Dit artikel beschrijft een project waarbij een BMW E28 M535i wordt voorzien van een turbo, met als doel de 500pk te overschrijden. Het project begon met het idee om de auto om te bouwen naar LPG, maar evolueerde al snel naar een ambitieuzer turbo project.
Zo, ook maar is een project topic openen over mijn turbo project. Heb deze auto inmiddels al ruim 2 jaar in bezit, en al veel aan gedaan. Zoals beloofd in mijn voorstel topic hierbij een topic over mijn project, een BMW E28 M535i voorzien van turbo. Het project rijd inmiddels al, maar ik zal proberen om van voor af aan te beginnen en het topic zo snel mogelijk naar de huidige status te krijgen. In eerste instantie begon het project met het idee om de auto om te bouwen naar LPG. Ik had niet zo'n zin in een vieze venturi installatie, en dus ontstond het idee om een injectiesysteem te gaan bouwen.
De Weg naar Turbo
Omdat ik inmiddels door mijn opleiding redelijk wat interesse had gekregen in vrij programmeerbare motormanagementsystemen en dit een bijzonder mooie manier is om LPG injectie te bouwen ben ik als soort van "leerproject" begonnen met mij serieus in de materie te verdiepen. Na vele avonden zoeken en lezen heb ik uiteindelijk de stoute schoenen aangetrokken en de originele motronicinstallatie uit de auto getrokken om plaats te maken voor een Megasquirt MS3x. Zeker in combinatie met LPG bied de MS3x zeer veel mogelijkheden. Ik heb gekozen voor de MS3x vanwege zijn grote uitgebreidheid voor relatief weinig geld.
Ondertussen de motor er even uit gehad, deze lekte echt als een vergiet. behalve weer even netjes maken en alle pakkingen en keeringen vervangen verder niks aan gedaan, moest destijds even financiële prioriteiten stellen ivm alle uitgaven aan de LPG installatie en megasquirt. Motor verbruikt overigens geen olie, tikt alleen. Ondertussen alles netjes afgebouwd, MS3x ingebouwd nadat ik deze had laten testen op volle functionaliteit bij JFE Tech. LPG installatie ingebouwd, 70L tank met KME Gold Turbo verdamper, welke tot ongeveer 240kW zou moeten kunnen verdampen (waarschijnlijk bevriest hij al wel voordat hij dat haalt) en Valtek typ 30 injectoren.
Eerst nog even op benzine gereden met de MS3x terwijl ik de LPG installatie aan het afbouwen was. Eerste keer starten op de MS3x was overigens ook spannend, maar lukte eigenlijk wel heel goed. Zoals te zien op deze foto is de luchthoeveelheidsmeter verdwenen, deze is gelukkig niet meer nodig met de MS3x. Ook zijn op deze foto zijn mooi de LPG injectoren te zien. Als je goed kijkt kan je nog net de verdamper zien zitten. Auto loopt overigens erg goed op de MS3x, zowel op benzine als LPG. Hij loopt nu sowiezo op LPG veel harder dan hij voorheen op de motronic op benzine liep!
Lees ook: Gids voor turbo vervanging Volvo V70
Toen ik begon met de bouw van de LPG installatie met de MS3x had ik niet direct het idee om er een turbo bij op te gaan bouwen. Het was wel iets wat ik in de verre toekomst wou doen, maar op dat moment was het niet echt realistisch, ik had er op dat moment de kennis niet voor, en qua tijd en financiën eiste de E30 die op dat moment werd omgebouwd als circuit veel aandacht. Echter veranderde dat al snel. In de basis geïnspireerd door Rob's projecttopic's (E28 forum) ben ik links en rechts is serieus gaan lezen en al snel werd ik helemaal opgeslokt door het turboverhaal. Dit soort dingen vind ik waanzinnig interessant en kan zodoende ontzettend veel uren steken in het lezen uitzoeken over dit soort materie. Nadat ik een aantal keer met Rob contact had gehad, in eerste instantie over de MS3x, maar al snel ook over het turboverhaal, heb ik besloten om het gewoon te gaan doen.
Het idee wat ik in eerste instantie had was een lage druk systeem wat lekker laag ik de toeren zou opspoelen. Uiteindelijk ben ik daar heel snel vanaf gestapt omdat ik erachter kwam dat dat helemaal niet is wat ik wou. Inmiddels is de planning om een setup te maken met veel vermogen uit het hogere toerengebied. Koppel * 2 * pie* motortoerental. Wat dus wil zeggen dat hoe meer toeren je draait, hoe minder koppel je nodig hebt om hetzelfde vermogen te behalen. Je kan dus beter een setup hebben met een grote turbo die redelijk laat opspoelt en veel vermogen levert, dan een setup met een kleine turbo die heel snel opspoelt en redelijk weinig vermogen levert en heel erg tegenwerkt bij hoge toeren door een kleine turbo.
Componenten en Keuzes
Het doel is gesteld op 500pk. en het is belangrijk om de turbo qua geometrie bij een motor te matchen. Zo heeft een compressor bijvoorbeeld een gebied waarin hij het meeste efficient opereert. Als je hier ver naast zit gaat hij de lucht onnodig verwarmen, wat je veel vermogen en belasting van het motorblok kost. Het bepalen van de compressor is dus goed te doen met bestaande berekeningen, de turbine bepalen is een stuk lastiger.
Uiteindelijk heb ik gekozen voor een Holset H2C (vergelijkbaar met de HX50) met een 60mm compressor inducer, 72mm turbine exducer en een 22cm2 twinscroll turbinehuis. De intercooler is overigens heel belangrijk bij het in toom houden van de belasting op de motor. Zonder dit onderdeel is echt veel vermogen haast onmogelijk. Boostcontroler, om de boost na de basis springrate van de wastegate instelbaar te maken.
Word later nog vervangen door een PWM boostcontroller, aangestuurd door de MS3x. Intercooler inmiddels ingebouwd. Ik gebruik daardoor een M50 gasklep, die iets korter is waardoor ik net wegkom met het reservoir van de stuurbekrachtiging. EGT Sensor van VEMS, met ingebouwde versterker in de Sub-D connector. Verder wil gaan expirimenteren met de kopbouten. Ik wil wel een originele koppakking gebruiken. Het probleem bij turbo motoren is vaak dat de koppakking eruit geblazen word.
Lees ook: Mercedes-Benz W210 E300 Turbo Diesel: Een complete analyse.
De kopbouten spelen hierbij een hele belangrijke rol. Met de standaard rekbouten (kwaliteit 10,9 en verjongt) heb je kans dat de kop gaan "zweven" dit wil zeggen dat de verbrandingsdruk in de cilinder zo hoog word dat de cilinderkop omhoog word gedrukt/bout word uitgerekt en de voorspanning op de koppakking minder word, waardoor deze ernstig word verzwakt. (die voorspanning is overigens een paar ton per bout) Op het moment dat je de cilinderkop gewoon goed op het blok geklemd houd met voldoende voorspanning is de originele koppakking in de meeste gevallen meer dan sterk genoeg.
Makkelijkste optie hiervoor is om gebruik te maken van ARP kopstuds. Deze kosten alleen ruim 200.- voor een set, wat ik nogal duur vind voor een paar boutjes. Fabory kan namelijk ook M12 bouten leveren in de kwaliteit 12,9 en niet verjongt, deze kosten 20 euro voor een set in plaats van 200+ voor een set ARP studs. Daarmee wil ik nu dus gaan expirimenteren. Nadeel is echter dat het bijzonder lastig is om het aanhaalmoment te berekenen ivm de thermische uitzetting van de cilinderkop en zetting van de koppakking, en omdat deze bouten zich heel anders gedragen dan de verjongde rekbouten die er standaard inzitten.
Bij een turbosetup is echter detonatie je grootste vijand, en de kans daarop kan je o.a. verminderen door de temperatuur omlaag te brengen met de intercooler. Verder kan je bijvoorbeeld een brandstof gebruiken met hoge klopvastheid. Zo zie je bijvoorbeeld in zweden niks anders als E85 turboprojecten. E85 heeft een hele hoge klopvastheid (+-RON110). Verder heeft E85 een hele lage calorische waarde, wat wil zeggen dat er vrij weinig energie inzit en je dus ontzettend veel brandstof moet inspuiten.
Bij het inspuiten van de (vloeibare) brandstof gaat de brandstof verdampen, waarvoor energie nodig is. Die energie word uit de omgevingslucht getrokken in de vorm van warmte, waardoor de omgevingslucht sterk afkoelt. Hoe meer je dus inspuit hoe sterker dit effect. Dat is ook de rede dat je een motor op vollast graag rijk laat lopen, puur om de temperatuur omlaag te krijgen door het verdampen van de brandstof. En daarom zie je bijvoorbeeld ook dat bij een LPG dampgassysteem de LPG verdamper bevriest omdat de LPG word al verdampt in de verdamper voordat het ingespoten word. De energie daarvoor word overigens uit het koelvloeistofsysteem getrokken. Dat is ook meteen het nadeel van dampgasinjectie.
Vloeibare gasinjectie zou ook een mogelijkheid zijn, echter heb je daarvoor een pomp nodig in de tank en die kunnen vaak maar heel weinig vermogen leveren. Verder moeten die pompen vrij snel gereviseerd worden voor veel geld. Dat is meteen het voordeel van het relatief hoog houden van de compressieverhouding; tot het moment dat de turbo opspoelt rijd het gewoon bijna als een normale M30B34 wat ook niet echt behelpen is. Als je een kleine turbo kiest die heel snel opspoelt krijg je een ontzettend zenuwachtige auto die daardoor enorm veel gebruikt, en die bovendien bovenin alsnog weinig vermogen levert en voor een grote thermische belasting zorgt.
Lees ook: Opel Astra turbo problemen
Waar ik ook nog mee bezig ben is de aansluiting van de downpipe op de turbine. Dit is een 4inch V-clamp aansluiting. De V-clamp zelf heb ik inmiddels kunnen vinden voor redelijk weinig geld, maar de flens om de downpipe op te lassen nog niet. Behalve dan voor heel veel geld en van RVS, terwijl ik eigenlijk een stalen wil omdat mijn downpipe ook van staal word. Diameter van de downpipe en uitlaat ben ik nog niet helemaal uit.
Meteen maar even op zoek gegaan naar een stuk materiaal om een V-band flens te draaien. Die kan ik dus ook wel gebruiken! Dat bied dus leuke mogelijkheden aangezien je met de thermokoppels ook heel goed temperaturen kan meten zoals olie/water temperatuur. Verder is het natuurlijk bijzonder interessant om de temperaturen voor en na de turbo en intercooler te kunnen meten! Ondertussen ook vast een grof begin gemaakt aan de flensjes voor de olie af en toevoer voor de turbo.
Toevoer word waarschijnlijk een AN4 (nippel word dus op dit flensje gelast) en de afvoer een buis van +- 19mm met een stuk slang. Diameter lijkt heel erg groot, maar liever te groot dan te klein, want een te kleine olieafvoer of eentje die niet lekker kan afvloeien op zwaartekracht kan voor ontzettend veel problemen zorgen. Verder ben ik nu aan het nadenken over de kabelboom. Ik overweeg om hem helemaal opnieuw te trekken. Vooral het relaisgebeuren in mijn dashboardkastje is nog niet helemaal naar mijn zin.
Verder nog wat spulletjes binnen gekregen, waaronder 2 flexdelen voor de uitlaat en de wastegate uitlaat. Ik had de ingeving om een manometer van de hydrauliekboer als turbodrukmeter te gebruiken. maar volgens mij moet luchtdruk ook geen probleem zijn. Verder nog een stuk slang voor de olie afvoer. Zo, laatste update alweer een tijd geleden. en aan de auto te werken. Nog een paar lasbochten erbij gehaald voor het uitlaatspruistuk en downpipe, incl 4 inch voor het eerste stukje downpipe.
4 inch aanzuigslang binnen gekregen. (wat zijn die dingen belachelijk duur zeg) Nu nog met een alu verloop naar 3 inch met een 3 inch filter erop. Filter is voor mijn gevoel wel wat aan de kleine kant maar ga eerst proberen hoe dit gaat. 4inch filter is meteen een serieus stuk duurder. Waarschijnlijk ga ik straks toch hier en daar druk meten in mijn systeem om de effiecienty te bepalen van bepaalde onderdelen.
Dan het EGT display waarvan ik zeer gecharmeerd ben. Dit display kost 22,5.- euro en heeft een ingebouwde versterker die nodig is om een thermokoppel uit te kunnen lezen. Op dit display kan je dus direct een (k-type) thermokoppel aansluiten. Verder heb ik de ruitensproeiertank alvast naar de koffer verplaatst om ruimte te maken voor de turbo. Als laatste heb ik de turbodruk meter alvast een plekje gegeven. Deze wou ik graag goed in het zicht hebben zitten zodat ik tijdens het rijden niet naar beneden hoef te kijken om de turbodruk af te kunnen lezen. Of het mooi is zullen de meningen over verdeelt zijn.
Na de trage voortgang van de laatste tijd heb ik nu maar weer is de gang erin gezet. Ik heb mijzelf het doel gesteld om de auto op 8 Juni rijdend te hebben op turbo om ermee naar de sharknosemeeting te gaan. Paste allemaal erg mooi, had verwacht dat ik veel meer zou moeten verplaatsen. Heb nu de koelvloeistoftank verplaatst en zijn originele beugel we...
Turbo Upgrade voor een BMW 335i
Een andere discussie gaat over het upgraden van de turbo in een BMW 335i. De vraag is wat er nodig is om de 500pk grens te overschrijden met een daily driver op RON98 benzine.
Ik wil de 500pk grens over met mijn 335i daily driver op puur RON98. Dan zal ik mijn huidige PTF-tune laten aanpassen op de nieuwe turbo's. Ik heb al een stage2 LPFP, en ben FBO. Maar vergeet ik niet iets zoals: upgraded oliekoeler, N20 tmap sensor, port injection, trottle body injection, enzovoort. Wat is echt noodzakelijk? Met andere woorden, kan je zonder problemen een turbo upgrade set laten monteren, en gaan.
Maar je hebt al wel n oliekoeler, want kan me herinneren dat (gek genoeg) niet alle 335i's dat hebben. PSI geen idee ik leef altijd in BAR, maar Ghisbert van Beek Auto Racing die zetten m altijd op 1bar dat is safe en blijft altijd goed gaan. Oke, ik draai nu 15psi ( 1 bar). En ik trap hem af en toe eens in. Die van mij is 10/2006 MET olie koeler.
Aluminium of siliconen? Welk merk inlets en outlets laat je monteren? Ik heb wel eens gelezen dat je hiermee ook een flinke vermogens winst kan behalen van 20+ pk. Waarom niet gelijk upgraded turbo's als je daar toch bezig bent.. FBO met inlets outlets en een e50 custom tune moet 450 whp haalbaar zijn. Geloof dat je met jou mods al een heel eind klaar bent voor andere turbo's.
Oké dat zou eigelijk niet moeten kunnen lijkt me, alleen bij outlets misschien als het slecht materiaal is. 250 euro per turbo? vind ik een hoop geld voor alleen wastegate.
Overwegingen bij de Upgrade
Bij het upgraden van een turbo zijn er diverse factoren om rekening mee te houden:
- Oliekoeler: Een upgraded oliekoeler is essentieel om de olietemperatuur onder controle te houden.
- N20 TMAP sensor: Dit kan nodig zijn voor een nauwkeurigere meting van de inlaatluchtdruk.
- Brandstofsysteem: Port injection of throttle body injection kan nodig zijn om voldoende brandstof te leveren.
- Inlets en outlets: Upgraded inlets en outlets kunnen zorgen voor een betere doorstroming en vermogenswinst.
Het is belangrijk om te bepalen welke componenten noodzakelijk zijn voor de gewenste vermogenswinst en om te voorkomen dat er onnodige upgrades worden uitgevoerd. Met de juiste aanpassingen en tuning is het mogelijk om de 500pk grens te overschrijden met een BMW 335i.
Alternatieven voor Turbo-upgrades
Naast de traditionele turbo-upgrades zijn er ook andere benaderingen om de prestaties van een BMW te verbeteren. Hier zijn enkele alternatieven die de moeite waard zijn om te overwegen:
- Eventuri Carbon Intake Systeem: Dit systeem is speciaal ontworpen voor de nieuwste modellen, zoals de BMW F70 M135i en F74 M235i. Het verbetert de prestaties door een efficiëntere luchtstroom naar de motor.
- Forge Blow Off Valve: Deze kleppen zijn ontworpen voor BMW N20 2.0 Turbo motoren en zorgen voor een snellere respons en betere prestaties.
Deze alternatieven kunnen een goede optie zijn voor wie op zoek is naar een minder ingrijpende manier om de prestaties van zijn BMW te verbeteren.
Diesel Technologie: BMW vs. Audi
Een interessante vergelijking kan worden gemaakt tussen de dieseltechnologie van BMW en Audi. BMW presenteerde onlangs haar 3.0 zescilinder dieselmotor met vier turbo’s, goed voor 400 pk en 760 Nm. Audi pakt het anders aan met haar 4.0 TDI, een V8 met een elektrisch aangedreven compressor.
Twee behoorlijk verschillende motoren, maar met een vergelijkbaar resultaat: veel vermogen en een monsterlijk koppel. BMW kiest voor de ‘meer is beter’-oplossing, terwijl Audi innovatiever te werk gaat met haar V8-oliestoker. Kijken we naar de cijfers, dan lijkt Audi in het voordeel, vooral wat betreft koppel. Kijken we naar het specifieke vermogen en koppel per liter, dan is BMW de winnaar.
Hieronder een tabel met de vergelijking tussen de twee motoren:
| Kenmerk | BMW 3.0 zescilinder | Audi 4.0 TDI V8 |
|---|---|---|
| Vermogen | 400 pk | Niet gespecificeerd |
| Koppel | 760 Nm | Niet gespecificeerd |
| Turbo's/Compressor | Vier turbo's | Twee turbo's, elektrisch aangedreven compressor |
Deze vergelijking laat zien dat er verschillende manieren zijn om indrukwekkende prestaties uit een motor te halen, elk met zijn eigen voor- en nadelen.