Porsche 964 Doppelturbo Cabrio

Der Porsche Carrera C4 ist einer der schärfsten Autobahnbomber auf der Straße. Mit seinem Allradantrieb ist der Porsche jederzeit bereit, sich zu duellieren – verdammt seien die Straßenverhältnisse. So zerstörerisch der C4 auch sein mag, die Crew von BEGI (Bell Engineering Group, lnc.) konnte es kaum erwarten, ihn in die Finger zu bekommen.

BEGI, einst der US-Vertrieb für den programmierbaren Motorsteuerungscomputer Haltech unter dem Namen Cartech, weiß definitiv, wie man maßgeschneiderte Einspritzsysteme einrichtet. Die neueste Produktlinie des Unternehmens für Turbosysteme, die unter dem Namen BEGI! vertrieben wird, verfolgt jedoch eine andere Philosophie: Die Beibehaltung des serienmäßigen Einspritzcomputers bei Turboumrüstungen, um die Einhaltung der Emissionsvorschriften in allen 50 Bundesstaaten zu erleichtern. BEG I hat bei der Turboaufladung des Acura NSX, des Ford Mustang, des Mazda Miata und des hier vorgestellten Porsche Carrera 4 hervorragende Ergebnisse erzielt. Dies wurde erreicht, indem das Motormanagement unter allen Bedingungen beibehalten wurde, während der Kraftstoffdruck unter den Bedingungen der Turboaufladung über einen speziellen Cartech-Kraftstoffdruckregler mit variabler Verstärkungsrate manipuliert wurde, um das richtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu erzeugen.

BEGI-Besitzer Corky Bell ist so etwas wie ein Fan des Aerocharger-Turboladers mit variabler Turbinendüse, der kein Wastegate und keine externe Ölversorgung benötigt und sogar mit vertikal gedrehter Wellenachse funktionieren kann, wie es bei den beiden VA TN-Turbos dieses Porsche C4 der Fall ist. Der Hauptvorteil der Aerocharger-Turbos besteht natürlich darin, dass die Düsen, durch die die Abgase strömen, um Kraft auf die Turbine auszuüben, bei niedrigeren Motordrehzahlen effektiv verkleinert werden, um die Geschwindigkeit der Abgase zu erhöhen und die Turbinen-/Kompressorwelle sofort schnell drehen zu lassen, um das Turboloch zu beseitigen. Bei höheren Drehzahlen/Belastungen und einem stärkeren und schnelleren Abgasstrom öffnen sich die VA TN-Düsen weiter, um den Gegendruck zu verringern und die Spitzenleistung zu erhöhen.

Allgemeiner Ansatz

Insgesamt bestand das Ziel von BEGI darin, das Drehmoment von 2000 U/min bis zur Drehzahlgrenze um 35 Prozent zu erhöhen und gleichzeitig die Serienemissionen beizubehalten. Die Fahreigenschaften des Porsche sollten nicht verändert werden, und das Fahrzeug sollte mit 93-Oktan-Kraftstoff betrieben werden können.

BEGI machte sich daran, ein Turbosystem mit niedrigem Ladedruck und hohem Ansprechverhalten zu entwickeln, das die Ladelufttemperatur nahe der Umgebungstemperatur hält. Dieses hohe Ansprechverhalten erfordert ein exzellentes Drehmoment im unteren Drehzahlbereich, was die Beibehaltung des originalen C4-Verdichtungsverhältnisses von 11:1 voraussetzt, wodurch die Kosten und die Komplexität interner Motormodifikationen entfallen. Aber hohe Verdichtungsverhältnisse – und sogar noch höhere effektive Verdichtungsverhältnisse, die unter Turboaufladung erzeugt werden – erfordern ein gutes Brennkammerdesign, möglichst niedrige Verbrennungstemperaturen, gutes Benzin und ein ideales Luft-Kraftstoff-Verhältnis, um die Detonation zu bekämpfen. Niedrige Combus-, Ionen-Temperaturen bedeuten kühle Ansaugluft, also Ladeluftkühlung. Porsche hat sich bereits um die Brennraumgestaltung gekümmert, aber die Besitzer des BEGI-Twin-Turbo C4 werden das beste verfügbare Straßenbenzin wollen.

Aufgrund des hohen Verdichtungsverhältnisses des C4-Motors war die Hitze im Ansaugtrakt eine große Hürde bei der Konstruktion des BEGI-Systems. Eines der Konstruktionsziele war die Auswahl eines Kompressors, der seinen maximalen Wirkungsgrad am Punkt des maximalen Ladedrucks an der roten Linie erreicht. Nach den Aerocharger-Kompressorkennfeldern liegt der Spitzenwirkungsgrad bei 78 Prozent. Die Tests zeigten, dass die tatsächliche Kompressorausgangstemperatur 76 Grad über der Umgebungstemperatur lag, also sieben Grad zu hoch. Wenn man die Gleichung umkehrt, ergibt sich aus den sieben zusätzlichen Grad ein tatsächlicher Wirkungsgrad von 71 Prozent.

Um bei der Konstruktion von Turbosystemen einen sehr hohen Verdichterwirkungsgrad zu erreichen, muss der Verdichter im Allgemeinen so groß sein, dass er bei niedrigen Drehzahlen träge ist. Mit der V ATN-Konstruktion konnten die Kompressoren jedoch ausreichend angetrieben werden, um bei 1400 U/min einen Ladedruck von fünf psi zu erreichen! Bei der Erprobung der fertigen Konstruktion stellte sich jedoch ein unvorhergesehenes Problem heraus: Bei maximaler Einstellung des Ansprechverhaltens reagierten die Turbos so empfindlich auf kleine Drosselklappenerhöhungen, dass unerwünschte Ladedruckschübe durch eine größere Öffnung der Mindestauslassfläche der VA TN-Turbos beseitigt werden mussten.

Falls Sie darüber nachdenken, ein BEGI C4-System zu installieren und den Ladedruck mit Rennbenzin zu erhöhen, sollten Sie wissen, dass der Ladedruck bei einem System wie diesem nicht nur durch Detonationserwägungen, sondern auch durch den Kraftstoffdruck begrenzt wird. Der Cartech-Regler erhöht den Kraftstoffdruck unter Ladedruck in einem Verhältnis von mindestens vier bis sieben psi Kraftstoffdruckerhöhung pro Pfund Ladedruck, um ein Abmagern zu verhindern. In Anbetracht der Beschränkungen der Einspritzdüsen und der Kraftstoffpumpe kann der Kraftstoffdruck normalerweise nicht viel über 90 psi ansteigen, so dass etwa 40 bis 50 Pfund überschüssiger Druck übrig bleiben, mit dem man arbeiten kann. Daher sind Ladedruckbegrenzungen von insgesamt fünf bis 10 psi unerlässlich (vielleicht sogar etwas weniger, um eine Fehlertoleranz zu gewährleisten).

Aufbau

BEGI montierte zwei Aerocharger mit den Wellen auf einer vertikalen Ebene, beide auf der Fahrerseite des Fahrzeugs. Jeder Turbokompressor speist in einen einzelnen Ladeluftkühler ein. Der einzige Auslass des Ladeluftkühlers mündet in den Bosch-Luftmassenmesser. Beide Turbos münden direkt in den Katalysator und dann in den Schalldämpfer. Die obigen Rohrleitungen sind kurz genug, um die Turbos, den Katalysator und die Lambdasonde gut zu erwärmen.

Turbos

Die Turbinendüse mit variablem Querschnitt (VA TN), wie sie von BEGI beim C4 verwendet wird, löst das Problem des Turbolochs mit einem genialen Ansatz bei der Konstruktion des Turbos. Der Hersteller Aerodyne hat das Konzept des Turboladers mit variablen Schaufeln erstmals in den späten 70er Jahren verwendet und Anfang der 80er Jahre eine der ersten kommerziell erhältlichen Einheiten produziert. Das Gerät verwendet einen relativ konventionellen – wenn auch äußerst effizienten – Verdichterteil. Der Turbinenteil ist jedoch revolutionär. Die Abgase, die mit hoher Geschwindigkeit um den Umfang des Turbinengehäuses strömen, werden auf das Turbinenrad geleitet – und zwar nicht durch eine einzige Öffnung fester Größe wie bei einem herkömmlichen Turbolader, sondern durch einen durchgehenden Schlitz um den gesamten Umfang des Turbinengehäuses. In dem Schlitz sind radial um das Turbinenrad herum eine Reihe von klappbaren Leitschaufeln angeordnet. Wenn die Leitschaufeln direkt, d. h. fast in Richtung der Mitte des Turbinenrads zeigen, ist der Widerstand gegen den Abgasstrom gering, und die Abgase treffen bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten mit geringem Widerstand oder Gegendruck auf das Turbinenrad. Wenn sich die Schaufeln jedoch so drehen, dass sie fast aneinander anliegen, entsteht eine fast tangentiale Strömung zum Umfang des Turbinenrads. Die Abgase müssen auf sehr hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden, wenn sie durch den engen Weg zwischen den Schaufeln strömen.
Selbst bei niedrigem Motordurchsatz können die Abgase schnell beschleunigt werden, um bei niedrigen Drehzahlen viel Ladedruck zu erzeugen.

Interessanterweise ist der Aerocharger in der Tat sein eigenes “Wastegate”. Ein Aktuator und der Aerocharger drehen ein Rad, das gleichzeitig den Winkel aller Schaufeln auf einmal ändert. Die geschlossenen Schaufeln wirken bei niedriger Motordrehzahl wie eine sehr kleine Luftöffnung, die sich bei höheren Drehzahlen schrittweise öffnet, um die Turbinendrehzahl zu steuern. Das Stellglied ist ähnlich wie bei einigen Wastegate-Stellgliedern einstellbar und wird wie ein Wastegate auf den Ladedruck bezogen.

Der variable Turbolader von Aerodyne verfügt über ein weiteres einzigartiges Merkmal für einen Turbolader: Das Ölsystem ist in sich geschlossen. Alle 20.000 Meilen fügen Sie 100 ml synthetisches Öl in die Einheit ein, die kein Öl mit dem Fahrzeugmotor teilt. Mit anderen Worten: Die Aerocharger-Einheit hat keine Ölleitungen! Der Öldocht kann bei der Herstellung so eingestellt werden, dass er vertikal angebracht werden kann.

Aerocharger-Kompressorsektionen sind in sieben Stufen von 70 bis 290 PS erhältlich. BEGI verwendet zwei 220-PS-Einheiten für den C4.

Die Abgase der beiden Aerocharger werden durch den Borla-Zweipfad-Schalldämpfer aus Edelstahllegierung mit acht Quadratzoll Durchflussfläche geleitet.

Ladeluftkühlung

Beim Porsche C4. war aus Platzgründen eine ausreichende Ladeluftkühlung mit einem Wirkungsgrad von 80 Prozent bei 0,5 psi Druckverlust möglich. Der Ladeluftkühler befindet sich hinter dem Hinterrad auf der Beifahrerseite. Der erhoffte Wirkungsgrad des Ladeluftkühlers von 90 Prozent erwies sich jedoch als schwer zu erreichen. Die Ladelufttemperatur beim Austritt aus dem Ladeluftkühler lag 21 Grad über der Umgebungstemperatur, was darauf hindeutet, dass der tatsächliche Wirkungsgrad eher bei 71 Prozent lag. Der Grund dafür wurde von BEGI nie ermittelt, obwohl der Verdacht auf die große Dicke des Kernmaterials zielt. Im Nachhinein betrachtet. BEG I entschied, dass dicke Kerne unvermeidlich waren, da erhebliche Druckverluste vermieden werden mussten.

Kraftstoffversorgung

Der Cartech Variable Rate of Gain (VRG) Kraftstoffregler befindet sich stromabwärts des serienmäßigen Bosch-Kraftstoffdruckreglers. Er hat im Betrieb mit natürlicher Ansaugung keine Wirkung und ermöglicht einen freien Durchfluss des Kraftstoffs in die Kraftstoffrücklaufleitung. Unter Ladedruckbedingungen begrenzt der auf den Verteiler bezogene VRG-Kraftstoffregler schrittweise den Kraftstoffrücklauf, um eine steigende Rate des Kraftstoffdruckanstiegs bis zu einem Maximum von 85 psi Kraftstoff bei t1vs psi Ladedruck zu erreichen. BEGI ließ den Bosch-Luftmassenmesser in seiner ursprünglichen Position, um eine Verzögerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu vermeiden, da das System so ausgelegt war, dass die Turbos einen gewissen Abstand zum Messgerät hatten. Bell war der Meinung, dass fünf psi das Gehäuse des Durchflussmessers nicht übermäßig belasten würden. Die Befürchtung, dass die Abgase der Kurbelgehäuseentlüftung zu Problemen mit dem Durchflussmesser führen könnten und daher ein Kondensationsfilter erforderlich wäre, erwies sich als unbegründet.

Leistung

Auf der Straße ist der Nervenkitzel genau

wie ein C4. nur noch mehr. Wenn Sie die Berichte über den C2 und den C4 gelesen haben, wissen Sie, dass der C2 ein wenig schneller ist – außer wenn der Allradantrieb ins Spiel kommt, wie beim Anfahren aus dem Stand und so weiter. Der BEGI C4 ist spürbar schneller als beide. BEGI behauptet, dass der C4 das schärfste Fünf-PS-Turbosystem ist, das wir je gefahren sind. Es fühlt sich eher an wie ein 10-PS-Auto. Die Leistung wird von BEGI auf 320 bis 330 Pferdestärken geschätzt. BEGIs Ansatz zur Verbesserung des Leistungsgewichts beim C4 bestand darin, den 3,6-Liter-Motor mit 240 PS und 240 lbs-ft Drehmoment, Doppelsteckerkonfiguration und einem Verdichtungsverhältnis von 11:1 so gut wie möglich zu erhalten. Mit den VATN-Turbos erreicht der Motor eine hohe Leistung bis zu 8000 U/min, was laut BEGL zu einer 0-60-Zeit von etwa 4,6 Sekunden führt, während es im Serienzustand 5,5 Sekunden sind. Das Aerocharger V ATN-Konzept beseitigt jegliches Gefühl des Zögerns, gefolgt von dem Leistungsanstieg einiger konventioneller Turbos, einschließlich vieler Porsche-Werksturbos!

Das Gutachten zum Auto beschreibt es als Zustand 2-

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