Что такое твин турбо: Основные отличия Twin-Turbo от Bi-Turbo двигателей

Просмотров: 463

Наверняка вы не раз слышали про “твинтурбо” двигатели и “битурбо” двигатели, но в чем же их основные отличия между собой?

К сожалению, большинство водителей думают, что на самом деле они ничем не отличаются между собой, но это совсем не так. Существенные отличия все-таки есть и прямо сейчас мы узнаем, какие именно.

Характеристика Bi-Turbo двигателя

Итак, начнём с того, что Битурбо – система турбонаддува, состоящая из двух турбин (маленькая и большая). Маленькая турбина раскручивается в несколько раз быстрее, запуская работу большой турбины. После того, как вторая турбина раскручивается, добавляется большой воздушный заряд. Без работы большой турбины, маленькая просто не смогла бы обеспечить автомобиль нужной производительностью, а совокупность двух турбин позволяет добиваться большой мощности, а соответственно и быстрого ускорения автомобиля.

Что это дает? Прежде всего то, что двигатель запускается плавно, без надрыва, то есть двигатель направлен на то, чтобы минимизировать вероятность лага. Такой двигатель отлично подходит не только для использования его в гоночных машинах на длинных дорожных трассах, но и для городской размеренной езды. Стоит отметить, что система Битурбо достаточно дорогостоящая, поэтому установка производится в основном в автомобилях высокого класса.

Характеристика Twin-Turbo двигателя

Теперь поговорим о Твин-турбо, в чем основные отличия данного двигателя. Система отличия состоит в том, что двигатель направлен не на снижение лага, а на увеличение производительности при прокачке воздуха. Это нужно в случае, когда мотор автомобиля работает, потребляя больший воздух, нежели способна дать турбина. Из-за такого диссонанса возникает не только сбой в системе, но и поломка в механизме наддува, а ведь на этом список не заканчивается, существует еще ряд поломок, с которыми вы можете ознакомится на https://turboday.

В отличие от Битурбо, система Твин-Турбо включает в себя две одинаковых турбины, что в несколько раз увеличивает производительность двигателя. При этом, если установить две маленькие турбины, которые будут наравне с производительностью одной большой турбины, то можно эффективно снизить лаг.

Таким образом, мы можем выделить несколько главных отличий двигателей Твин-Турбо и Битурбо:

• Разные способы достижения нужных уровней производительности
• Стоимость, так как Битурбо несколько дороже, чем Твин-Турбо
• Разные внутренние составляющие (разная величина турбины)
• Битурбо снижает возможность появления турбо-лага
• Твин-турбин увеличивает плавность динамики запуска двигателя

Мало кто знает, но помимо двух вышеперечисленных вариантов существует также третий, который предполагает установку трёх или более турбин.

Установка трех или более турбин преследует практически такую же цель, как и установка Twin-Turbo, так как улучшение производительности автомобиля играет большую роль для всех автомобилистов. Тем не менее, третий способ является менее популярным, он практически никогда не устанавливается на серийных автомобилях и является более распространенным в драг-рейсинге.

BMW Twin-Turbo: виды и принципы работы

Дословный перевод означает «двойное турбо». И на самом деле twin-turbo используется для повышения мощности. Здесь описаны виды и принципы работы данной турбосистемы.

Что такое Twin-Turbo

Это вид автомобильной системы наддува, работающий за счет 2 одинаковых турбин. Таким образом увеличивается общая мощность системы.

В рабочем состоянии выхлопные газы не давали турбине дойти до оптимальной отметки.

Виды

Twin-Turbo делится на несколько типов:

Работа проста: повышение давления за счет симметричной работы двух компрессоров. Так входящий воздух равномерно разносится по системе. За счет этого снижается масса ротора и уменьшается инертность.  Параллельный твин-турбо используется на V-образных дизельных моторах.

• Последовательный

Суть: совместная работа двух разных компрессоров, дополняющих друг друга. Малый компрессор работает непрерывно из-за легкости и быстроты, а большой регулирует обороты и активируется с увеличивающейся нагрузкой.

Наддув в такой системе создается за счет работы 2 компрессоров разной величины, соединенных bypass-клапанами и патрубками. Механизм можно представить следующим образом: запуск малой турбины увеличивает обороты, а большая — открывает клапан. А клапан, в свою очередь, впускает сжатый воздух в двигатель.

Достоинства и недостатки

Главное преимущество Twin-Turbo — высокая мощность при малом объеме двигателя. Помимо этого, отмечается:

• высокий крутящий момент и динамика;
• эффективное и экологичное выгорание топлива.

Из недостатков можно отметить:

• сложность в использовании;
• завышенные требования к качеству топлива и моторного масла;
• высокая рабочая температура турбин;
• большой расход топлива;
• быстрый износ турбин.

Запомните: Twin-Turbo — сложная и привередливая турбосистема, требующая особого внимания. Соблюдая правила, каждый водитель сможет насладиться ездой на быстром и динамичном автомобиле.  

Как научиться читать код и маркировку двигателей BMW, узнаете из этой статьи. 

Что такое твин турбо. Как работает система турбонаддува TwinTurbo

Я предельно упростил формулировки, чтобы текст был доступен для понимания широкому кругу читателей.

Прогресс не стоит на месте, и каждое новое поколение автомобилей должно быть быстрее, экономичнее и мощнее. Часто для повышения мощности используются комбинированные системы наддува, да и «обычные» турбины вовсе не так просты, как кажется на первый взгляд. Каким же образом инженеры научили турбомоторы быть одновременно мощными, эластичными и экономичными? Какие технологии позволяют создавать массовые двигатели с удельной мощностью в 150 л.с. на литр и отличной тягой на низах, и тысячесильных монстров?

«Обычная» турбина

Как я уже писал, турбокомпрессор прост на первый взгляд, но является высокотехнологичным устройством, которое работает в очень жестких условиях. И любое его усложнение сильно сказывается на надежности. Для примера я постараюсь подробнее описать устройство типичного турбокомпрессора без особых усложнений.

Основной частью турбокомпрессора является средний корпус, в нем расположены подшипники скольжения, упорный подшипник и седло уплотнения с кольцами. В самом корпусе есть каналы для прохождения через него масла и охлаждающей жидкости. На совсем старых конструкциях обходились только маслом и для смазки и для охлаждения, но такие турбины не применяются на серийных машинах уже давно. Для предохранения среднего корпуса от воздействия горячих выхлопных газов служит жароотражатель.

В средний корпус устанавливается турбинный вал. Эта деталь не просто вал, конструктивно он соединен с турбинным колесом неразъемным соединением, чаще всего сваркой трением или выполнен из цельного куска металла. Иногда для создания крыльчатки используется керамика-прочности и коррозийной устойчивости лучших конструкционных сталей может не хватать. Сам вал имеет сложную форму, на нем есть утолщение для уплотнения и упорный выступ, а форма цилиндрической части рассчитана с учетом теплового расширения во время работы.

На турбинный вал надевается компрессорное колесо. Оно изготовлено обычно их алюминия и фиксируется на валу гайкой.

Конструкция из среднего корпуса, установленного в него турбинного вала и компрессорного колеса называется картриджем. После сборки этот узел тщательно балансируется, ведь работает он при очень высоких оборотах и малейший дисбаланс быстро выведет его из строя.

Еще турбине нужны две «улитки» — турбинная и компрессорная. Часто они индивидуальны для каждого производителя машин, тогда как центральная часть — картридж и размеры турбинного и компрессорного колеса являются признаками конкретной модели турбины и ее модификации.

Для предохранения от слишком высокого давления наддува используется клапан сброса давления газов, он же вастегейт. Обычно он является частью турбинной улитки и управляется вакуумом. Он закрыт при обычном режиме работы турбины и открывается в случае слишком высокого давления наддува или других проблем в работе мотора, сбрасывая скорость вращения турбины.

А теперь о том, как используют турбины и какие технологии применяют, чтобы достичь самых высоких показателей моторов.

Twin-turbo и Bi-turbo

Чем больше и мощнее мотор, тем больше воздуха нужно подавать в цилиндры. Для этого нужно сделать турбину больше или быстрее. А чем больше размер турбины, тем тяжелее ее крыльчатки и тем инерционнее она получается. При нажатии на педаль газа открывается дроссельная заслонка и больше горючей смеси попадает в цилиндры. Образуется больше выхлопных газов и они раскручивают турбину до более высокой частоты вращения, что, в свою очередь, увеличивает количество подаваемой горючей смеси в цилиндры. Чтобы сократить время раскрутки турбин и сопутствующую им «турбояму», изначально испробовали способы, которые называются твин-турбо и би-турбо.

Это две разные технологии, но маркетологи компаний-производителей внесли немало путаницы. Например, на Maserati Biturbo и Mercedes AMG Biturbo на самом деле используют технологию твин-турбо. Так в чем же разница? Изначально Twin Turbo («турбины-близнецы») называлась технология, при которой выхлопные газы разделялись на два равных потока и распределялись на две одинаковые турбины малого размера.

Обозначение Biturbo («двойная турбина») же относят к конструкциям, в которых применяются последовательно подключенные ко впуску две турбины-маленькую и большую. Маленькая хорошо работает на малой нагрузке, быстро раскручивается и обеспечивает тягу «на низах», а потом в действие вступает большая турбина, более эффективная на большой нагрузке. Маленькая турбина в этот момент отключается системой дроссельных заслонок.

Преимуществом такой схемы является большая эффективность одной большой турбины на большой нагрузке: она обеспечивает лучшее давление и меньший нагрев воздуха при большом ресурсе. А еще вместо маленького турбокомпрессора можно использовать механический или электронагнетатель. Они нагревают воздух меньше, чем турбокомпрессор, и не инерционны.

Но как же потери мощности, которые нужны для их раскрутки? Потери на их привод при малой нагрузке не так существенны. Но расплатой за улучшение характеристик турбин является усложнение впускной системы, приходится использовать много труб и дроссельные заслонки, переключающие потоки воздуха.

Обе технологии используются до сих пор всеми производителями, но все они значительно удорожают мотор, ведь дорогих турбокомпрессоров становится в два раза больше, а система управления ими — сложнее. Для сильно форсированных моторов альтернативы этим технологиям нет или почти нет. Но иногда можно просто улучшить конструкцию стандартной турбины.

Тонкое управление вастегейтом

Wastegate – это, дословно, «ворота для сброса», то есть перепускной клапан. На первых турбинах вастегейт работает очень просто: когда давление на впуске преодолевало натяжение пружины, он открывался, стравливал газы и давление падало. Позже систему усложнили: теперь его открытием руководила не только разница давлений, но и электроника, учитывающая множество параметров — обогащение смеси, режим движения, температуру, детонацию и умеющую избегать нежелательных режимов работы самой турбины. Но управлялся он точно так же — пневматикой. Когда нужно было сбросить давление, клапан просто открывался.

Получить качественный скачок характеристик позволяла плавная регулировка степени открытия перепускного клапана. В этом случае турбина может чаще работать с максимальной отдачей, даже при малых оборотах, а на средних нагрузках уже вступает в действие регулирование и в опасные режимы турбина не переходит.

К сожалению, такой способ сложнее. Для его реализации потребовалось разместить электропривод регулировки рядом с турбиной, что понизило ее надежность: электронике приходится работать в очень жестких условиях, при высокой температуре и высокой вибрации. Но улучшение характеристик стоит того и почти все современные турбины высокофорсированных небольших моторов имеют такую конструкцию.

Более эффективное турбинное колесо. Twinscroll

В поисках повышения эффективности одиночной турбины конструкторская мысль придумала способ, который позволял увеличить эффективность работы турбины и на малых и на больших нагрузках. Турбинное колесо, на которое воздействуют выхлопные газы, разделили на две части, отсюда и название технологии – twin scroll (“двойная улитка”), одна часть турбины более эффективна на большой нагрузке, а другая — на малой, но раскручивают они одно и то же компрессорное колесо на общем валу. Турбина получается не намного сложнее, но несколько эффективнее.

В сочетании с подводом выхлопных газов к разным частям «улитки» от разных групп цилиндров и точной настройки это позволяет получить неплохую прибавку производительности без ухудшения характеристик в зоне малых оборотов. Конечно, такая турбина не даст максимальной возможной мощности, но зато такой мотор будет тяговитее и на практике удобнее и быстрее.

Более эффективное турбинное колесо – турбины с изменяемой геометрией

В твин-скролл турбине выхлопные газы разделяются на два потока и один всегда работает с меньшей эффективностью, чем возможно. Но есть и другой способ! Можно регулировать направляющий аппарат турбинного колеса, и выхлопные газы будут работать всегда с максимальной эффективностью. Все это требует весьма сложной механической системы, расположенной в самой горячей части турбины-на выхлопной «улитке». И сложного механизма управления.

Геометрию впускного канала турбины изменяют с помощью направляющих лопаток. На малых оборотах, когда давление выхлопных газов малое, лопатки, поворачиваясь, сужают канал. Через узкое отверстие газы проходят с более высокой скоростью, обеспечивая быструю раскрутку турбины. Когда обороты мотора растут, лопатки пропорционально растущему давлению газов расширяют отверстие, и скорость вращения турбины остается стабильной.

Улучшение механики турбин

Подшипники качения (с шариками) имеют намного лучшие характеристики, чем подшипники скольжения (с маслом) — это практически аксиома. Они позволяют уменьшить трение, а значит сделать вращение турбины легким, уменьшить массу вала, снизить зависимость от давления масла. Но высокоточные и очень «выносливые» подшипники качения для огромных скоростей вращения и температур массово стали применять сравнительно недавно.

Турбины на керамических (а не металлических) подшипниках качения надежнее и долговечнее, они не боятся потери давления масла и остановок, менее чувствительны к вибрациям и перегреву. Разумеется, они дороже турбин прошлого поколения, и серийные модели машин с ними появились только недавно, но в автоспорте их возможности оценили уже давно. Например турбины IHI VF серии или Garrett GTxxR/RS применяются на тюнинговых машинах уже много лет.

В заключение

Постепенно новые технологии дешевеют и внедряются на все более массовых машинах. Для последнего поколения моторов почти обязательным атрибутом стало электронное регулирование работы турбины. Все чаще применяются twinscroll-варианты. На больших V образных моторах почти всегда используют технологию twin-turbo, но и турбины при этом не простые, а использующие весь необходимый арсенал новых технологий изготовления.

В сочетании с прямым впрыском топлива это позволяет создавать моторы, характеристики которых еще лет десять назад сочли бы фантастическими — при мощности в 400-500 лошадиных сил они довольствуются 95-м бензином, да и его «едят» не сильно больше, чем малолитражки недавнего прошлого. Что же до надежности современных моторов, то об этом я уже рассказывал в другой статье, ведь в технике ничто не дается просто так.

Твинтурбо и битурбо в чем разница и какие отличия

Вы не раз слышали названия твинтурбо (twinturbo) и битурбо (biturbo), но в чем же разница? А разницы на самом деле никакой! Твин-турбо и Би-Турбо – это все маркетинговые уловки и различные названия для одной и той же системы турбонаддува. Кстати, почитайте полезную статью Кости Неклюдина о плюсах и минусах различных систем турбонаддува​

Вопреки убеждениям некоторых «экспертов» название системы битурбо или твинтурбо не отображают схему работы турбины – параллельную или последовательную (секвентальную).

Например, у автомобиля Mitsubishi 3000 VR-4 система турбонаддува носит название TwinTurbo (твинтурбо). В автомобиле стоит двигатель V6 и у него две турбины, каждая из которых использует энергию выхлопных газов из своих трех цилиндров, но задувают они в один общий впускной коллектор. У, например, немецких автомобилей есть схожие по рабочему принципу системы, но называются они не твинтурбо (twinturbo), а БиТурбо (BiTurbo).

На автомобиле Toyota Supra с рядной шестеркой установлены две турбины, система турбонаддува называется TwinTurbo (твинтурбо), но работают они в особой последовательности, включаясь и выключаясь с помощью специальных перепускных клапанов. На автомобиле Subaru B4 тоже стоят две турбины, но работают они последовательно: на низких оборотах дует маленькая турбина, а на высоких, когда та не справляется, подключается вторая турбина большего размера.

Давайте теперь по порядку разберем обе системы би-турбо (biturbo) и твинтурбо (twinturbo), а точнее, что о них пишут в «этих ваших интернетах»:

Би-турбо (biturbo) – система турбонаддува, представляющая собой две последовательно включаемых в работу турбин. В системе битурбо используют две турбины, одну малого размера, а вторую большего размера. Маленькая турбина раскручивается быстрее, но на высоких оборотах двигателя маленькая турбина не может справиться с компрессией воздуха и созданием нужного давления. Тогда подключается большая турбина, добавляющая мощный заряд сжатого воздуха. Следовательно, минимизируется задержка (или турболаг), образуется ровная разгонная динамика. Системы битурбо весьма не дешевое удовольствие и обычно устанавливаются на автомобили высокого класса.

Система битурбо (bitrubo) может быть установлена как на двигатель V6, где каждая турбина будет установлена со своей стороны, но с общим впуском. Либо на рядном моторе, где установка турбины осуществляется по цилиндрам (напр, 2 для малой и 2 для больщой турбины), так и секвентально, когда на выпускном коллекторе сначала устанавливается большая трубина, а потом маленькая.

Твин-турбо (twinturbo) – данная система отличается от би-турбо тем, что нацелена не на снижения турбо-лага или выравнивание разгонной динамики, а на увеличение производительности. В системах твинтурбо (twinturbo) применяются две одинаковые турбины, соответственно производительность такой системы турбонаддува эффективней, чем системы с одной турбиной. К тому же, если применить 2 небольших турбины, схожих по производительности с одной большой, то можно снизить нежелаемый турболаг. Но это не значит, что никто не использует две больших турбины. Например, в серьезном драге могут использоваться две больших турбины для еще большей производительности. Система твин-турбо может работать как на V-образных моторах, так и на рядных. Последовательность включения турбин может варьироваться, как и на битурбо системах.

А вообще для еще большего веселья никто вам не мешает воткнуть сразу 3 (!) турбины или более. Цель преследуется такая же, как и для твинтурбо. Должен заметить, что такое зачастую применяется в драг рейсинге и никогда на серийных автомобилях.

Кстати, почитайте полезную статью Кости Неклюдина о плюсах и минусах различных систем турбонаддува

Любите турбо или у вас автомобиль с турбонаддувом? Тогда вступайте в нашу группу!

На современных автомобилях нередко применяется турбонаддув — он позволяет повысить мощность двигателя благодаря увеличению количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр за один цикл. Ещё с середины XX века существуют автомобили, в которых используются сразу две турбины — такую компоновку называют Twinturbo, Biturbo, Double Turbo и другими словами. Нередко можно встретить информацию о принципиальных различиях Твинтурбо и Битурбо — в отдельных статьях приводятся определения и сущность уникальных конструктивных элементов. Попробуем разобраться в компоновке этих систем и мы.

Турбонаддув всё чаще применяют для повышения мощности двигателя

Самый интересный момент в этой проблеме заключается в том, что принципиальных отличий как раз не существует. Biturbo и его аналог Twinturbo являются просто альтернативными названиями одинаковых систем наддува с двумя компрессорами. Причём как Biturbo, так и Twinturbo предполагают использование различных вариаций технической части.

Различные названия были придуманы маркетологами известных автомобильных производителей, чтобы выделить свою продукцию среди множества аналогичных машин, построенных с применением той же компоновки. Интересно, что японцы предпочитать свои сдвоенные турбокомпрессоры Twinturbo, тогда как европейские компании пишут Biturbo — так сложилось исторически. В нашу страну поступают машины из обеих частей света, поэтому что название Biturbo, что Twinturbo знакомы отечественному потребителю. Поэтому спор о различиях между названиями турбокомпрессоров можно считать несостоятельным — а вот узнать о принципиально разных системах, используемых в международной практике, будет интересно.

Если вы знаете, что такое турбонаддув, то поймёте, что в установке двух турбокомпрессоров есть свои сложности. Обе турбины системы Biturbo приходится устанавливать на одну выхлопную магистраль, причём между ними должно сохраняться определённое расстояние. Проблема заключается в том, что дальний турбокомпрессор будет получать меньше энергии и работать не столь эффективно. В середине XX века эту проблему решали достаточно просто — вторая турбина в компоновке Twinturbo имела отличающиеся характеристики подшипников и форму крыльчатки. За счёт этого удавалось синхронизировать работу двух агрегатов и существенно повышать мощность двигателя при помощи системы Biturbo.

Система Biturbo используется всё реже

Однако практика показала, что последовательная компоновка Twinturbo имеет несколько важных недостатков:

• Наличие серьёзной «турбоямы», то есть диапазона оборотов, в котором турбины попросту не работают;
• Достаточно большое время отклика на подачу газа;
• Ускоренный износ ближней турбины;
• Неудобство установки на V-образные моторы.

Проблему пытались решить различными способами. Однако наиболее элегантное и эффективное инженерное решение предложила компания Toyota, которая сделала включение турбокомпрессоров своего варианта Biturbo. На низких оборотах клапаны закрыты и выхлопные газы проходят только через небольшую первую турбину, легко раскручивая её и обеспечивая ранний выход из «турбоямы». После достижения 3500 об/мин, когда давление газов уже становится избыточным, электроника открывает специальную заслонку, и горячий поток устремляется ко второму турбокомпрессору большего размера, обеспечивая существенный прирост мощности двигателя.

Однако с массовым распространением V-образных моторов последовательная система Biturbo стала применяться всё реже, поскольку использовать её было неудобно с конструктивной точки зрения. Приблизительно в начале 80-х была предложена альтернативная компоновка Twinturbo, в которой каждая турбина была закреплена за несколькими цилиндрами двигателя — как правило, речь шла о той или иной «половинке» блока. Турбокомпрессоры могли располагаться намного ближе к впускному и выпускному коллектору, что существенно уменьшило уровень механических и аэродинамических потерь, а также повысило мощность двигателя. Кроме того, параллельная система Biturbo, использующая компактные турбины, позволила избавиться от «турбоямы» и сделать мотор очень чувствительным к изменению подачи топлива.

В большинстве случаев параллельная схема Twin Turbo предполагает использование общего впускного коллектора, что упрощает её и делает менее затратной в обслуживании, но ограничивает динамический потенциал автомобиля. Поэтому в качестве альтернативы была предложена компоновка Biturbo с раздельными впускными трактами и коллекторами. Помимо прочего, это позволило адаптировать систему для использования на компактных рядных моторах, которые ранее оснащались исключительно двумя турбокомпрессорами, расположенными последовательно.

Однако наиболее интересную схему Twinturbo предложила компания BMW — её отличие заключалось в расположении турбин в развале V8, а не по сторонам от блока цилиндров. Причём каждый из турбокомпрессоров был запитан от цилиндров, находящихся по обе стороны двигателя! Несмотря на огромные сложности, которые пришлось преодолеть инженерам, результат превзошёл все ожидания. Такая оригинальная система Biturbo уменьшила протяжённость «турбоямы» на 40% без снижения надёжности узла. Кроме того, существенно повысилась стабильность работы двигателя и уменьшилась интенсивность его вибраций.

Иногда с компоновкой Twinturbo путают турбину Twinscroll. Последняя предполагает использование одной турбины, имеющей два канала и два участка крыльчатки с разной формой лопастей. На низких оборотах открывается клапан, ведущий к меньшей крыльчатке — в результате турбокомпрессор разгоняется достаточно быстро и обеспечивает прирост мощности без «турбоямы». Однако с повышением скорости вращения коленвала давление выхлопных газов становится избыточным и открывается второй клапан — теперь используется только большая крыльчатка. Как следствие, автомобиль получает дополнительный рост производительности.

Конечно, такая система имеет несколько меньшую эффективность, чем классическая Biturbo. Однако в сравнении с одной турбиной тяговые возможности двигателя всё же возрастают. Конечно, компоновка Twinscroll сложна в производстве и считается достаточно ненадёжной. Однако в настоящее время её очень часто применяют в мощных автомобилях — в том числе и в составе системы Biturbo.

Если вы знаете, чем отличается механический компрессор от турбины, то поймёте, почему эти две системы считаются несовместимыми — первый приводится от коленвала, тогда как турбокомпрессор использует энергию выхлопных газов и совместить их практически невозможно. Однако для инженеров Volkswagen нет ничего невозможного — в свой вариант системы Twinturbo они включили оба узла. Турбина работает постоянно, тогда как компрессор помогает устранить «турбояму» на низких оборотах. Впоследствии он отключается, но при резком нажатии педали газа вновь вступает в действие, улучшая реакцию двигателя на подачу топлива.

Результатом использования такого варианта Biturbo стало значительное повышение мощности, достижение предела крутящего момента на малых оборотах, ускорение набора оборотов, а также уменьшение времени отклика на нажатие педали газа. Разница с простым Twinturbo для водителя практически незаметна — он чувствует лишь легко прогнозируемую мощную динамику и не отвлекается на провалы мощности либо иные проблемы. Однако система, разработанная Volkswagen, оказалась очень сложной в производстве и ненадёжной. Поэтому в настоящее время на машинах брендов, входящих в группу компаний, использует только один из двух вариантов наддува.

Резюмируя вышесказанное, можно сделать вывод о том, что отличия Twinturbo от Biturbo заключаются только в названии. Если же вас действительно интересуют различные системы наддува, вам стоит обратить внимание на параллельные и последовательные компоновки. Кроме того, нелишним будет более подробно ознакомиться с отличиями турбокомпрессора от механического наддува и плюсами их совместного применения.

Как работают двигатели Biturbo и Twin Turbo в автомобилях?

В дословном переводе с английского языка словосочетание twin-turbo обозначает «двойное турбо» или «удвоенное турбо». Правильными являются оба варианта перевода. Теперь давайте оставим лингвистический аспект и изучим подробно техническую сторону данного вида турбонаддува.

Для того, чтобы добиться заметного увеличения мощности двигателя в его конструкцию устанавливают турбину. Twin-Turbo является одним из видов турбосистемы автомобиля и именно на нем мы и остановим наше внимание. Твин турбо подразумевает установку сразу двух одинаковых турбин, которые многократно увеличивают производительность всей системы турбонаддува. Подобная компоновка намного эффективней турбосистемы, в работе которой используется только одна турбина.

Изначально битурбо было спроектировано для решения главной проблемы всех надувных двигателей – устранение так называемой «турбоямы». Это явление проявляется в снижении эластичности и резком падении мощности двигателя на низких оборотах. Все это происходит в момент, когда турбина двигателя под давлением выхлопных газов не успевает раскрутиться до оптимальных оборотов.

Впоследствии было замечено, что сдвоенные турбины позволяют существенным образом расширить диапазон оборотов номинального крутящего момента, повысив тем самым максимальную мощность, одновременно сократив общий расход топлива.

Знаете ли Вы? Эксклюзивный суперкар Bugatti Veyron оснащен сразу четырьмя турбинами, а такая система турбонаддува получила соответствующее название — Quad-Turbo.

Существует несколько основных видов системы Twin-Turbo: параллельная, последовательная и ступенчатая. Каждый вид турбонаддува характеризуется собственной геометрией, принципом работы и выдаваемыми динамическими характеристиками.

Это относительно простой тип турбосистемы, конструкция которого включает симметричную пару одновременно работающих компрессоров. Благодаря такой синхронизации достигается равномерное распределение входящего воздуха.

Зачастую данная схема применяется в дизельных V-образных двигателях, где каждый компрессор отвечает за подачу воздуха во впускной коллектор своей группы цилиндров.

Уменьшение инертности достигается путем снижения массы ротора турбины, поскольку 2 небольших компрессора создают большее давление, раскручиваясь при этом значительно быстрее, чем один большой и более производительный компрессор. В итоге значительно уменьшается та турбояма, о которой говорилось выше, а двигатель выдает лучшие характеристики во всем диапазоне оборотов.

Данный тип подразумевает компоновку, состоящую из двух соизмеримых компрессоров, которые при этом могут иметь разные характеристики и работать в дополняющем режиме. Более легкий и быстрый нагнетатель работает в непрерывном режиме, устраняя тем самым глубокую и широкую турбояму. Второй нагнетатель по специальным сигналам электроники контролирует обороты двигателя и включается при более тяжелых режимах работы двигателя, обеспечивая таким образом максимальный показатель мощности и топливной эффективности.

На пиковых режимах работы двигателя включаются сразу 2 турбины, работая в паре. Подобная схема может применяться на двигателях с любым топливным циклом.

Самый сложный и прогрессивный тип турбонаддува, обеспечивающий самый широкий диапазон мощности. Создание необходимого наддува становится возможным благодаря установке двух разновеликих компрессоров, соединенных между собой особой системой bypass-клапанов и патрубков.

Данный тип турбонаддува называется ступенчатым из-за того, что выхлопные газы в минимальных режимах раскручивают малую турбину, а это позволяет двигателю легко набирать обороты и работать с большей эффективностью. При увеличении оборотов происходит открытие клапана, что в свою очередь приводит в движение большую турбину. Но давление, которое она создает необходимо увеличить, что и делает малая турбина.

После достижения максимальных оборотов большая турбина выдает огромное давление, которое превращает малый нагнетатель в аэродинамическое сопротивление. В этот самый момент автоматика открывает перепускной клапан, и сжатый воздух поступает в двигатель, минуя на своем пути малую турбину.

Но вся сложность данной системы в полной мере компенсируется гибкостью работы двигателя и его высочайшими характеристиками.

Какие преимущества использования Twin-Turbo и есть ли недостатки

Несомненным преимуществом системы Twin Turbo является большая мощность при сравнительно небольшом рабочем объеме двигателя. Сюда же относится высокий крутящий момент и отличная динамика автомобиля, оснащенным Twin-Turbo. Двигатель с двумя турбинами намного экологичнее, чем обычный, поскольку турбонаддув позволяет топливу намного эффективнее сгорать в системе цилиндров.

Из недостатков битурбо можно выделить сложность эксплуатации такой системы. Силовая установка становится более чувствительной к качеству топлива и моторного масла. Турбированные двигатели нуждаются в специальном масле, так как без него заметно уменьшается срок службы масляного фильтра. Высокие температуры, в которых работают турбины негативно сказываются на всем двигателе автомобиля.

Главный недостаток системы Twin-Turbo – это большой расход топлива. Для создания топливовоздушной смеси в цилиндрах необходим большой объем воздуха, что влечет увеличение подачи горючего.

Турбины довольно быстро изнашиваются, если при остановке авто сразу же глушить двигатель. Чтобы продлить срок эксплуатации Twin-Turbo следует давать двигателю поработать некоторое время на холостых оборотах, охладив таким образом турбины, а только после этого можно смело доставать ключ зажигания.

Помните! Twin-Turbo – это сложная и весьма чувствительная система турбонаддува, которая нуждается в бережном отношении и качественных комплектующих. Соблюдение этих простых правил позволяет максимально насладиться скоростью и динамикой автомобиля.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?

Би-турбо (Bi-Turbo) и Твин-турбо (Twin-Turbo), двойной наддув – различия. Так отличаются или нет?

Турбированные двигатели не так просты, как кажется, рядом с этой темой витает много непоняток и неопределенностей. Одна из таких – про два строения «би-турбо» и «твин-турбо». Не так давно сам лично был свидетелем разговора двух автовладельцев, один заверял — что разница есть, а вот другой – что отличий нет! Так в чем же правда? Действительно, чем отличаются эти два строения ТУРБО моторов, давайте разбираться …

Если честно, то разница, конечно — будет, но она не будет носить категорический характер! Лишь потому что названия взяты у разных производителей, которые устанавливают свои агрегаты с различной компоновкой и строением.

Однако и система «Би-турбо» и «Тви-нтурбо» — по сути одно и тоже. Если взять английский язык и посмотреть на обозначение, Bi-Turbo и Twin-Turbo, можно увидеть две приставки «Bi» и «Twin» — если грубо перевести то получается – «ДВА» или «ДВЕ». Не что иное — как обозначение наличия двух турбин на двигателе, причем и одно и другое название можно применять к одному и тому же двигателю, то есть они абсолютно — взаимозаменяемые. Эти названия не несут в себе какие-то технические различия, так что это «голый маркетинг».

Сейчас может возникнуть вопрос, а вообще зачем? Все просто есть всего два вопроса, которые они призваны решать:

• Устранение турбоямы, можно сказать, что это первоочередная проблема.
• Увеличение мощности.
• Строение двигателя.

Начну, пожалуй, с самого простого пункта – это строение двигателя. Конечно, легко ставить одну турбину, когда у вас есть рядный двигатель на 4 или 6 цилиндров. Глушитель то один. Но вот что делать, когда у вас скажем V образный мотор? И по три – четыре цилиндра на каждую строну, тогда и глушителя два! Вот и ставят на каждый по турбине, средней или малой мощности.

Устранение турбоямы – как я уже писал сверху, это задача номер «1». Все дело в том что у турбированного мотора, есть провал — когда вы нажимаете на газ, отработанным газам нужно пройти и раскрутить крыльчатку турбины, именно это время и «проседает» мощность, это может быть от 2 до 3 секунд! А если вам на скорости нужно сделать обгонный маневр – это не безопасно! Вот и устанавливают различные турбины, а зачастую компрессор + турбина. Один работает на низких оборотах, то есть на старте, чтобы избежать «турбоямы», вторая – на скорости когда нужно оставить тягу.

Увеличение мощности – это самый банальный случай. То есть для увеличения мощности мотора, к маломощной турбине устанавливают еще одну мощную, таким образом — дуют они две, что значительно повышает производительность. Кстати на некоторых гоночных машинах, есть и три и даже четыре турбины, но это очень сложно и в серию, как правило не идет!

Вот собственно и решения, для которых применяют «ТВИНТУРБО» или «БИТУРБО» и знаете это реально выход, от избавления от турбоямы и увеличения мощности.

Сейчас на многих авто применяются всего два основных строения — расположения двух турбин. Это параллельное и последовательное (известное еще как секвентальное).

Например, некоторые Мицубиши имеют именно «ТВИНТУРБО», но параллельную работу, как я уже отмечал сверху, это две турбины на агрегате V6, по одной на каждую сторону. Дуют они в общий коллектор. А вот например на некоторых АУДИ, также есть параллельная работа на двигателе V6, но название «БИТУРБО».

На автомобилях Тойота в частности на «СУПРА», стоит рядная шестерка, однако тут также есть два наддува – работают они в хитром порядке, могут работать сразу два, могут один работает, другой нет, могут включаться попеременно. Все зависит от вашей манеры езды – добиваются такой работы «хитрыми» перепускными клапанами. Вот вам последовательно-параллельная работа.

Как и на некоторых автомобилях СУБАРУ – первая (малая) нагнетает воздух на низких оборотах, вторая (большая) подключается только тогда, когда обороты значительно выросли, вот вам и параллельное включение.

Так разница все же есть или отличий вообще нет? Знаете негласно, производители все же отличают эти два строения, давайте подробнее.

Как правило, это два последовательно включаемых турбины в работу. На ярком примере СУБАРУ – одна малая и затем другая большая.

Малая раскручивается намного быстрее, потому как не обладает большой инерционной энергией – логично она включается в работу на низах, то есть первой. Для малых скоростей и до невысоких оборотов этого вполне достаточно. Но при больших скоростях и оборотах этот «малыш» практически бесполезен, тут нужна подача, куда большего объема сжатого воздуха – включается вторая более тяжелая и мощная турбина. Которая дает нужную мощность и производительность. Что дает такое последовательное размещение в BI-TURBO? Это почти исключение турбоямы (комфортное ускорение) и высокая производительность на высоких скоростях, когда тяга остается даже на скоростях за 200 км/ч.

Нужно отметить, что могут быть установлены как на V6 агрегат (с каждой стороны по своей турбине), так и на рядную версию (здесь могут разделить выпускной коллектор, например с двух цилиндров дует одна, с других двух другая).

Минусами можно назвать высокую стоимость и работы по настройки такой системы. Ведь здесь применяются тонкие настройки перепускных клапанов. Поэтому установка обусловлена на дорогих спортивных машинах, таких как ТОЙОТА СУПРА, либо на авто элитного класса – МАЗЕРАТТИ, АСТОН МАРТИН и т.д.

Здесь в основном стоит задача не избавиться от «турбоямы», а максимально повысить производительность (нагнетание сжатого воздуха). Как правило работает такая система на высоких оборотах, когда один нагнетатель не может справиться с возросшей на него нагрузкой, поэтому устанавливается (параллельно) еще один такой же. Вместе они нагнетают воздуха в два раза больше, что даете почти такой же прирост производительности!

Но как же «турбояма», что она здесь свирепствует? А вот и нет, ее тоже эффективно побеждают только немного другим способом. Как я уже говорил, малые турбины гораздо быстрее раскручиваются, так вот представьте – меняют 1 большую, на 2 малых – производительность практически не падает (работают параллельно), а вот «ЯМА» уходит потому как реакция быстрее. Поэтому, получается, создать нормальную тягу, с самого низа.

Установка может быть как на рядные модели силовых агрегатов, так и на V-образные.

Производство и настройка намного дешевле, поэтому это строение применяется у многих производителей.

Это тоже можно назвать «БИ-ТУРБО» или «ТВИН-ТУРБО» — как хотите. По сути, и компрессор и турбо вариант, делают одну работу, только один (механический) намного эффективнее в низах, другой (от отработанных газов) — в верхах! Про различия наддувов читаем здесь.

Как правило, компрессор устанавливается на ременную передачу от коленчатого вала двигателя, поэтому максимально быстро раскручивается с ним. Тем самым позволяя избегать «ЯМЫ», а вот на высоких оборотах он бесполезен – тут уже вступает турбо вариант.

Этот симбиоз применяется на некоторых немецких машинах, большой плюс компрессора, что у него намного выше ресурс, чем у оппонента!

Сейчас небольшое видео, смотрим

Читайте наш АВТОБЛОГ, подписывайтесь на обновления.

В дословном переводе с английского языка словосочетание twin-turbo обозначает «двойное турбо» или «удвоенное турбо». Правильными являются оба варианта перевода. Теперь давайте оставим лингвистический аспект и изучим подробно техническую сторону данного вида турбонаддува.

Что такое Twin-Turbo (Tвин турбо)

Для того, чтобы добиться заметного увеличения мощности двигателя в его конструкцию устанавливают турбину. Twin-Turbo является одним из видов турбосистемы автомобиля и именно на нем мы и остановим наше внимание. Твин турбо подразумевает установку сразу двух одинаковых турбин , которые многократно увеличивают производительность всей системы турбонаддува. Подобная компоновка намного эффективней турбосистемы, в работе которой используется только одна турбина.

Изначально битурбо было спроектировано для решения главной проблемы всех надувных двигателей – устранение так называемой «турбоямы». Это явление проявляется в снижении эластичности и резком падении мощности двигателя на низких оборотах. Все это происходит в момент, когда турбина двигателя под давлением выхлопных газов не успевает раскрутиться до оптимальных оборотов.

Впоследствии было замечено, что сдвоенные турбины позволяют существенным образом расширить диапазон оборотов номинального крутящего момента, повысив тем самым максимальную мощность, одновременно сократив общий расход топлива.

Знаете ли Вы? Эксклюзивный суперкар Bugatti Veyron оснащен сразу четырьмя турбинами, а такая система турбонаддува получила соответствующее название — Quad-Turbo.

Виды систем турбонаддува и их принцип работы

Существует несколько основных видов системы Twin-Turbo: параллельная, последовательная и ступенчатая . Каждый вид турбонаддува характеризуется собственной геометрией, принципом работы и выдаваемыми динамическими характеристиками.

Параллельный

Это относительно простой тип турбосистемы, конструкция которого включает симметричную пару одновременно работающих компрессоров. Благодаря такой синхронизации достигается равномерное распределение входящего воздуха.

Зачастую данная схема применяется в дизельных V-образных двигателях, где каждый компрессор отвечает за подачу воздуха во впускной коллектор своей группы цилиндров.

Уменьшение инертности достигается путем снижения массы ротора турбины, поскольку 2 небольших компрессора создают большее давление, раскручиваясь при этом значительно быстрее, чем один большой и более производительный компрессор. В итоге значительно уменьшается та турбояма, о которой говорилось выше, а двигатель выдает лучшие характеристики во всем диапазоне оборотов.

Последовательный

Данный тип подразумевает компоновку, состоящую из двух соизмеримых компрессоров, которые при этом могут иметь разные характеристики и работать в дополняющем режиме. Более легкий и быстрый нагнетатель работает в непрерывном режиме, устраняя тем самым глубокую и широкую турбояму. Второй нагнетатель по специальным сигналам электроники контролирует обороты двигателя и включается при более тяжелых режимах работы двигателя, обеспечивая таким образом максимальный показатель мощности и топливной эффективности.

На пиковых режимах работы двигателя включаются сразу 2 турбины, работая в паре. Подобная схема может применяться на двигателях с любым топливным циклом.

Ступенчатый

Самый сложный и прогрессивный тип турбонаддува, обеспечивающий самый широкий диапазон мощности. Создание необходимого наддува становится возможным благодаря установке двух разновеликих компрессоров, соединенных между собой особой системой bypass-клапанов и патрубков.

Данный тип турбонаддува называется ступенчатым из-за того, что выхлопные газы в минимальных режимах раскручивают малую турбину, а это позволяет двигателю легко набирать обороты и работать с большей эффективностью. При увеличении оборотов происходит открытие клапана, что в свою очередь приводит в движение большую турбину. Но давление, которое она создает необходимо увеличить, что и делает малая турбина.

После достижения максимальных оборотов большая турбина выдает огромное давление, которое превращает малый нагнетатель в аэродинамическое сопротивление. В этот самый момент автоматика открывает перепускной клапан, и сжатый воздух поступает в двигатель, минуя на своем пути малую турбину.

Но вся сложность данной системы в полной мере компенсируется гибкостью работы двигателя и его высочайшими характеристиками.

Какие преимущества использования Twin-Turbo и есть ли недостатки

Несомненным преимуществом системы Twin Turbo является большая мощность при сравнительно небольшом рабочем объеме двигателя. Сюда же относится высокий крутящий момент и отличная динамика автомобиля, оснащенным Twin-Turbo. Двигатель с двумя турбинами намного экологичнее, чем обычный, поскольку турбонаддув позволяет топливу намного эффективнее сгорать в системе цилиндров.

Из недостатков битурбо можно выделить сложность эксплуатации такой системы. Силовая установка становится более чувствительной к качеству топлива и моторного масла. Турбированные двигатели нуждаются в специальном масле, так как без него заметно уменьшается срок службы масляного фильтра. Высокие температуры, в которых работают турбины негативно сказываются на всем двигателе автомобиля.

Главный недостаток системы Twin-Turbo – это большой расход топлива. Для создания топливовоздушной смеси в цилиндрах необходим большой объем воздуха, что влечет увеличение подачи горючего.

Турбины довольно быстро изнашиваются, если при остановке авто сразу же глушить двигатель. Чтобы продлить срок эксплуатации Twin-Turbo следует давать двигателю поработать некоторое время на холостых оборотах, охладив таким образом турбины, а только после этого можно смело доставать ключ зажигания.

Помните! Twin-Turbo – это сложная и весьма чувствительная система турбонаддува, которая нуждается в бережном отношении и качественных комплектующих. Соблюдение этих простых правил позволяет максимально насладиться скоростью и динамикой автомобиля.

Автомобиль-механизм, который значительно облегчает жизнь человеку, экономит время и дает определенный комфорт. Современные авто могут быть абсолютно разного назначения и модификации. Для любителей спорткаров и им подобных силовых установок, производители выпускают агрегаты с мощными моторами. К таки относят двигатели с типом турбонадува Twin-Turbo и Bi-Turbo.

Что такое система Twin-Turbo?

Работа турбины осуществляется определенным образом. Воздух снаружи автомобиля нагнетается и закачивается в цилиндры двигателя. Но, после того как рост оборотов двигателя увеличивается, работа турбины утрачивает свою эффективность. Для устранения подобной особенности функционирования турбины, разработчики спроектировали систему состоящую из двух турбин.

Работа турбин может осуществляться в режиме индивидуально подобранном владельцем автомобиля. Они могут работать как параллельно, так и последовательно. Во втором случае одна турбина подключается в момент запуска двигателя и набора оборотов, а вторая-подключается в момент падения эффективной работы первой. Обоюдная работа, в свою очередь, обеспечивает огромный прирост в производительности и работе двигателя.

Система Twin-Turbo может работать и устанавливаться на двигателях V-образного типа, также подойдут и рядные моторы, особого отличия в этом факте нет. Основной целью работы подобной установки-увеличение производительности автомобиля и быстрый набор скорости.

Система обладает определенным перечнем недостатков:

1. Длительная ответная реакция на педаль акселератора.
2. Усиленная эксплуатация второй,более мощной турбины и ее преждевременный износ.
3. Присутствие турбоямы, состояния в котором, турбины не имеют эффективности.

На модели автомобилей,которые участвуют в гонках или драг-рейсинге нередко устанавливается и 3-5 турбин согласно вышеуказанной схеме. На серийные автомобили таких»излишеств» автомобильная промышленность не предусматривает.

Система Bi-Turbo

Подобная система относится к методике по усовершенствованию турбины, путем установки еще одной. В системе Bi-Turbo одна турбина имеет значительно больший размер и мощность по отношению к другой. Подключать их можно только последовательно. На пониженных и слабых оборотах двигателя начинает работу первая турбина, а после увеличения давления на педаль акселератора включается вторая.

При низкой нагрузке работает та турбина,которая имеет слабую мощность,при усиленных оборотах в работу запускается мощная. За счет подобного алгоритма автомобиль работает без провалов и потери мощности во в время движения.

Bi-Turbo можно установить на двигатели типа V-образного типа и рядного типа. Кроме положительного эффекта от работы на двигателе, установка может нести и неприятные моменты. Первое, что немаловажно, позволить ее могут не многие в виду ее высокой стоимости. Второе- сложные пуско-наладочные и монтажные работы. Они являются достаточно специфическими и требуют наличия оборудования, инструмента и знающего мастера. Чаще всего установку можно встретить на дорогих суперкарах от известных мировых производителей.

Чем отличается Twin-Turbo от Bi-Turbo?

Обе установки разработаны для повышения эффективности и производительности двигателя автомобиля при наличии нагрузки. Кроме того,они обе состоят из двух турбин, которые устанавливаются непосредственно в подкапотном пространстве автомобиля.

Система Bi-Turbo считается лучше, чем ее аналог Twin-Turbo. В ее конструкцию входят две турбины, которые имеют разные параметры размера и мощности. Они предоставляют автомобилю преимущество в равномерном наборе скорости, без потери мощности и появления «провалов». Основная гиперфункция Bi-Turbo в ее плавной работе и отличном старте без рывков и задержек. Систему можно использовать на автомобилях предназначенных для езды по городу.

Установка Twin-Turbo представляет собой систему из двух турбин одинакового размера и мощности. Явное преимущество в том,что синхронная работа турбин обеспечивает взятие максимального потенциала и силы с мотора автомобиля. Отрицательным качеством,принято считать наличие турбоямы-так называемого провала, который возникает по причине провалов и задержек со стороны педали акселератора. Выражаются подобные нюансы в режиме скоростной езды. Водитель ощущает резкий толчок при старте, и при переключении передач.

Би-турбо (biturbo) — система турбонаддува, состоящая из двух последовательно включаемых в работу турбин. В такой системе применяют 2 турбины, одну маленького размера другую большого, сделано это потому, что маленькая турбина раскручивается значительно быстрее, и вступает в работу первой, затем, при достижении более высоких оборотов мотора, раскручивается вторая, большая турбина, и добавляет значительно больший воздушный заряд. Таким образом прежде всего минимизируется лаг, образуется достаточно ровная разгонная характеристика автомобиля без рывка, свойственного большим турбинам, и достигается возможность использовать большие турбины на двигателях устанавлеваемых в автомобилях предназначенных не только для езды по гоночным трассам, но и по городским дорогам, где возможность крутить мотор постоянно есть не всегда, а получить больше мощности с мотора небольшого объема имеет смысл, по каким либо причинам, например связанным с законодательством по налогам данной страны на литраж мотора. Системы би-турбо весьма дороги, и по этому их установка, как правило в серийном производстве, производится на автомобили высокого класса, типа MASERATI или ASTON MARTIN (там компрессоры).

Такая система может быть установлена как на двигатель V6, каждая турбина будет висеть на своей головке по выхлопу, впуск общий, так и на рядном моторе например рядная 4-ка, в этом случае турбины можно включить по выхлопу как парралельно, 2 цилиндра на одну, 2 на другую, так и последовательно — сначала большая турбина, потом маленькая. Встречаются так же варианты, когда к маленькой турбине подходит выхлоп только с 2-х цилиндров, а к большой соответственно с 2-х оставшихся, и с выхода малой турбины.

Твин-турбо (twinturbo) — в данной системе в отличии от системы би-турбо, основной задачей является не снизить лаг, а добиться большей производительности по прокачиваемому воздуху либо большего давления наддува. Производительность по прокачиваемому воздуху необходима, в случаях когда мотор работая на высоких оборотах, потребляет воздух больше, чем турбина способна обеспечить, таким образом возможно падение давления наддува. В системах Twinturbo применяются две одинаковые турбины. Соответственно производительность такой системы в 2 раза больше чем системы состоящей из одной турбины, при этом если применить 2 небольших турбины которые по производительности будут равны одной большой, то можно достигнуть эффекта снижения лага, при идентичной производительности. Существуют так же ситуации, когда производительности имеющихся в наличии больших турбин, оказывается недостаточно, например при построении мотора дрэгстера, тогда так же используется комбинация из 2-х турбин. Данная схема как и вариант biturbo может работать как на двигателях с V образным развалом головок, так и на рядных двигателях. Варианты включения турбин такие же как и в битурбо.

Существуют так же системы состоящие из 3-х и более одинаковых турбин, результат преследуется тот же что и в twinturbo. Такие системы в гражданском применении как правило не имеют распостранения, и применяются как правило, для построения мощных спортивных моторова, для автомобилей участвующих в драгрэйсинге.

В современных турбированных двигателях (в частности RRS V8 дизель) турбины имеют изменяемую геометрию крыльчаток. Это минимизирует проблему турбоямы и даёт высокий потенциал турбонадувва уже на самых низких оборотах коленвала двигателя. Кроме того это добавляет экономию топлива.

Bi-Turbo и Twin-Turbo – в чем разница?

Вероятно, вы неоднократно слышали, что есть турбированные двигатели, причем турбины имеются и у бензиновых ДВС. Но в моторах бывает и две турбины. Однако, высокого распространения такие автомобили не получают, будучи довольно дорогостоящими. Но получить информацию можно бесплатно.

Итак, существуют турбированные двигатели под названиями Би-турбо и Твин-турбо. Многие полагают, что разница в названиях зависит от компаний-производителей автомобилей. Однако, кроме компаний, причина различий кроется в самом турбонаддуве.

Система наддува Twin-Turbo. Вообразите, как функционирует турбина. Она призвана создавать давление воздуха, закачиваемого затем в цилиндры. С возрастанием оборотов ДВС турбина теряет эффективность, а с ней обязательно снижается понижается мощность. С целью предотвращения этого, для ее прироста при высоких оборотах автомобильный движок просто оснастили второй турбиной.

Но функционировать совместно турбины могут разным образом — смотря, как система будет настроена. Например, возможна параллельная работа, а также последовательная – сперва давление нагнетает одна турбина, а потом ее сменяет вторая. Иногда дополнительная турбина подключается при недостатке мощности, компенсируя потери. Добавим, что устанавливается система Twin-Turbo успешно на рядные и V-образные агрегаты.

Bi-Turbo – в таких агрегатах также пара турбин, но если в варианте «Twin» они одинаковы, то здесь к обыкновенной турбине прибавлена более мощная, которая и размером больше. Способ включения турбин тут всегда последовательный: на средних оборотах еще работает обыкновенная турбина, а когда они растут, и ее перестает хватать – запускается увеличенная турбина. Данная конфигурация обеспечивает всегда ровные разгонные характеристики. Монтаж двух турбин такого рода также возможен на оба вышеупомянутых типа ДВС.

Но машина с разными системами наддува все равно ведет в поездке себя неодинаково. В Twin-Turbo присутствует слабо заметный эффект турбоямы, когда нажатие акселератора и срабатывание турбины разделяет время, равное нескольким долям секунды. За этот момент турбина раскручивается и дает нужный прирост. У двигателей Bi-Turbo из-за разных турбин «ямы» нет, отчего при разгоне отсутствуют толчки.

Заметим, что битурбированные автомобили участвуют в гонках и автосоревнованиях, Twin-Turbo же не позволяет такого, ибо конструкция, сами понимаете, к гонкам не располагает.

Поделиться :

TwinPower Turbo на моторах BMW, чем они отличаются и в чем их преимущества

Магия TwinPower Turbo в двигателях BMW

В пути от базовой серии до спортивного суперкара M5 бренд BMW всегда бросал вызов законам автомобильной логики. Автомобили, которые казались невероятно быстрыми на бумаге, превосходили все ожидания при запуске в серию и при реальном знакомстве. Многие, если не все двигатели BMW работают, словно по волшебству, но когда открывается капот очередного баварского шедевра, под ним не оказывается древних германских рун, только на защите силового агрегата красуется надпись «TwinPower Turbo».

BWM всегда проповедовал политику турбонаддува и заднего привода. Сегодня не встретить силового агрегата марки, который не имеет хотя бы одного турбонаддува, не говоря уже о серии высокопроизводительных дизелей с трех- и четырехтурбинными установками.

TwinPower играет важную роль, когда речь идет об эффективных и динамичных бензиновых и дизельных двигателях BMW. Но что такое TwinPower Turbo в реальности и что он может предложить автомобильному миру?

Когда речь заходит о бензиновых двигателях, TwinPower Turbo, то есть три компонента, которые применяются во всех модификациях, от 3 до 12 цилиндров:

• вальветроник;
• прямой впрыск топлива;
• турбонаддув.

Турбодизели оборудуются системой впрыска Common Rail.

Valvetronic – электронный переменный клапан. Это технология, разработанная BMW, которая позволяет оптимизировать потребление топлива путем регулирования подъема клапана. Разработчики утверждают, что эта технология сама по себе способна уменьшить расход топлива на 10%.

Вольветроник – мощная электронная технология. Она обеспечивает непрерывный и точный контроль над подъемом впускного клапана. Это означает, что когда владелец баварца нажимаете педаль газа, запускается контроль открытия клапанов, вместо обычной дроссельной заслонки открываются системы впуска.

В системе используется набор рокеров, управляемый электронным распределительным валом. Поскольку она способна регулировать клапаны от полностью открытого до почти закрытого состояния, двигатель не нуждается в оборотах для увеличения нагрузки.

Valvetronic был впервые представлен в 2001 году на модели серии 316ti и использовался в основном для двигателей с наддувом, ориентированных на массовую продажу, таких как:

• N42 straight-4;
• N52 straight-6.

Но система не использовалась на двойном турбонаддуве N54. Вместо этого турбонаддув N55 straight-6, заменивший его в 2009 году с такими же характеристиками, как и у N74 twin-turbo V12 топовой 7-й серии, был оснащен системой вальветроник. После этого технология применялась практически на всех автомобилях BMW.

High Precision Injection – системы непосредственного впрыска с центральными многозубчатыми инжекторами. Они постепенно заменили технологии, использовавшиеся 2000-х годах. Двигатели с наддувом и с турбонаддувом использовали пьезоинжекторные форсунки. Однако новый 6-цилиндровый турбодвигатель BMW N55, запущенный в производство с 2010 года, устанавливавшийся в моделях 335i, 535i, X3, X5 и X5, использует систему впрыска соленоида, разработанную Bosch. Эта система была выбрана баварцами, чтобы сохранить конкурентоспособные цены на североамериканском автомобильном рынке.

Название TwinPower Turbo сбило с толку многих автовладельцев. Они не понимали, что находится под капотами их BMW. В связи с этим на компанию был подан судебный иск за обман большого количества людей. В документе TwinPower Turbo был назван «ложным двойником» и говорилось, что баварцы запустили рекламную кампанию с целью обмануть покупателей. Все дело в слове «двойной», которое присутствует в названии. Его наличие не было гарантией оснащения двигателей двумя турбонаддувами.

Первоначально TwinPower Turbo появился на двухпролетном одиночном турбонаддуве (устанавливался на 5 серию Gran Turismo в 2009 году, а в 2010 году появились модели E90 335i, 135i, X3 и X5), начиная с N55 (шестицилиндровым двигателем с турбонаддувом) и N74 (6-литровый V12 агрегат с двумя турбонаддувами). Им оснащались модели 760i и 750Li 2009 года выпуска. Двухскоростной турбонаддув – основная технология для TwinPower Turbo BMW.

Конструкция с двумя турбинами начинается с выпускного коллектора, разделяющего выхлопные газы. Они проводятся через разные спирали, называемые «свитками». Турбо имеет два сопла разных диаметров, они нужны для обеспечения быстрого отклика силового агрегата. BMW называет специальный выпускной коллектор собственной разработки Cylinder-Bank Comprehensive Manifold или CCM.

Следует напомнить, что современные двигатели BMW TwinPower не обязательно оснащаются двухтактными турбокомпрессорами. Зато у них есть отличный выпускной коллектор, который улавливает больше выхлопных газов для подачи в турбины, что обеспечивает мощность без запаздывания.

Трехцилиндровая революция: B37 и B38 TwinPower Turbo. Бензин и дизель

Очередным революционным решением BMW стали трехцилиндровые бензиновые и дизельные двигатели, которые могут соперничать с модификациями, имеющими большее количество цилиндров. Они построены по модульной системе, где используются такие же 500-сантиметровые цилиндры совместно с технологией TwinPower Turbo мощностью 120–220 лошадиных сил.

Известно, что дизельные агрегаты получили обозначение B37, а бензиновые — B38. Первые образцы установлены на гибридном спортивном автомобиле i8 серии FWD 1 и MINI. Они также используются сериями RWD 1 и 3 в качестве стартовых модификаций модельного ряда двигателей.

Лучшие 4-цилиндровые турбо в мире

В 2004 году началось производство двигателя с прямым впрыском, разработанного совместно с PSA Peugeot Citroen. В 2011 году конструкторы BMW разработали модель N13, в которой был изменен корпус масляного фильтра — он устанавливался продольно. Двигатель был установлен на модели 114i, 116i и 118i.

Возможно, перспективным мотором для BMW сейчас является N20. Его рабочий объем — 2.0 литра, есть турбонаддув с четырьмя цилиндрами. Мотор также имеет надпись «TwinPower Turbo» на крышке. Этот двигатель заменил менее мощного собрата стрит-6 в моделях «20i», «28i», является жизнеспособной и очень эффективной его альтернативой.

Существует 2 модификации N20. Версия 184 PS является менее мощной и доступна для X1, xDrive20i, F30 320i, 520i, базового Z4 sDrive20i. Топовый вариант этого 2,0-литрового двигателя TwinPower обладает мощностью 245 л.с., используется в моделях F30 328i, 528i, X1, X3 и Z4.

Straight-6 TwinPower Turbo: N55

Когда технология TwinPower Turbo устанавливается на 6-цилиндровый двигатель, его преимущества становятся очевидными. Мотор с двумя турбинами N55 заменил более дорогой агрегат N54 в 2009 году. Но обе модификации очень похожи друг на друга. Сопоставимый выход на собственный 4-литровый V8 BMW, с более легким блоком и более низким крутящим моментом, еще больше загар, который можно найти в E92 M3 с мощным S65 V8.

Мощность N55 составляет 302 л.с., крутящий момент — 300 Нм (400 Нм). Он устанавливается в моделях 335i, 135i и всех модификациях SUV. Существует еще более мощная версия под индексом N55HP, мощностью 315 л.с., крутящим моментом 450 Нм. Этой версией комплектуются топовые модели, такие как 640i, 740i, и даже спортивный сверхтяжелый хэтчбек M140i.

Дебют двигателя состоялся в 2009 году, его начали устанавливать на пятую серию GT. Оборудованный продвинутой версией 6-цилиндрового двигателя, BMW 535i Gran Turismo способен разгоняться до 100 км/ч всего за 6,3 секунды. Максимальная скорость этого зверя ограничена 250 км/ч. Что касается расхода топлива, то BMW 535i GT потребляет 8,9 литра на 100 километров. Показатель выброса CO2 – 209 г/км.

Автор: Сергей Василенков

Есть ли отличия между моторами Twin-Turbo и Bi-Тurbo?

Расскажите, есть ли отличия в турбированных моторах Twin-Turbo и Bi-Turbo?

В турбированных моторах применяется несколько схем наддува – чаще с одной турбиной, реже с двумя. В зависимости от того, каким образом в схеме подачи воздуха располагаются турбокомпрессоры и за какие цилиндры «отвечают», эти системы могут называться Twin-Turbo (twin – с англ. близнец) или Bi-Turbo.

Twin-Turbo – схема, в которой воздух во все цилиндры одновременно могут подавать оба турбокомпрессора (например, BMW 3,9 V8 32V). Размещаются они в такой схеме параллельно или последовательно. Используемые турбокомпрессоры, как правило, имеют разный диаметр роторов турбины/компрессора (крыльчаток) и, соответственно, различную производительность. Турбокомпрессоры с меньшими роторами (турбинными колесами) менее инертны, поэтому обеспечивают наполнение цилиндров на малых оборотах двигателя. Турбина с большим диаметром роторов активно вступает в работу на средних оборотах и выше, когда давления отработавших газов в выпускном тракте оказывается достаточно для эффективной работы этого компрессора.

Bi-Turbo – это две турбины, каждая из которых обеспечивает заполнение воздухом разных цилиндров. Обычно такая схема применяется в многоцилиндровых V-образных моторах (например, Audi Allroad 2,7 V6 Bi-Turbo), где каждая турбина питает отдельный ряд цилиндров.

Стоит отметить, что термины Twin-Turbo и Bi-Turbo нередко путают любители доработки моторов, которые устанавливают по два турбокопрессора. Чтобы выяснить, какая именно схема турбонаддува используется на автомобиле, нужно изучить его моторный отсек.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Супертурбо: все продвинутые системы наддува

 Битурбо, твинтурбо, твинскролл... Наверняка вы давно хотели разложить для себя по полочкам, что как работает и чем отличается. Мы подготовили для вас подробный рассказ о плюсах, минусах и надежности каждой из технологий. 

Я предельно упростил формулировки, чтобы текст был доступен для понимания широкому кругу читателей. Но для лучшего понимания вопроса рекомендую прочитать мои прошлые публикации о видах наддува и надежности турбомоторов.

Прогресс не стоит на месте, и каждое новое поколение автомобилей должно быть быстрее, экономичнее и мощнее. Часто для повышения мощности используются комбинированные системы наддува, да и «обычные» турбины вовсе не так просты, как кажется на первый взгляд. Каким же образом инженеры научили турбомоторы быть одновременно мощными, эластичными и экономичными? Какие технологии позволяют создавать массовые двигатели с удельной мощностью в 150 л.с. на литр и отличной тягой на низах, и тысячесильных монстров?

«Обычная» турбина

Как я уже писал, турбокомпрессор прост на первый взгляд, но является высокотехнологичным устройством, которое работает в очень жестких условиях. И любое его усложнение сильно сказывается на надежности. Для примера я постараюсь подробнее описать устройство типичного турбокомпрессора без особых усложнений.

Основной частью турбокомпрессора является средний корпус, в нем расположены подшипники скольжения, упорный подшипник и седло уплотнения с кольцами. В самом корпусе есть каналы для прохождения через него масла и охлаждающей жидкости. На совсем старых конструкциях обходились только маслом и для смазки и для охлаждения, но такие турбины не применяются на серийных машинах уже давно. Для предохранения среднего корпуса от воздействия горячих выхлопных газов служит жароотражатель.

В средний корпус устанавливается турбинный вал. Эта деталь не просто вал, конструктивно он соединен с турбинным колесом неразъемным соединением, чаще всего сваркой трением или выполнен из цельного куска металла. Иногда для создания крыльчатки используется керамика-прочности и коррозийной устойчивости лучших конструкционных сталей может не хватать. Сам вал имеет сложную форму, на нем есть утолщение для уплотнения и упорный выступ, а форма цилиндрической части рассчитана с учетом теплового расширения во время работы.

На турбинный вал надевается компрессорное колесо. Оно изготовлено обычно их алюминия и фиксируется на валу гайкой.

Конструкция из среднего корпуса, установленного в него турбинного вала и компрессорного колеса называется картриджем. После сборки этот узел тщательно балансируется, ведь работает он при очень высоких оборотах и малейший дисбаланс быстро выведет его из строя.

Еще турбине нужны две «улитки» — турбинная и компрессорная. Часто они индивидуальны для каждого производителя машин, тогда как центральная часть — картридж и размеры турбинного и компрессорного колеса являются признаками конкретной модели турбины и ее модификации.

Для предохранения от слишком высокого давления наддува используется клапан сброса давления газов, он же вастегейт. Обычно он является частью турбинной улитки и управляется вакуумом. Он закрыт при обычном режиме работы турбины и открывается в случае слишком высокого давления наддува или других проблем в работе мотора, сбрасывая скорость вращения турбины.

А теперь о том, как используют турбины и какие технологии применяют, чтобы достичь самых высоких показателей моторов.

Twin-turbo и Bi-turbo

Чем больше и мощнее мотор, тем больше воздуха нужно подавать в цилиндры. Для этого нужно сделать турбину больше или быстрее. А чем больше размер турбины, тем тяжелее ее крыльчатки и тем инерционнее она получается. При нажатии на педаль газа открывается дроссельная заслонка и больше горючей смеси попадает в цилиндры. Образуется больше выхлопных газов и они раскручивают турбину до более высокой частоты вращения, что, в свою очередь, увеличивает количество подаваемой горючей смеси в цилиндры. Чтобы сократить время раскрутки турбин и сопутствующую им «турбояму», изначально испробовали способы, которые называются твин-турбо и би-турбо.

Это две разные технологии, но маркетологи компаний-производителей внесли немало путаницы. Например, на Maserati Biturbo и Mercedes AMG Biturbo на самом деле используют технологию твин-турбо. Так в чем же разница? Изначально Twin Turbo («турбины-близнецы») называлась технология, при которой выхлопные газы разделялись на два равных потока и распределялись на две одинаковые турбины малого размера. Это позволяло получить лучшее время отклика, а иногда и упростить конструкцию мотора, используя недорогие турбокомпрессоры, что очень актуально для V образных двигателей с выхлопными коллекторами «вниз».

Фото:twin turbo Nissan

Обозначение Biturbo («двойная турбина») же относят к конструкциям, в которых применяются последовательно подключенные ко впуску две турбины-маленькую и большую. Маленькая хорошо работает на малой нагрузке, быстро раскручивается и обеспечивает тягу «на низах», а потом в действие вступает большая турбина, более эффективная на большой нагрузке. Маленькая турбина в этот момент отключается системой дроссельных заслонок.

Преимуществом такой схемы является большая эффективность одной большой турбины на большой нагрузке: она обеспечивает лучшее давление и меньший нагрев воздуха при большом ресурсе. А еще вместо маленького турбокомпрессора можно использовать механический или электронагнетатель. Они нагревают воздух меньше, чем турбокомпрессор, и не инерционны.

Но как же потери мощности, которые нужны для их раскрутки? Потери на их привод при малой нагрузке не так существенны. Но расплатой за улучшение характеристик турбин является усложнение впускной системы, приходится использовать много труб и дроссельные заслонки, переключающие потоки воздуха.

Обе технологии используются до сих пор всеми производителями, но все они значительно удорожают мотор, ведь дорогих турбокомпрессоров становится в два раза больше, а система управления ими — сложнее. Для сильно форсированных моторов альтернативы этим технологиям нет или почти нет. Но иногда можно просто улучшить конструкцию стандартной турбины.

Тонкое управление вастегейтом

Wastegate – это, дословно, «ворота для сброса», то есть перепускной клапан. На первых турбинах вастегейт работает очень просто: когда давление на впуске преодолевало натяжение пружины, он открывался, стравливал газы и давление падало. Позже систему усложнили: теперь его открытием руководила не только разница давлений, но и электроника, учитывающая множество параметров — обогащение смеси, режим движения, температуру, детонацию и умеющую избегать нежелательных режимов работы самой турбины. Но управлялся он точно так же — пневматикой. Когда нужно было сбросить давление, клапан просто открывался.

Получить качественный скачок характеристик позволяла плавная регулировка степени открытия перепускного клапана. В этом случае турбина может чаще работать с максимальной отдачей, даже при малых оборотах, а на средних нагрузках уже вступает в действие регулирование и в опасные режимы турбина не переходит.

К сожалению, такой способ сложнее. Для его реализации потребовалось разместить электропривод регулировки рядом с турбиной, что понизило ее надежность: электронике приходится работать в очень жестких условиях, при высокой температуре и высокой вибрации. Но улучшение характеристик стоит того и почти все современные турбины высокофорсированных небольших моторов имеют такую конструкцию.

Более эффективное турбинное колесо. Twinscroll

В поисках повышения эффективности одиночной турбины конструкторская мысль придумала способ, который позволял увеличить эффективность работы турбины и на малых и на больших нагрузках. Турбинное колесо, на которое воздействуют выхлопные газы, разделили на две части, отсюда и название технологии – twin scroll (“двойная улитка”), одна часть турбины более эффективна на большой нагрузке, а другая — на малой, но раскручивают они одно и то же компрессорное колесо на общем валу. Турбина получается не намного сложнее, но несколько эффективнее.

В сочетании с подводом выхлопных газов к разным частям «улитки» от разных групп цилиндров и точной настройки это позволяет получить неплохую прибавку производительности без ухудшения характеристик в зоне малых оборотов. Конечно, такая турбина не даст максимальной возможной мощности, но зато такой мотор будет тяговитее и на практике удобнее и быстрее.

Более эффективное турбинное колесо – турбины с изменяемой геометрией

В твин-скролл турбине выхлопные газы разделяются на два потока и один всегда работает с меньшей эффективностью, чем возможно. Но есть и другой способ! Можно регулировать направляющий аппарат турбинного колеса, и выхлопные газы будут работать всегда с максимальной эффективностью. Все это требует весьма сложной механической системы, расположенной в самой горячей части турбины-на выхлопной «улитке». И сложного механизма управления.

Геометрию впускного канала турбины изменяют с помощью направляющих лопаток. На малых оборотах, когда давление выхлопных газов малое, лопатки, поворачиваясь, сужают канал. Через узкое отверстие газы проходят с более высокой скоростью, обеспечивая быструю раскрутку турбины. Когда обороты мотора растут, лопатки пропорционально растущему давлению газов расширяют отверстие, и скорость вращения турбины остается стабильной.

Сначала такие устройства стали применять на турбинах для дизельных моторов — у них ниже температура выхлопных газов, а значит и условие работы тонкой механики лучше. Постепенно технология появилась на в турбинах для бензиновых моторов. Усложнилась и система управления. Вместо изначальной пневматики (как и в случае с вастгейтом), управлять направляющими лопатками стал шаговый электромоторчик.

Резкое усложнение турбины сказывается и на ее стоимости и на ее надежности. Но в высокофорсированных дизельных моторах отказаться от такого эффективного способа сложно, а простое умножение числа турбин не позволяет добиться такого же эффекта. А в мире бензиновых моторов эта технология все еще используется не так уж часто.

Улучшение механики турбин

Подшипники качения (с шариками) имеют намного лучшие характеристики, чем подшипники скольжения (с маслом) — это практически аксиома. Они позволяют уменьшить трение, а значит сделать вращение турбины легким, уменьшить массу вала, снизить зависимость от давления масла. Но высокоточные и очень «выносливые» подшипники качения для огромных скоростей вращения и температур массово стали применять сравнительно недавно.

Турбины на керамических (а не металлических) подшипниках качения надежнее и долговечнее, они не боятся потери давления масла и остановок, менее чувствительны к вибрациям и перегреву. Разумеется, они дороже турбин прошлого поколения, и серийные модели машин с ними появились только недавно, но в автоспорте их возможности оценили уже давно. Например турбины IHI VF серии или Garrett GTxxR/RS применяются на тюнинговых машинах уже много лет.

В заключение

Постепенно новые технологии дешевеют и внедряются на все более массовых машинах. Для последнего поколения моторов почти обязательным атрибутом стало электронное регулирование работы турбины. Все чаще применяются twinscroll-варианты. На больших V образных моторах почти всегда используют технологию twin-turbo, но и турбины при этом не простые, а использующие весь необходимый арсенал новых технологий изготовления.

В сочетании с прямым впрыском топлива это позволяет создавать моторы, характеристики которых еще лет десять назад сочли бы фантастическими — при мощности в 400-500 лошадиных сил они довольствуются 95-м бензином, да и его «едят» не сильно больше, чем малолитражки недавнего прошлого. Что же до надежности современных моторов, то об этом я уже рассказывал в другой статье, ведь в технике ничто не дается просто так.

Читайте также

Twin-Turbocharging: как это работает?

Кому нужен один турбо, если в него можно втиснуть два? Вот как это можно сделать …

были святым Граалем для увеличения мощности на протяжении многих десятилетий, обеспечивая максимальную нагрузку на блоки двигателя за счет дополнительной мощности и тепловой мощности.Независимо от того, есть ли у вашего автомобиля запасной турбонагнетатель или он был модифицирован новыми форсунками и коллектором для его установки, быстро вращающиеся лопасти турбины часто были идеальным выбором для тех, кто ищет эту любимую чуху.

Но если довольно значительного количества дополнительной мощности недостаточно, чтобы утолить жажду, ответом может быть двойной турбонаддув. С легендарными автомобилями, такими как Mazda RX-7 и Ferrari F40, имеющими в своем распоряжении не один, а два турбокомпрессора, пришло время взглянуть на то, как работает двойной турбонаддув, и на различные типы, доступные на рынке.

Параллельные двойные турбины

Это примерно такой же стандарт, как и двойной турбонаддув, когда два турбонагнетателя одинакового размера работают вместе, чтобы нагнетать воздух как можно быстрее в цилиндры.Выхлопные газы, возвращаемые в турбины, поровну распределяются между ними, но обычно снова объединяются в общем впускном отверстии перед поступлением в цилиндры.

Преимущество этой упрощенной системы заключается в возможности гораздо меньшей турбо-задержки, чем от одного большого турбокомпрессора, выполняющего всю работу. В V-образных двигателях каждому турбонагнетателю обычно назначается собственный ряд цилиндров, вместо одного большого турбонагнетателя, который должен нагнетать воздух через извилистую канализацию, чтобы пройти через моторный отсек к требуемым цилиндрам.Отсутствие задержки также происходит из-за того, что при параллельном двойном турбонаддуве используются турбокомпрессоры немного меньшего размера, заменяя один большой турбонагнетатель, у которого будут большие лопатки. Это значительно упрощает процесс намотки входящего воздуха.

Чтобы сохранить эти преимущества при уравновешивании потребности в мощности, общее правило состоит в том, что параллельные турбины должны быть установлены на относительно низкое давление наддува, чтобы уменьшить турбо-задержку, но с комбинацией двух турбин, обеспечивающих достаточную мощность.

Последовательные двойные турбины

В этой установке используются турбокомпрессоры двух разных размеров; турбонагнетатель с небольшими лопастями для низкого расхода выхлопных газов при более низких оборотах двигателя, а затем гораздо более мощный второй турбонаддув, который возьмет на себя, как только у него появится возможность раскрутиться.

Компрессионный клапан расположен перед большим турбонагнетателем, гарантируя, что все выхлопные газы с более низкой энергией, производимые в нижнем конце диапазона оборотов, изолированы от меньшего турбокомпрессора, чтобы максимизировать мощность в диапазоне оборотов, который был бесполезен для большинства одиночных настройки турбонагнетателя. Когда частота вращения двигателя увеличивается, клапан сжатия приоткрывается, позволяя турбине большего размера начать вращаться. Затем клапан приводится в действие, чтобы полностью открыться при заданном объеме воздушного потока, позволяя вторичной турбонаддуве максимизировать свою эффективность.

Через аккаунт YouTube High Tech Corvette

Таким образом, последовательный турбонаддув устраняет практически все недостатки одиночного турбонаддува и заменяет параллельную настройку, поскольку вторичный турбонаддув может быть установлен на чрезвычайно высокий наддув, полагаясь на первичный турбонаддув, чтобы устранить любое отставание ниже. Модификаторы автомобилей также могут сойти с ума с последовательной системой, варьируя соотношение между малым и большим турбонагнетателем, чтобы создать действительно устрашающую подачу мощности. Подумайте о MkIV Toyota Supra, и вы сможете визуализировать, возможно, лучшую платформу для последовательного турбонаддува.

Ступенчатый турбонаддув

Используя те же принципы, что и при последовательной установке, ступенчатый турбонаддув использует «ступенчатый» процесс для увеличения сжатия воздуха до чрезвычайно высокого уровня перед входом в цилиндры двигателя.Начиная с небольшого турбонагнетателя, воздух проходит непосредственно в более крупный турбонагнетатель, который сжимает воздух дальше. Конечное давление наддува в ступенчатой ​​системе может быть намного больше, чем в обычной системе с двойным турбонаддувом, но это довольно катастрофично, когда дело доходит до запаздывания. Вот почему он обычно используется в дизельных двигателях с высокой степенью сжатия и низким диапазоном оборотов.

Турбины Twin-Scroll

Чтобы избавиться от хлопот, связанных с использованием двух турбонагнетателей, вы можете выбрать турбонаддув с двойной прокруткой.Фактически это две турбины, помещенные в один корпус, а выпускной коллектор стратегически разделен между цилиндрами двигателя. Это связано с тем, что в обычном турбонагнетателе с одной спиралью импульсы выхлопных газов сходятся перед и внутри турбонагнетателя, создавая беспорядочный и турбулентный поток воздуха. Система двойной спирали позволяет отделять импульсы выхлопных газов и попадать в турбокомпрессор через собственные впускные отверстия, сводя к минимуму конфликты между импульсами.

, который в последнее время широко используется в автомобилях BMW, в том числе в M2, двойная прокрутка сделала турбонаддув гораздо более эффективным с точки зрения упаковки и производительности, придав четырехцилиндровым двигателям возможности гораздо более мощных шестицилиндровых двигателей предыдущего поколения .

Будущее

Другие способы улучшения возможностей двойных турбонагнетателей были разработаны совсем недавно, и самые экстремальные из них были предложены Audi с ее производительным внедорожником SQ7.Баржа, конкурирующая с Range Rover Sport SVR, использует стандартную систему двойного турбонаддува, дополненную передним по потоку электрическим компрессором. Электрический вентилятор, предназначенный для предварительного сжатия воздуха прямо из промежуточного охладителя, вращается со скоростью до 70000 об / мин, чтобы дополнительно повысить давление наддува воздуха, который в конечном итоге достигает цилиндров.

Хотя Audi заявляет, что это эффективно устраняет задержку, следует с осторожностью применять такой компонент в их собственной системе с турбонаддувом, поскольку многие вторичные «электрические турбокомпрессоры» представляют собой просто электрические вентиляторы, которые не будут делать ничего, кроме ограничения потока выхлопных газов к лопаткам турбины.

Независимо от того, является ли двойной турбонаддув просто мечтой, которая никогда не осуществится через ваш застоявшийся проектный автомобиль, или вы счастливый обладатель автомобиля, у которого он есть в стандартной комплектации, это безумно крутой способ поднять отстой, удар и удар любого двигателя внутреннего сгорания.

Каждый заправщик наверняка должен мечтать о том, что когда-нибудь они могут появиться на местном мероприятии и открыть капот, чтобы обнажить пару блестящих турбонагнетателей размером с их собственную голову, вызывая восхищение и ревность каждого прохожего любителя V-TEC Civic. . Так что продолжайте мечтать и наберитесь терпения — я обещаю, что где-то для вас найдется непревзойденная Supra.

В чем разница между двигателями Twin Turbo и Biturbo?

Twin Turbo VS.Biturbo: какая конструкция движка работает лучше?

В чем разница между двигателями Twin Turbo и Biturbo?

Вам интересно, что отличает ваш подержанный Mercedes-Benz C-Class? Водители, не знакомые с механикой или автомобильной техникой, могут посмотреть на технические характеристики автомобиля и запутаться. Компания Autos of Dallas готова помочь. Если вы полюбили марки Mercedes-Benz или BMW, скорее всего, вы слышали о двигателях с битурбо и двойным турбонаддувом и, возможно, спрашивали — в чем разница между двигателями с двойным турбонаддувом и битурбо? Присмотритесь к Autos of Dallas.

ПОДРОБНЕЕ: В чем разница между люком на крыше и люком на крыше?

Как работают двигатели Twin Turbo и Biturbo?

Во многих случаях термины Twin Turbo и Biturbo являются взаимозаменяемыми и относятся к двигателю, в котором используются сдвоенные турбокомпрессоры для увеличения мощности и производительности двигателя с меньшим рабочим объемом. Это не значит, что при выборе силового агрегата с турбонаддувом нет различий. Двигатели с турбонаддувом доступны в двух основных вариантах — с последовательным двойным турбонаддувом и параллельным двойным турбонаддувом.Формат и дизайн будут отличаться от бренда к бренду, но этот краткий обзор поможет вам понять различия между двигателями с турбонаддувом.

Параллельные двигатели с двойным турбонаддувом — Спецификации двигателей с битурбированием часто относятся к двигателям с параллельным двойным турбонаддувом. С такой компоновкой под капотом ваш автомобиль получит выгоду от двойных турбонагнетателей одинакового размера. Каждый турбокомпрессор связан с одним блоком двигателя, причем выхлопные газы делятся поровну между двумя турбокомпрессорами.Обычно связанный с двигателями V-6 или V-8, параллельный двойной турбонаддув назначает первый турбонагнетатель на цилиндры 1-3, а второй турбонагнетатель — на цилиндры 4-6 в шестицилиндровом двигателе. Эта конфигурация уменьшит турбо-задержку.

ПОДРОБНЕЕ: В чем разница между кожей и интерьером из кожи наппа?

Любите ли вы глубже узнать, что движет вашей машиной или кроссовером? Ознакомьтесь с принципами работы двигателей с турбонаддувом и получите ответы на вопрос — в чем разница между двигателями с двойным турбонаддувом и двигателями с турбонаддувом — в этом подробном обзоре.Посетите каталог Autos of Dallas сегодня, чтобы испытать производительность с турбонаддувом!

• Facebook
• Твиттер
• Pinterest

Больше от Autos of Dallas

Эта запись была опубликована в пятницу, 9 февраля 2018 г., в 21:05 и хранится в разделе «Характеристики автомобиля» F.A.Q., Технология. Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через канал RSS 2.0. И комментарии и запросы в настоящий момент закрыты.

Что означает твин-турбо? PH Объясняет

Любой двигатель с парой турбонагнетателей, например VR38DETT, установленный в Nissan GT-R, является двигателем с двойным турбонаддувом.

Использование двух турбокомпрессоров вместо одного дает несколько потенциальных преимуществ, но термин «двойное турбонаддув» не говорит вам, как сконфигурированы турбокомпрессоры или как они работают.Например, один автомобиль с двойным турбонаддувом может иметь обычную «параллельную» установку. Здесь одновременно работает пара турбонагнетателей одинакового размера.

Другой автомобиль с двойным турбонаддувом, с другой стороны, может иметь последовательные турбокомпрессоры — конфигурация, в которой первоначально будет работать только один турбокомпрессор. Точно так же некоторые двигатели описываются как «битурбо» или «би-турбо»; опять же, это указывает только на наличие двух турбонагнетателей и не говорит вам, как устроена конкретная система.

Когда дроссельная заслонка двигателя с турбонаддувом открывается, объем производимого выхлопного газа увеличивается, и турбонагнетатель начинает ускоряться. Однако большому турбокомпрессору может потребоваться много времени, чтобы набрать скорость, что приводит к плохим характеристикам на низких скоростях и вялой реакции на действия водителя.

В качестве альтернативы турбокомпрессор меньшего размера будет иметь более легкий компрессор и турбину в сборе. Они легче ускоряются выхлопными газами, что приводит к более быстрой реакции и лучшей подаче.Следовательно, производители часто предпочитают использовать пару турбонагнетателей меньшего размера — или один маленький в сочетании с большим, как в случае некоторых последовательных установок.

Производителю также может оказаться проще разместить два турбонагнетателя меньшего размера в моторном отсеке вместо одного большего размера. Это ключевое соображение, когда речь идет о двигателях с V-образной конфигурацией, поскольку наличие одного турбонагнетателя потребует наличия переходной выхлопной трубы от одного ряда к другому, чтобы подавать весь выхлопной газ в единый блок.Наличие одного турбокомпрессора на блок устраняет эту проблему.

Однако у двигателей с двойным турбонаддувом есть и недостатки. Во-первых, они по своей сути сложнее и дороже. Их также может быть труднее обслуживать из-за увеличения количества деталей и потенциальных точек отказа, особенно когда системы устарели.

Параллельно : два турбокомпрессора, которые работают непрерывно и работают вместе, чтобы подавать сжатый воздух во впускной коллектор двигателя.

Параллельно-последовательный : Один турбонагнетатель работает во всем диапазоне оборотов, но второй включается только тогда, когда частота вращения двигателя увеличивается и вырабатывается достаточно выхлопных газов для его правильной работы.

Последовательно-последовательная : Один турбонагнетатель сначала обеспечивает наддув, а по мере увеличения оборотов двигателя второй агрегат включается. Затем отключается первый турбокомпрессор.

Соединение : Турбонагнетатели соединены последовательно, поэтому выход компрессора первого подается на вход компрессора второго.Это позволяет значительно увеличить давление поступающего воздуха, поскольку он проходит через «стадии» турбонаддува, обеспечивая большую мощность. Вот почему этот метод часто называют «ступенчатым» турбонаддувом.

Первым серийным автомобилем с двумя турбокомпрессорами был Maserati Biturbo, выпущенный в декабре 1981 года. Ранние версии включали 2,0-литровый двигатель V6, оба ряда которых получил турбокомпрессор IHI RB-51; соответствующие турбокомпрессоры, подаваемые в один карбюратор, помогли полностью алюминиевому двигателю производить 180 л.с. и 187 фунт-футов.

Maserati выбрала именно эту параллельную конфигурацию, поскольку меньшие турбокомпрессоры реагировали быстрее, чем большой одиночный турбокомпрессор, что лучше соответствовало спортивному характеру автомобиля. Экспортные версии отличались более крупными двигателями V6 объемом 2,5 и 2,8 литра, а по мере внедрения системы впрыска топлива и развития технологий мощность быстро росла. В конечном итоге мощность Biturbo достигла пика примерно в 285 л. Nissan, BMW, Audi и Subaru.

1/4

Как это работает: двигатели с двойным наддувом

Разработка любого двигателя всегда была сложной задачей для автопроизводителей, но она становится еще сложнее, поскольку они пытаются сбалансировать стандарты топливной эффективности, которые они должны соблюдать, с характеристиками, которые хотят покупатели.

Многие добавляют турбокомпрессоры к двигателям меньшего объема, чтобы получить от них больше мощности. Но некоторые делают еще один шаг вперед с двойной зарядкой — добавляя нагнетатель вместе с турбонаддувом.(Обратите внимание, что двойной наддув — это не то же самое, что твин-турбо или би-турбо, что указывает на два турбокомпрессора.) Lancia, Nissan и Volkswagen были одними из первых, кто использовал комбинацию, начиная с 1980-х годов, но это не очень распространено. Cегодня. Среди тех, кто до сих пор его использует, — Volvo, у которой двигатель с двойным наддувом доступен во многих моделях своей линейки.

И турбокомпрессоры, и нагнетатели представляют собой воздушные насосы, которые сжимают воздух и нагнетают его в двигатель. Эта система называется принудительной подачей воздуха.Разница между ними заключается в том, как они питаются, что, в свою очередь, влияет на то, как двигатель на них реагирует.

Двигатели сжигают бензин, но только после того, как он превратился в пар в результате смешивания с воздухом. То, что многие называют педалью «газа», более точно можно назвать педалью «воздуха». Когда вы опускаете ногу, двигатель втягивает больше воздуха. Затем датчики определяют количество и дают команду топливной системе добавить соответствующее количество бензина для смешивания правильной топливовоздушной смеси.

Сжигание большего количества бензина дает больше мощности, но если смесь слишком богатая — слишком много газа и недостаточно воздуха — двигатель не будет работать должным образом. Добавление большего количества воздуха позволило бы получить больше топлива, но двигатель без наддува (без турбонагнетателя или нагнетателя) ограничен в том, сколько воздуха он может принять. Каждый поршень создает вакуум, когда он движется вниз в своем цилиндре, и воздух устремляется внутрь. заполните эту пустоту, но это при атмосферном давлении. Когда воздух нагнетается под давлением — работа этих нагнетателей — может быть доставлено больше топлива, и двигатель развивает большую мощность.

Турбокомпрессор приводится в действие выхлопными газами двигателя. Одна сторона расположена у выпускного коллектора, через который удаляются отработанные газы, а другая — у входа, куда поступает свежий воздух. Внутри турбонагнетателя находятся два небольших вентилятора, соединенных валом. Когда выхлопные газы проходят через турбину, они вращают один из вентиляторов, называемый турбиной. Вал крутится, крутится второй вентилятор, называемый компрессором. Этот вентилятор всасывает свежий воздух, нагнетает его и нагнетает в двигатель.

Нагнетатель работает аналогично: он сжимает воздух и нагнетает его в двигатель, но его вентилятор приводится в движение двигателем.У нагнетателя есть приводная шестерня и шкив, которые ремнем соединены с коленчатым валом двигателя. Когда коленчатый вал вращается, вращается и компрессионный вентилятор нагнетателя. Также возможно приводить в действие нагнетатель от коленчатого вала с помощью шестерен, а не ремня, но это в основном используется на гоночных двигателях.

Сжимаемый воздух нагревается, но холодный воздух более насыщен кислородом и обеспечивает лучшее сгорание при воспламенении топливной смеси. Автопроизводители добавляют теплообменник, называемый промежуточным охладителем, который снижает температуру воздуха перед его поступлением в двигатель.

На каждый плюс любой системы приточного воздуха, конечно же, есть минус. Нагнетатель обеспечивает наддув почти сразу, но двигатель использует часть своей энергии для приведения в движение агрегата, что называется паразитными потерями. Для турбонагнетателей это задержка: как только вы нажимаете на дроссельную заслонку, выхлопу требуется время, чтобы раскрутить вентилятор турбины до достаточной скорости.

Один из способов обойти турбо-задержку — установить два турбокомпрессора: маленький, который раскручивается быстрее, и более крупный, который обеспечивает большую мощность на более высоких скоростях.Двойная зарядка делает то же самое. Нагнетатель срабатывает сразу, чтобы обеспечить начальный прирост мощности, а затем, когда его производительность выравнивается, турбокомпрессор вращается и делает свое дело. Вместе их комбинированные характеристики обеспечивают плавную передачу мощности в широком диапазоне оборотов двигателя.

Так почему же больше двигателей не имеют двойного наддува? Быстрый ответ заключается в том, что, хотя он работает хорошо, он сложен, и это, конечно, увеличивает его цену. Автопроизводители с большей вероятностью будут использовать двойные турбины или турбокомпрессоры с двойной спиралью, в которых используется специальный коллектор двигателя, который объединяет и направляет выхлопные газы из определенных цилиндров, создавая более плавный поток воздуха к вентилятору турбины.

А зачем вообще использовать турбокомпрессоры или двойной наддув? Эти системы наддува использовались почти исключительно для спортивных и мощных автомобилей из-за скорости. Сегодня автопроизводители устанавливают их на малолитражные двигатели, чтобы соответствовать более строгим стандартам экономии топлива. Этот двигатель меньшего размера по своей природе потребляет больше топлива, чем более крупный, но когда требуется мощность, для ее обеспечения начинает работать система принудительной подачи воздуха — например, четырехцилиндровый двигатель ощущается как шестицилиндровый. Но помните, что когда вы добавляете больше воздуха, вы также добавляете больше топлива.Он все равно будет использовать меньше бензина, чем если бы у вас был двигатель большего размера под капотом, но будь то нагнетатель или турбонагнетатель, быстрая работа всегда сопряжена с расходами.

Преимущества и недостатки Twin Turbos

В середине и конце девяностых годов с двумя турбинами были характерны для многих флагманских высокопроизводительных автомобилей из Японии. Эти автомобили обладали большой мощностью, превосходным ускорением и обширным потенциалом для тюнинга.Хотя со временем преимущества и преимущества компоновки с двойным турбонаддувом стали очевидны.

Параллельные сдвоенные турбокомпрессоры

Параллельно установленные сдвоенные турбокомпрессоры используются в различных автомобилях премиум-класса и в автомобилях класса люкс. Эта конструкция, наиболее часто встречающаяся в двигателях V-типа, использует турбонаддув для каждого ряда цилиндров, причем оба работают постоянно. Цель такой схемы — уменьшить количество трубопроводов, необходимых для подключения впускной и выпускной систем, что может увеличить отклик и уменьшить турбо-лаг.С этой целью параллельные сдвоенные турбокомпрессоры также имеют тенденцию быть меньше, чем то, что вы обычно найдете на одном турбодвигателе аналогичного рабочего объема. Поскольку для каждого турбонагнетателя доступно меньше выхлопных газов, для обеспечения быстрого отклика необходимо использовать турбонагнетатель меньшего размера, а стоимость такого отклика ограничивается подачей мощности на высоком уровне и потенциалом наддува. Для тех, кто ищет мощности, это может быть самым большим недостатком параллельного сдвоенного турбонагнетателя после его стоимости.

Двойной последовательный турбонагнетатель

В компоновке с последовательным двойным турбонаддувом обычно используется парная комбинация небольшого турбокомпрессора для низких частот и большего турбокомпрессора для высоких оборотов.Чтобы избежать проблем с запаздыванием, турбонагнетатель меньшего размера обеспечивает быструю реакцию на более низких оборотах двигателя, а также помогает раскручивать более крупный турбонагнетатель за счет увеличения потока выхлопных газов. При более высоких оборотах или при установленной на заводе точке переключения рабочая нагрузка переключается на более крупный вторичный турбонаддув, обеспечивая высокий наддув без присутствия задержки, которая была бы очевидна при использовании одного большого турбонагнетателя. Хотя последовательные турбокомпрессоры помогают преодолеть разрыв между максимальной мощностью и маневренностью на низких оборотах, они, как правило, слишком сложны, а в случае Mazda RX-7 Twin turbo могут даже способствовать проблемам с надежностью.Кроме того, для индивидуального тюнера, профили меньшего и большего турбокомпрессора может быть довольно сложно и дорого подобрать должным образом. Из-за этого многие энтузиасты просто перейдут на более простую систему с одним турбонаддувом.

Двойной турбонаддув не следует путать с двойным наддувом, который состоит из использования нагнетателя и турбонагнетателя, установленных на одной линии друг с другом. Двойной турбонаддув имеет дело только с использованием двух турбонагнетателей в последовательной или параллельной компоновке.Обе эти схемы, как правило, страдают от больших затрат на обслуживание и модификацию, но, помимо этого, у каждой есть свои уникальные сильные и слабые стороны. При использовании параллельных сдвоенных турбонагнетателей самым большим недостатком, вероятно, является ограниченная мощность на высоких оборотах, в то время как последовательные сдвоенные турбонагнетатели страдают в основном из-за сложности, присущей их конструкции. Для обеих этих конструкций комплекты с одним турбонагнетателем обычно продаются в качестве обновлений из-за их меньшей сложности, более высокой потенциальной мощности и повышенной надежности.Тем не менее, для тех, кто готов справиться с проблемами и расходами, может быть трудно превзойти правильно подобранный последовательный турбокомпрессор.

Связанные вопросы и ответы

A Промежуточный охладитель с водяным охлаждением — используется в системе наддува для обеспечения максимальной плотности топливно-воздушного заряда. Нормальный топливно-воздушный заряд, часто подвергающийся длительному воздействию тепла, выделяемого двигателем, не остается плотным в течение долгого времени, и это влияет на производительность турбокомпрессора.Промежуточный охладитель с водяным охлаждением расположен на стороне «холодной» воды системы радиатора, часто имея собственные ребра радиатора, и эта система помогает гарантировать, что топливно-воздушный заряд остается прохладным и плотным для максимальной выходной мощности. Как система масляного радиатора помогает автомобильному интеркулеру?

Система масляного радиатора , аналогичная по концепции радиаторной системе двигателя автомобиля, помогает интеркулеру, отводя тепло от двигателя. Так же, как система смазки двигателя работает как система смазки — всегда ключевой компонент любой системы двигателя, — система смазки также работает как система охлаждения.Он перемещает большую часть тепла, создаваемого маслом, в водяную рубашку, а затем выводится в обычную систему охлаждения автомобиля. Масляный радиатор (путем размещения охлаждающих ребер или дополнительной охлаждающей поверхности на промежуточном охладителе или рядом с ним) помогает поддерживать плотность топливно-воздушной заправки за счет использования системы смазки для отвода избыточного тепла.

Воздухозаборники автомобиля работают лучше всего, когда топливно-воздушная смесь, подаваемая в корпус топливной форсунки, является как можно более холодной и плотной.Наилучший диапазон температур для топливовоздушной заправки должен находиться в диапазоне 50-90 градусов по Фаренгейту, так как это почти идеальная температура для обеспечения наилучшей возможной производительности. К сожалению, хотя это может быть температура на впуске воздуха, к тому времени, когда заправка воздух-топливо поступает в цилиндры, она примерно удваивается. Это означает, что он не плотный, что является ключом к производительности двигателя. В чем разница между WasteGate и продувочным клапаном в турбокомпрессоре?

Выпускной клапан на турбокомпрессоре предназначен для сброса или сброса давления, которое образовалось во впускном коллекторе, когда вы отпускаете дроссельную заслонку.Без продувочного клапана это давление в конечном итоге будет возвращаться в корпус турбины. Это приведет к замедлению рабочего колеса, что приведет к более медленному возвращению к полной мощности, когда вы снова нажмете на дроссельную заслонку. Это называется турбо-лагом. Сливной вентиль регулирует количество наддува, которое турбонагнетатель вводит в двигатель. Турбонагнетатель создает наддув за счет вращающейся крыльчатки. Когда PSI достигает определенного уровня, перепускной клапан открывается, выпуская выхлоп. Когда он возвращается к заданному уровню, перепускной клапан снова закрывается.Простой способ запомнить — это то, что продувочный клапан регулирует давление на стороне всасывания, а перепускной клапан регулирует его на стороне выпуска. Клапан продувки нагнетателя — это то же самое, что BOV турбокомпрессора?

Да, продувочный клапан нагнетателя аналогичен продувочному клапану турбонагнетателя. Выпускной клапан стравливает давление наддува между турбонагнетателем или нагнетателем и впускным коллектором. Это помогает уменьшить помпаж компрессора. Это повышение давления, когда вы открываете дроссельную заслонку с наддувом.Давление возвращается в турбонагнетатель или нагнетатель, что замедляет крыльчатку, вызывая турбо-задержку. Выпускной клапан сбрасывает это избыточное давление в воздух или обратно во вход компрессора, в зависимости от того, как он настроен. Во время продувки он будет издавать шум «пссст». Выпускной клапан выполняет ту же функцию на нагнетателе и турбонагнетателе. Каковы наиболее распространенные симптомы турбо-лага?

На самом деле существует только один главный признак запаздывания турбонагнетателя , и это колебание, которое ощущается между моментом нажатия на педаль акселератора и моментом включения турбонагнетателя в режим наддува.Турбо-задержка встроена в систему, поскольку они предназначены для работы в очень определенных диапазонах оборотов. Воздушный поток очень важен для турбонагнетателя, и то, насколько быстро создается давление в выпускном коллекторе, влияет на турбонаддув. Турбо-лаг будет происходить на разных уровнях оборотов в разных автомобилях, поэтому никакие два автомобиля не будут испытывать одинаковый тип лага. То же самое можно сказать о корректировке или минимизации запаздывания. Для каждой машины потребуется определенное решение. Турбо-лаг никогда нельзя полностью удалить, но его можно уменьшить.

Как работает BMW TwinPower Turbo: объяснение технологии

Технология BMW TwinPower Turbo основана на принципе двойной прокрутки и с 2011 года активно применяется в бензиновых и дизельных двигателях BMW.

Краткий обзор технологии

Инновационная технология турбонаддува также дала зеленый свет для сокращения габаритов в BMW. Благодаря TwinPower Turbo некоторые из предшествующих 6-цилиндровых двигателей в линейке были заменены на 4-цилиндровые, которые превосходили по эффективности, отклику и тяговому усилию.

BMW TwinPower Turbo имеет множество преимуществ, так как он обеспечивает большую вариативность в диапазоне двигателей, а также помогает снизить расход топлива, а также снижает выбросы CO2 благодаря усовершенствованному и эффективному процессу рециркуляции газа.

Конечно, для достижения максимальной производительности TwinPower Turbo работает в сочетании с системой высокоточного впрыска, системой регулирования фаз газораспределения Double VANOS и системой регулирования клапана VALVETRONIC.

Самое первое применение BMW TwinPower Turbo появилось в 2011 году, когда конструктор представил новый вариант BMW X1 xDrive28i, в котором использовался недавно разработанный 4-цилиндровый бензиновый двигатель, заменяющий старый 3,0-литровый рядный шестицилиндровый атмосферный силовой агрегат.

Предыдущий 6-цилиндровый агрегат N52B30, который ранее приводил в движение X1 xDrive28i (2009 — 2010) и выдавал 180 кВт / 245 л.с. (241 л.с.), был отправлен государством на пастбище. — современный агрегат N20B20 с турбонаддувом и архитектурой I4, рассчитанный на ту же максимальную мощность 180 кВт / 245 л.с. (241 л.с.).

Новая силовая установка N20 развивает пиковую мощность 350 Нм, доступную уже при 1250 об / мин. В то же время разгон 0-100 км / ч был улучшен на 0,3 секунды по сравнению с предыдущей версией, достигнув 6,5 секунды. Кроме того, благодаря системе BMW EfficientDynamics и технологии TwinPower Turbo средний расход топлива снизился на 1,5 литра до 7,9 л / 100 км по сравнению с безнаддувным двигателем I6.

Наряду с новым 4-цилиндровым бензиновым двигателем в 2011 году BMW также представила 6-цилиндровый дизельный двигатель с технологией TwinPower Turbo.Новый 3,0-литровый дизельный силовой агрегат I6, названный N57D30O1, имел увеличенную мощность (190 кВт / 258 л.с.) и отличался дальнейшей оптимизацией в областях снижения внутреннего трения, веса и впрыска топлива.

Обновленная силовая установка N57 отличалась высокоточным впрыском дизельного топлива Common Rail под давлением 1800 бар. Прирост крутящего момента составил от 20 до 560 Нм по сравнению с предыдущим двигателем, доступным уже при 1500 об / мин.

Кроме того, турбокомпрессор был оснащен изменяемой геометрией впуска, а также уменьшенным рабочим колесом турбины.У F10 530d xDrive разгон от 0 до 100 км / ч занимал всего 6,1 секунды, тогда как средний расход топлива составил 5,7 л / 100 км.

BMW TwinPower Turbo: все в названии

Как упоминалось в первом абзаце, BMW разработала новаторскую технологию TwinPower Turbo на основе принципа двойной прокрутки. В общем, название говорит само за себя, но, хотя оно интуитивно понятно, для многих оно не так однозначно.

Прежде всего, одна из распространенных ошибок состоит в том, что многие считают, что твин-турбо равняется битурбо, что в большинстве случаев неверно, хотя оба используют два турбокомпрессора.Другое заблуждение заключается в том, что TwinPower Turbo на самом деле означает конфигурацию с двойным турбонаддувом, что на самом деле не так.

Итак, чтобы прояснить, давайте начнем со следующих определений:

Технология
• с двойным турбонаддувом использует два турбокомпрессора, которые расположены один рядом с другим («близнецы»).
• biturbo также использует 2 турбокомпрессора, но они расположены в одном на каждой стороне ряда цилиндров (типично для двигателей V8)
• BMW TwinPower Turbo полагается на один турбокомпрессор с двумя спиралями
• BMW TwinTurbo Power (да, он тоже существует) полагается на два турбокомпрессора
• TwinPower Turbo не то же, что и TwinTurbo Power, так что не путайте их

Звучит просто, да? Отчасти это так.Технология TwinPower Turbo от BMW включает в себя так называемую турбину с разделенным впуском и правильно спроектированный выпускной коллектор. Последний компонент имеет решающее значение, потому что он помогает правильно спаривать цилиндры, чтобы правильно направлять поток выхлопных газов независимо от одной спирали.

Как вы помните, TwinPower Turbo в настоящее время устанавливается как на 4-цилиндровые, так и на 6-цилиндровые двигатели BMW, независимо от используемого топлива (дизельное или бензиновое). В приложениях inline0four цилиндры, которые запускают 1-й и 3-й, объединяются в одну прокрутку, тогда как цилиндры, запускающие 2-й и 4-й в последовательности, объединяются во второй прокрутки.

В случае рядных шести силовых установок порядок комбинирования обычно составляет 1-3-5 на одной спирали, 2-4-6 на другой. Что касается агрегатов BMW V8 (поколение N63 / S63), потребность в большей мощности привела к внедрению двойного турбонаддува, поэтому 2 турбокомпрессора были размещены вместе, учитывая горячую внутреннюю V-образную архитектуру (с турбокомпрессорами, расположенными между рядами цилиндров) . И да, технология турбонаддува в 8-цилиндровом силовом агрегате называется BMW TwinTurbo Power, хотя явно не обозначена.

Переходя к TwinPower Turbo, который основан на принципе двойной спирали, по сравнению с турбокомпрессорами с одной спиралью, преимущества существенны в следующих отношениях:

• — правильная и более быстрая реакция наддува, учитывая сбалансированное соединение цилиндров на основе порядок запуска
• устойчивая, бесперебойная подача мощности на всех оборотах двигателя, основанная на постоянной рециркуляции выхлопных газов через двойную спираль.
• Максимальная импульсная энергия, питающая колесо турбонагнетателя
• , повышение эффективности работы и срока службы турбонагнетателя
• значительное снижение турбо-лага и расхода топлива
• улучшенная подача мощности на нижнем уровне, аналогично двигателям с двойным турбонаддувом
• заметное улучшение в снижении насосных потерь

Чтобы максимизировать преимущества BMW TwinPower Turbo, были разработаны несколько других компонентов как для повышения сбалансированности и плавности работы двигателя.Вертикально смещенные балансировочные валы оптимально компенсируют вибрацию, в то время как маятник центробежной силы, интегрированный в двухмассовый маховик, предотвращает любые нерегулярные вращения двигателя, которые могут возникать на низких оборотах.

Твин-турбо | Трактор и строительный завод Wiki

Twin-turbo или biturbo относится к двигателю с турбонаддувом, в котором два турбонагнетателя сжимают всасываемый заряд. Точнее называется «параллельные твин-турбо». Другие виды турбонаддува включают последовательный турбонаддув и ступенчатый турбонаддув.Последний используется в автомобильных гонках с дизельным двигателем.

Двигатель Ford EcoBoost 3,5 (Twin Turbo)

Параллельный твин-турбо относится к конфигурации турбонагнетателя, в которой два идентичных турбонагнетателя работают одновременно, поровну распределяя функции турбонаддува. Каждый турбонагнетатель приводится в действие половиной отработанной энергии выхлопных газов двигателя. В большинстве случаев сжатый воздух от обеих турбонагнетателей объединяется в общем впускном коллекторе и направляется в отдельные цилиндры.Обычно каждый турбокомпрессор монтируется на свой собственный выпускной / турбонагнетатель, но на рядных двигателях оба турбонагнетателя могут быть установлены на одном турбонагнетателе. Параллельные сдвоенные турбины, применяемые в V-образных двигателях, обычно устанавливаются с одним турбонаддувом, назначенным на каждый ряд цилиндров, что обеспечивает симметрию упаковки и упрощает подключение к одной турбо-установке. При использовании на рядных двигателях параллельные сдвоенные турбины обычно применяются с двумя меньшими турбинами, которые могут обеспечить аналогичные характеристики с меньшим турбонаддувом, чем один более крупный турбо.Некоторые примеры рядных двигателей с параллельным твин-турбонаддувом — это Nissan RB26DETT, BMW N54 и Volvo B6284T и B6294T. Некоторые примеры V-образных двигателей с параллельными твин-турбонаддувом включают Mitsubishi 6A12TT и 6G72TT; Nissan VG30DETT и VR38DETT; и Audi 1997-2002 S4 (B5), 1997-2005 A6 и 2003-2004 RS6.

Хотя параллельная установка с двойным турбонаддувом теоретически имеет меньшую турбо-задержку, чем установка с одним турбонагнетателем, это не всегда так из-за многих факторов. ^{[требуется ссылка (источник) ]} Незначительно сниженное комбинированное инерционное сопротивление, ^{[требуется ссылка (источник) ]} упрощенная система выпуска отработавших газов, а одновременное вращение обеих турбин означает, что все еще может быть заметное отставание , особенно в приложениях с турбонаддувом с высоким расходом / высоким наддувом.Некоторые способы противодействовать этому — использовать легкую настройку давления с меньшими турбинами, где турбины предназначены для вывода меньшего наддува, но более раннего катушки. Хотя эта установка приносит в жертву некоторую максимальную мощность, она все же имеет меньшее отставание, чем аналогичный двигатель с одной турбонаддувом, обеспечивающим такую ​​же мощность. Другой системой могло бы стать использование турбонагнетателей с изменяемой геометрией. Эта система изменяет угол наклона направляющих лопаток в зависимости от давления выхлопных газов, обеспечивая отличную мощность во всем диапазоне оборотов.Когда-то использовавшийся в основном в дизельных двигателях с турбонаддувом, Chrysler первым применил его в серийных автомобилях с бензиновым двигателем, представив Shelby CSX, дебютировавший в 1989 году.

Можно использовать параллельную работу с более чем двумя турбокомпрессорами. Двумя такими примерами являются Bugatti EB110 и Bugatti Veyron, на обоих из которых параллельно работают четыре турбокомпрессора. EB110 использует 4 турбины на 3,5-литровом двигателе V12, вырабатывающем 542 л.с. (404 кВт) при 8000 об / мин, в то время как Veyron использует 8,0-литровый 16-цилиндровый двигатель для выработки 1001 л.с. (736 кВт / 987 л.с.).

Дизельный двигатель BMW 3 серии с турбонаддувом (последовательный турбонаддув)

Под последовательным турбонаддувом понимается установка, при которой в двигателе используется один турбонагнетатель для более низких оборотов двигателя и второй или оба турбокомпрессора при более высоких оборотах двигателя. Как правило, более крупные турбокомпрессоры с высоким расходом не так эффективны при низких оборотах, что приводит к снижению давления во впускном коллекторе в этих условиях. С другой стороны, турбины меньшего размера быстро раскручиваются на низких оборотах, но не могут подавать достаточно воздуха при более высоких оборотах двигателя.На низких и средних оборотах двигателя, когда доступная затраченная энергия выхлопных газов минимальна, активен только один относительно небольшой турбонагнетатель (называемый первичным турбонагнетателем). В течение этого периода вся энергия выхлопных газов двигателя направляется только на первичный турбонагнетатель, обеспечивая преимущества небольшого турбонаддува в виде более низкого порога наддува, минимальной турбо-задержки и увеличения выходной мощности на низких оборотах двигателя. По мере увеличения числа оборотов вторичный турбонагнетатель частично активируется, чтобы произвести предварительный запуск золотника перед его полным использованием.Как только достигается заданная частота вращения двигателя или давление наддува, клапаны, управляющие потоком компрессора и турбины через вторичный турбокомпрессор, полностью открываются. (В некоторых приложениях в этот момент первичный турбокомпрессор отключается.) Таким образом, полная установка с двумя турбокомпрессорами обеспечивает преимущества, связанные с большим турбонаддувом, включая максимальную выходную мощность, без недостатка увеличения турбо-лага.

Системы с последовательным турбонаддувом позволяют уменьшить турбонаддув без ущерба для максимальной выходной мощности наддува и мощности двигателя.Возможно, наиболее примечательным применением этой системы является Toyota Supra четвертого поколения (1993-1998 гг.), Которая, как правило, считается самой надежной системой последовательного турбонаддува, когда-либо установленной на серийный автомобиль, с частотой отказов менее 1%. по состоянию на 2011 год. Шаблон: Требуется цитирование. Другие примеры автомобилей с последовательной установкой твин-турбо включают Porsche 959 1986-1988 годов, Eunos Cosmo JC 1990-1995 годов, Mazda RX-7 FD3S Turbo 1992-2002 годов (двигатель 13B-REW) , и 1994-2005 JDM Subaru Legacy GT, GT-B и B4 RSK (двигатель EJ20TT).

Последовательный турбо может также относиться к системе, в которой выходное давление должно быть больше, чем может быть обеспечено одним турбонаддувом, обычно называемой ступенчатой ​​системой двойного турбонаддува. В этом случае последовательно используются несколько турбонагнетателей одинакового размера, но оба работают постоянно. Первый турбонаддув максимально увеличивает давление (например, до трехкратного давления на впуске). Последующие турбины берут заряд с предыдущей ступени и сжимают его дальше (например, до дополнительного трехкратного давления на впуске для общего наддува в девять раз атмосферного давления).Эта конфигурация обычно встречается на самолетах с поршневыми двигателями, которые обычно не нуждаются в быстром повышении и понижении частоты вращения двигателя (и, следовательно, где турбо-лаг не является основным соображением при проектировании), и где давление на впуске довольно низкое из-за низкого атмосферного давления на высоте. , требующий очень высокого перепада давления. Эту конфигурацию также иногда используют высокопроизводительные дизельные двигатели, поскольку дизельные двигатели не страдают от проблем с предварительным зажиганием и могут использовать значительно более высокое давление наддува, чем двигатели с циклом Отто.

Преимущества по выбросам дизельного топлива [править | править источник]

В то время как двигатели с искровым зажиганием перестали нравиться двигателям с последовательным турбонаддувом, многие дизельные компании теперь производят двигатели с последовательным турбонаддувом, чтобы снизить выбросы. В двигателях Caterpillar Inc. ACERT используются последовательные турбины, а также в двигателях International на некоторых из своих новейших двигателей.