PWR Intercoolers met F1-techniek getest op Audi RS6 C8

Samen met PWR Advanced Cooling Technology ontwikkelt 24TUNED een nieuwe intercoolerkit voor de Audi RS6 en RS7 C8. Met als stip op de horizon: samen de beste intercooler maken voor de RS6 C8 maken ter wereld. PWR maakt koelsystemen voor onder meer de Formule 1, MotoGP en voor menig bekende supercar. Het doel van het project is een intercooler die op alle punten beter presteert dan de originele. In deze tweede aflevering van ons RS6-project testten we het eerste prototype op de dyno bij BR Performance. In dit artikel lees je wat we hebben gemeten, wat goed ging en waar nog ruimte voor verbetering zit.

Waarom een andere intercooler voor de RS6 C8?

Een intercooler koelt de lucht die de turbo’s in de motor persen. Koelere lucht is dichter, dus er komt meer zuurstof in de cilinders. Wordt de inlaatlucht te warm, dan beschermt het motormanagement de motor door minder vermogen af te geven.

De 4.0 TFSI in de RS6 en RS7 C8 heeft daar vaak last van. In de eerste aflevering van het RS6 C8 project liep de inlaattemperatuur op tot bijna 60 °C, en dat is hoog. Het fenomeen dat de inlaattemperatuur zo hoog oploopt bij performance motoren zoals dit, wordt ook wel heat soak genoemd. Na een paar keer vol gas wordt de lucht steeds warmer en gaat het vermogen achteruit.

Van 3D-print tot prototype

We begonnen met 3D-geprinte proefmodellen om de pasvorm in de auto te controleren. Met die metingen heeft PWR het prototype gebouwd dat we nu hebben gemonteerd en getest. Het is nadrukkelijk een testversie. Deze test levert heel wat inzichtelijke data, waarmee PWR het ontwerp en de eigenschappen van de koelers verder kan optimaliseren.

Over PWR

PWR werd ruim 25 jaar geleden in Australië opgericht en heeft nu ook vestigingen in Indianapolis en het Verenigd Koninkrijk. Het bedrijf maakt koelsystemen voor de motorsport, tot en met de Formule 1, en voor de aftermarket. Volgens James van PWR wordt de kennis uit de motorsport steeds vaker ook in straatauto’s toegepast. Samen met 24TUNED test en ontwikkelt PWR de intercooler kit voor de Audi RS6 C8 en RS7 C8 4.0 TFSI.

De techniek: dezelfde afmetingen, een andere kern

Het prototype is ongeveer even groot als de originele intercooler. Dat is een bewuste keuze. Een grotere intercooler koelt beter, maar heeft ook nadelen:

• Meer turbolag: een groter volume moet eerst onder druk komen voordat de druk bij de motor aankomt. Hierdoor krijg je meer drukval, wat dus zorgt voor een vertraging in de gasresponse van de motor.
• Meer gewicht: groter betekent bijna altijd zwaarder.
• Pasvorm: een grotere intercooler past vaak niet meer op de originele plek, zonder aanpassingen te hoeven doen aan bijv. de luchtgeleidingen.

PWR zoekt de winst daarom in de kern. Het bedrijf maakt de volledige koelkern zelf aluminium en heeft hierin miljoenen combinaties die ze kunnen configureren. In de koelkern zitten turbulatoren die zorgen voor een groter oppervlak waar lucht langs kan stromen, zodat er meer warmte afgevoerd kan worden. De turbolatoren worden stuk voor stuk met de hand geplaatst in de koelkern en worden afgestemd op de auto en toepassing. Een Porsche Cayenne of Lamborghini Urus krijgt bijvoorbeeld een andere specificatie, ondanks dat het motorblok een vergelijkbare configuratie heeft. De vorm van de eindtanks is ook belangrijk: die bepaalt hoe de lucht over de kern wordt verdeeld en hoe goed de lucht kan doorstromen.

Constructie en gewicht

De eindtanks en beugels zijn uit één massief stuk aluminium gefreesd. Dat kost meer bewerking, maar maakt het geheel een stuk sterker en lichter. Het prototype weegt minder dan 4 kg per intercooler en is daarmee ongeveer 20% lichter dan het origineel. Sommige aftermarket-intercoolers wegen bijna 6 kg per stuk.

Vergeleken met het origineel

• De PWR-kern heeft meer koelkanalen en stevigere vinnen. Onze originele intercoolers waren al flink beschadigd door steenslag, terwijl de auto nog niet oud is. Door de stevigere vinnen van de PWR koelers, heb je minder snel kans op dit soort beschadigingen.
• De bevestigingspunten, afmetingen en aansluitdiameters zijn gelijk aan het origineel. De originele luchtgeleiding en slangen passen direct zonder enige aanpassing te hoeven doen.
• Het prototype heeft twee aansluitingen voor een eventuele water-methanolinjectie, waardoor de koelers geschikt zijn voor zeer extreme tunes.

Wat hebben we gemeten?

Alleen het vermogen meten zegt te weinig over hoe goed een intercooler werkt. Ethan, engineer bij PWR, logde tijdens de dynoruns daarom ook:

• de temperatuur en druk na de turbocompressor;
• de temperatuur en druk bij de inlaat;
• de tijd die de turbo nodig heeft om op druk te komen.

Die waarden zijn vergeleken met de originele intercooler. PWR combineert deze gegevens later met metingen in de eigen windtunnel en CFD-simulaties in Australië om zo de meest optimale koeler te kunnen samenstellen.

De resultaten

Op de dyno zijn diverse metingen gedaan. Iedere run bij iedere configuratie is 5 keer uitgevoerd, om zo een baseline te kunnen krijgen per setup. Ook geven deze meerdere runs per keer een goed beeld van de inlaattemperatuur na hevige belasting. Zo kan gemeten worden of er sprake is van heat soak of minder goede prestaties bij extreme hitte. Alle metingen zijn gedaan met een Pipercross Airmax intake kit gemonteerd. Tijdens de metingen is gebleken dat de brandstofkwaliteit niet optimaal was. Hierdoor is er bij de meting van het originele vermogen al een lager vermogen gemeten dan af fabriek.

Originele software

Met de originele software levert het prototype 12,7 pk en 3,9 Nm extra op. De winst zit vooral bovenin het toerentalbereik. Onderin kruisen de lijnen elkaar en is het verschil klein.

Belangrijker dan het piekvermogen is dat de inlaattemperatuur met het prototype run na run stabiel bleef. Met de originele intercooler liep die telkens verder op. De logs laten ook zien dat het prototype meer lucht doorlaat. Volgens Axel van BR Performance merk je dat aan een directere gasrespons.

Stage 1-software

Met de Stage 1-tune gaan er meer brandstof en turbodruk door de motor en moet de intercooler meer warmte afvoeren. Het prototype doet het onderin en bovenin iets beter dan het origineel, met 4 pk extra. In het middengebied verliest het 19,5 Nm koppel.

De verklaring zit volgens Axel, maar ook de engineers van PWR in de doorstroming (flow). Het prototype laat meer lucht door per minuut ten opzichte van de originele koelers. Doordat de lucht veel sneller en beter kan doorstromen, is er onvoldoende tijd om de inlaatlucht te koelen. Dit houdt in dat de F1-koelkern dus te goed is op het gebied van flow, waardoor de tijd om te koelen te laag is. Een verschil van 20 Nm is in een auto van dit gewicht op de weg nauwelijks te merken, maar het laat wel zien waar het ontwerp beter kan.

Wat betekent dit voor de ontwikkeling?

Voor een eerste prototype is dit een bruikbaar resultaat. De intercooler is lichter, houdt de temperatuur stabieler en levert met de originele software meer vermogen op. De Stage 1-meting laat een concreet verbeterpunt zien in het middengebied.

Met deze data kan PWR gericht verder ontwikkelen. Mogelijke aanpassingen zijn de turbulatoren in de buizen, de vinnen aan de luchtzijde en de doorstroming, zodat die beter aansluit op het koelvermogen. De intercoolers gaan daarvoor nu naar de windtunnel en CFD-faciliteit van PWR in Australië. Daar worden de dyno metingen vergeleken met de windtunneldata.

Het doel blijft ongewijzigd: samen met PWR de beste intercooler ontwikkelen voor de Audi RS6 C8 en RS7 C8 4.0 TFSI. Zodra er een volgende versie is, testen we die op dezelfde manier en delen we de resultaten.

Intercoolers op de weg getest

Na de dynotest maakten we een testrit met de complete combinatie van de Stage 1-tune, de Pipercross-inlaat en het PWR-prototype. De auto reageert directer op het gaspedaal en trekt vanaf lage toeren sterker door dan in de originele staat. Dat komt door alle aanpassingen samen, niet door de intercooler alleen. Zodra de tweede versie van de prototypes klaar is, gaan we deze weer testen en zullen we de resultaten uitgebreid delen.

In de video hieronder zie je de hele test, inclusief de uitleg van de engineers van PWR.