 qt er 3,0 L3.2 qt S2- eller 968-blokken det riktige utgangspunktet. 944 Turbo-topplokket passer ikke direkte til 3,0 L3.2 qt-blokken på grunn av forskjeller i kjølekanalene foran på topplokket. Alternativer inkluderer:

Modifiser 944 Turbo-topplokket: sveis en kloss over den eksisterende kjølekanalen og maskiner en ny kanal som passer til 3,0 L3.2 qt-blokken.
Bruk 1989 2,7 L2.9 qt forgasserfritt (NA) topplokk: dette topplokket bruker samme blokk som S2-motoren og passer direkte; krever bytte til en høytemperatur-eksosventil.
Bruk 3,0 L3.2 qt 16V-topplokket: høyest strømningspotensial, men krever spesialtilvirkning av innsugs- og eksosmanifolder samt spesielle høytemperatur-eksosventiler.

Turboladet 3,0 L3.2 qt NA-motor

Turboladede ombygginger av en forgasserfri 3,0 L3.2 qt-motor krever høytemperatur-eksosventiler og en reduksjon av kompresjonsforholdet til under 8,5:1. Dette krever spesialstempler; ingen hyllevarestempel er forenlig med standard legeringsboring ved riktig kompresjonsforhold. Alternativene er spesialbelagte stempler for standardboringen, eller boring-og-fôring med standard spesialstempler.

Wastegater og ladetrykkstyringer

Fabrikkens wastegate-fjær svekkes over tid, noe som reduserer portens lukkekraft og lar ladetrykket falle under det tiltenkte maksimum. Alternativer for korreksjon:

Legg shims under membranen: monter shims mellom membranen og ventilhuset for å forspenne fjæren. Kun en midlertidig løsning.
Ny OEM-wastegate: effektivt, men kostbart.
Wastegate fra ettermarkedet: de fleste ettermarkeds-wastegater er ikke direkte utskiftbare og kan kreve spesialtilvirkning og sveising av flens. Ett unntak er en ombygging som beholder fabrikkens wastegate-ventilhus med en annen membran for enkelt- eller dobbeltportsdrift.

Ladetrykkstyringer finnes i to typer: manuell (montert i motorrommet eller kupeen) og elektronisk (solenoid i motorrommet med en styreenhet i kupeen). Manuelle ladetrykkstyringer er enklere å montere og stille inn. Elektroniske styringer gir potensielt mer presis og repeterbar ladetrykkstyring. Begge typer lar ladetrykket settes over brikkesettets maksimum hvis ønskelig.

Smøresystem

944-en er kjent for problemer med veivstaklager nr. 2 under hard kjøring i sving og ved høy belastning. Flere faktorer bidrar trolig, og flere modifikasjoner brukes for å løse problemet:

Kjør oljenivået litt høyt: å holde oljen ved eller like over maksmerket på peilepinnen reduserer risikoen for at opptaksrøret blir avdekket. Spesielt anbefalt for banebruk.
Tverrbor eller perp-bor veivakselens veivstaktapp: å bore en ekstra oljekanal gjennom veivstaktappen (rett gjennom = tverrbor; 90° mot den eksisterende kanalen = perp-bor) forbedrer oljetilførselen til veivstaklageret.
Ombygd oljepanne: å legge til en hengslet klaff i panna hindrer oljen i å skvulpe bort fra opptaksrøret i sving. Inkluderer også en modifikasjon for å senke det effektive opptakspunktet ved å bånde silen.
Knivegg veivakselen: reduserer oljeskumming og luftvirvlingstap.
Bor rammelagersetene: lar luft strømme fritt mellom setene, noe som reduserer trykkbølger fra stempelbevegelsen.
Accusump: en trykksatt oljebeholder som tilfører olje til lagrene hvis trykket faller. Resultatene med dette systemet er blandede.

Veivaksel og svinghjul

Å redusere roterende masse lar motoren ruse opp raskere.

Letting av veivakselen: å fjerne materiale fra veivakselen reduserer roterende masse. Å fjerne for mye vekt får motoren til å stoppe når den faller tilbake til tomgang — å holde seg innenfor omtrent 4,5 kg10 lb reduksjon er en trygg grense. Knivegging (som nevnt over) reduserer også roterende masse.

Letting av svinghjulet: fabrikksvinghjulet kan maskineres for å redusere vekt, eller et svinghjul i aluminium kan brukes. Et lettere svinghjul forbedrer gassrespons og rusehastighet, men reduserer motorens rotasjonstreghet ved lavt turtall, noe som kan påvirke kjørbarheten i trafikk.

Cat-bypass-rør

Merk: Bypass-rør for katalysator er ikke lovlige for gateregistrerte kjøretøy og skal kun brukes på banebiler. Sjekk lokale regler før montering.

Å fjerne katalysatoren reduserer mottrykket på turboladerens utløp. Dette senker turboens oppspinningstid og reduserer turbolag, med en merkbar effekt på effektleveringen i lav-til-midtre område.

Oppsummering

Ytelsesmodifikasjoner for 944 Turbo spenner over et bredt spekter av kompleksitet og kostnad. Modifikasjonene som omtales her, påvirker hverandre — spesielt bør enhver modifikasjon som endrer motorens luftstrøm eller ladetrykk, ledsages av en tilpasset drivstoffstyringsløsning (brikker, påkoblet system eller frittstående system). Planlegg modifikasjoner som et system i stedet for isolert, og samarbeid med leverandører som har spesifikk erfaring med 944 Turbo-plattformen.