Sistema Twin Turbo

Se un mutore diesel hè dotatu di una turbina per difettu, allora un mutore à benzina pò fà facilmente senza un turbocompressore. Tuttavia, in l'industria automobilistica muderna, un turbocompressore per una vittura ùn hè più cunsideratu esoticu (in dettaglio nantu à chì tippu di meccanismu hè è cumu funziona, hè descrittu in un altru articulu).

In a descrizzione di alcuni mudelli novi di vittura, una cosa cum'è biturbo o twin turbo hè menzionata. Cunsideremu chì tippu di sistema hè, cumu funziona, cumu i cumpressori ponu esse cunnessi in ellu. À a fine di a rivista, discuteremu i pro è i contra di un doppiu turbo.

Chì ghjè Twin Turbo?

Cuminciamu cù a terminologia. A frasa biturbo sempre significarà chì, prima, questu hè un tipu di mutore turbocharged, è in segundu, u schema di iniezione d'aria forzata in i cilindri includerà duie turbine. A diffarenza trà biturbo è twin-turbo hè chì in u primu casu sò usati dui turbine diffirenti, è in u sicondu sò listessi. Perchè - avemu da capisce un pocu dopu.

U desideriu di uttene superiorità in corsa hà purtatu i pruduttori à circà modi per migliurà e prestazioni di un mutore di combustione interna standard senza intervenzioni drastiche in u so cuncepimentu. È a soluzione più efficace hè stata l'introduzione di un soffiatore d'aria addizionale, per via di u quale entra più volumi in i cilindri, è l'efficienza di l'unità aumenta.

Quelli chì anu guidatu una vittura cù un mutore à turbina almenu una volta in a so vita anu rimarcatu chì finu à chì u mutore gira finu à una certa velocità, a dinamica di una tale vittura hè lenta, per dirla un pocu. Ma appena u turbo cumencia à travaglià, a reattività di u mutore aumenta, cum'è se l'ossidu di azotu sia entratu in i cilindri.

L'inerzia di tali installazioni hà incuraghjitu l'ingegneri à pensà à creà un'altra mudificazione di e turbine. Inizialmente, u scopu di sti meccanismi era precisamente di eliminà questu effettu negativu, chì hà influenzatu l'efficienza di u sistema di assunzione (leghje più nantu à questu in un'altra rivista).

Cù u tempu, u turbocompressore hà cuminciatu à esse adupratu per riduce u cunsumu di carburante, ma in listessu tempu aumenta e prestazioni di u mutore à combustione interna. L'installazione permette di espansione a gamma di coppia. A turbina classica aumenta a velocità di u flussu di l'aria. Per via di questu, un volumu più grande entra in u cilindru di quellu di l'aspiratu, è a quantità di carburante ùn cambia.

A causa di stu prucessu, a cumpressione aumenta, chì hè unu di i parametri chjave chì influenzanu a putenza di u mutore (per cumu misurallu, leghjite ccà). Cù u tempu, l'amatori di u tuning di vittura ùn eranu più suddisfatti di l'attrezzatura di a fabbrica, cusì e cumpagnie di mudernizazione di e vittura sportive anu cuminciatu à aduprà diversi meccanismi chì injectanu aria in i cilindri. Grazie à l'introduzione di un sistema supplementu di pressurizazione, i specialisti anu sappiutu allargà u putenziale di i mutori.

Cum'è un'evoluzione ulteriore di u turbo per i motori, hè apparutu u sistema Twin Turbo. Rispuntendu à una turbina classica, sta installazione permette di caccià ancu di più putenza da u mutore à combustione interna, è per l'amatori di sintonizazione automatica furnisce un potenziale addizionale per l'aghjurnamentu di u so veiculu.

Cumu travaglia Twin Turbo?

Un mutore cunvinziunale à aspirazione naturale funziona nantu à u principiu di aspirazione in aria fresca per mezu di un vuòtu creatu da pistoni in a via di aspirazione. Quandu u flussu si move longu u percorsu, una piccula quantità di benzina ci entre (in u casu di un mutore à combustione interna à benzina), se hè una vittura di carburatore o carburante hè iniettatu per via di u funziunamentu di un iniettore (leghje più nantu à ciò chì tippi di furnimentu furzatu furzatu).

A cumpressione in un tali mutore dipende direttamente da i parametri di e bielle, u vulume di u cilindru, ecc. In quantu à una turbina convenzionale, chì travaglia nantu à u flussu di gasi di scaricu, a so girante aumenta l'aria chì entra in i cilindri. Questa aumenta l'efficienza di u mutore, postu chì più energia hè liberata durante a combustione di u mischju aria-carburante è u torque hè aumentatu.

Twin turbo funziona in modu simile. Solu in questu sistema hè eliminatu l'effettu di a "riflessione" di u mutore mentre a girante di a turbina gira. Questu si ottiene installendu un meccanismu addizionale. Un picculu cumpressore accelera l'accelerazione di a turbina. Quandu u cunduttore preme u pedale di u gasu, una tale vittura accelera più veloce, postu chì u mutore guasgi immediatamente reagisce à l'azzione di u cunduttore.

Vale à dì chì u secondu meccanisimu di stu sistema pò avè un altru designu è principiu di funziunamentu. In una versione più avanzata, una turbina più chjuca hè spinta cù un flussu di gasu di scaricu menu forte, chì aumenta u flussu entrante à velocità inferiori, è u mutore di combustione interna ùn hà micca bisognu di esse giratu finu à u limitu.

Un tali sistema funziona in u modu seguente. Quandu u mutore hè messu in opera, mentre a vittura hè ferma, l'unità opera à u regime di minima. In a via di aspirazione, un muvimentu naturale di aria fresca hè furmatu per via di u vacuum in i cilindri. Stu prucessu hè facilitatu da una piccula turbina chì principia à girà à bassa rotazione. Questu elementu furnisce un ligeru aumentu di trazione.

À u mumentu di u rpm di l'alberi, l'uscita diventa più intensa. À questu mumentu, u supercharger più chjucu gira più forte è u flussu eccessivu di gas di scaricu cumincia à influenzà l'unità principale. Cù un aumentu di a velocità di a girante, un vulume aumentatu d'aria entra in u tractu d'ingressu per via di una spinta più grande.

A doppia spinta elimina u duru spostamentu di a putenza chì hè prisente in i diesel classichi. À vitezza media di u mutore à combustione interna, quandu a grande turbina principia ghjustu à girà, u picculu soprascrittore ghjunghje à a so velocità massima. Quandu più aria entra in u cilindru, a pressione di scappamentu s'accumula, cunducendu u soprascruttore principale. Questu modu elimina a differenza notable trà u torque di a velocità massima di u mutore è l'inclusione di a turbina.

Quandu u mutore di combustione interna ghjunghje à a so velocità massima, u compressore ghjunghje ancu à u livellu limitu. U cuncepimentu à doppiu impulsu hè cuncepitu in modu chì l'inclusione di un grande sovralimentatore impedisca à a contraparte più chjuca di sovraccaricà da sovraccaricà.

U doppiu cumpressore automobilisticu furnisce una pressione in u sistema di aspirazione chì ùn si pò uttene cù una sovralimentazione convenzionale. In i mutori cù turbine classiche, ci hè sempre un lag turbo (una differenza notevule in a putenza di l'unità di putenza trà u raggiunamentu di a so velocità massima è l'accensione di a turbina). A cunnessione di un cumpressore più chjucu elimina questu effettu, furnisce una dinamica di u mutore liscia.

In turbocharging doppiu, torque è potenza (leghjite nantu à a differenza trà questi cuncetti in un altru articulu) di a unità di putenza si sviluppa in una gamma di giri di rotazione più larga di quella di un mutore simile cù un supercharger.

Tipi di schemi di sovralimentazione cù dui turbocompressori

Dunque, a teoria di u funziunamentu di i turbocompressori hà dimustratu a so praticità per aumentà in modu sicuru a putenza di l'unità di putenza senza cambià a cuncezzione di u mutore stessu. Per questa ragione, ingegneri di diverse cumpagnie anu sviluppatu trè tippi efficaci di twin turbo. Ogni tippu di sistema serà dispostu à a so manera, è averà un principiu di funziunamentu appena sfarente.

Oghje ghjornu, u tippu seguente di sistemi di turbocompressione duale hè stallatu in e vitture:

• Parallelamente;
• Cunsistenti;
• Stepped.

Ogni tippu differisce in u schema di cunnessione di i soffiatori, e so dimensioni, u mumentu quandu ognuna di esse serà messa in opera, è ancu e caratteristiche di u prucessu di pressurizazione. Consideremu ogni tipu di sistema per separatamente.

Diagramma di cunnessione di a turbina parallella

In a maiò parte di i casi, un tippu parallele di turbocompressore hè adupratu in i motori cun un design di bloccu di cilindru in forma di V. U dispusitivu di un tale sistema hè u seguitu. Una turbina hè necessaria per ogni sezione di cilindru. Anu e listesse dimensioni è correnu ancu paralleli trà elli.

I gasi di scappamentu sò distribuiti uniformemente in u trattu di scappamentu è vanu à ogni turbocompressore in listesse quantità. Questi meccanismi funzionanu di listessa manera chì in u casu di un mutore in linea cù una turbina. A sola sfarenza hè chì stu tippu di biturbo hà dui soffiatori identichi, ma l'aria di ognuna d'elle ùn hè micca distribuita nantu à e sezzioni, ma hè constantemente iniettata in u trattu cumunu di u sistema di aspirazione.

Se paragunemu un tale schema cù un sistema di turbine unicu in una unità di potenza in linea, allora in questu casu u cuncepimentu di doppiu turbo si compone di duie turbine più chjuche. Questu richiede menu energia per girà i so giranti. Per questa ragione, a cunnessione di i superchargers si face à una velocità inferiore à una grande turbina (menu inerzia).

Questu accordu elimina a furmazione di un turbo lag cusì forte, chì si faci nantu à i motori à combustione interna convenzionali cun un sovralimentatore.

Inclusione sequenziale

U tippu serie Biturbo prevede ancu l'installazione di dui soffiatori identichi. Solu u so travagliu hè diversu. U primu meccanisimu in un tale sistema funziona di manera permanente. U secondu dispositivu hè cunnessu solu in un certu modu di funziunamentu di u mutore (quandu aumenta a so carica o cresce a velocità di l'alberu).

U cuntrollu in un tale sistema hè furnitu da elettronica o valvole chì reagiscenu à a pressione di u flussu di passaghju. L'ECU, in cunfurmità cù l'algoritmi prugrammati, determina à chì mumentu per cunnette u secondu compressore. U so mutore hè furnitu senza accende u mutore individuale (u meccanisimu funziona sempre solu nantu à a pressione di u flussu di gasu di scaricu). L'unità di cuntrollu attiva l'attuatori di u sistema chì controlla u muvimentu di i gasi di scaricu. Per questu, e valvole elettriche sò aduprate (in sistemi più semplici, si tratta di valvole ordinarie chì reagiscenu à a forza fisica di u flussu flussu), chì aprenu / chiudenu l'accessu à u secondu soffiatore.

A manca si mostra u principiu di funziunamentu à bassa è media velocità di u mutore; À a diritta - u schema à velocità sopra à a media.

Quandu a unità di cuntrollu apre cumpletamente l'accessu à l'impeller di a seconda marcia, entrambi i dispositivi funzionanu in parallelo. Per questa mutivu, sta mudificazione hè ancu chjamata serial-parallel. U funziunamentu di i dui soffiatori permette di urganizà una pressione più grande di l'aria entrata, postu chì e so giratrici d'alimentazione sò cunnesse à un trattu d'entrata.

In questu casu, cumpressori più chjuchi sò ancu installati ch'è in un sistema convenzionale. Queste riduce ancu l'effettu turbo lag è rende u torque massimu dispunibule à bassa velocità di u mutore.

Stu tipu di biturbo hè installatu nantu à e unità di putere diesel è benzina. A cuncezzione di u sistema permette di installà mancu dui, ma trè cumpressori cunnessi in serie l'uni à l'altri. Un esempiu di tale mudificazione hè u sviluppu di BMW (Triple Turbo), chì hè statu presentatu in u 2011.

Schema di passu

U sistema twin-scroll in scena hè cunsideratu u tippu più avanzatu di turbocompressione gemella. Malgradu u fattu chì esiste dapoi u 2004, u tippu di sovralimentazione in duie tappe hà dimustratu a so efficienza a più tecnica. Stu Twin Turbo hè stallatu annantu à certi tippi di motori diesel sviluppati da Opel. A contraparte di sovralimentazione graduale di Borg Wagner Turbo Sistems hè adattata à alcuni motori à combustione interna BMW è Cummins.

U schema di turbocompressore si compone di dui superchargers di dimensioni diverse. Sò stallati sequenzialmente. U flussu di i gasi di scappamentu hè cuntrullatu da elettrovalvule, chì l'operazione hè cuntrullata elettronicamente (ci sò ancu valvole meccaniche chì sò guidate da a pressione). Inoltre, u sistema hè dotatu di valvole chì cambianu a direzzione di u flussu di scarica. Questu permetterà di attivà a seconda turbina, è di spegne a prima, per ch'ellu ùn falli micca.

U sistema hà u seguente principiu di operazione. Una valvola di derivazione hè installata in u collettore di scaricu, chì taglia u flussu da u tubu chì va à a turbina principale. Quandu u mutore gira à bassu giru, sta filiale hè chjusa. Di conseguenza, u scaricu passa per una piccula turbina. A causa di l'inerzia minima, stu meccanisimu furnisce un vulume addizionale d'aria ancu à carichi ICE bassi.

1. Cooling l'aria entrata; 2.Bypass (valvula di bypass di pressione); 3.Turbocharger fase alta pressione; Turbocompressore di fase 4.Low; 5. Valvola di bypass di u sistema di scaricu.

Allora u flussu si move per l'impulsore principale di a turbina. Siccomu e so pale cumincianu à girà à pressione più alta finu à chì u mutore righjunghji a velocità media, u secondu meccanisimu ferma immobile.

Ci hè ancu una valvola di derivazione in u trattu di aspirazione. À bassa velocità, hè chjusu, è u flussu d'aria passa praticamente senza iniezione. Quandu u cunduttore cresce u mutore, a piccula turbina gira più forte, aumentendu a pressione in u trattu di aspirazione. A so volta aumenta a pressione di i gasi di scaricu. Quandu a pressione in a linea di scappu diventa più forte, u purtone di scartu hè leggermente apertu, cusì a piccula turbina continua à girà, è una parte di u flussu hè diretta à u grande soffiatore.

À pocu à pocu, u grande soffiante cummencia à girà. Quandu a velocità di l'albero à gomiti cresce, stu prucessu s'intensifica, ciò chì rende a valvola aperta di più è u compressore gira in una misura più grande.

Quandu u mutore di combustione interna righjunghja a vitezza media, a piccula turbina funziona dighjà à u massimu, è u supralimentatore principale hà appena cuminciatu à girà, ma ùn hà micca righjuntu u so massimu. Durante u funziunamentu di a prima tappa, i gasi di scappu passanu per l'impeller di u picculu meccanismu (mentre e so pale giranu in u sistema di aspirazione), è sò rimossi à u catalizatore per mezu di e lame di u cumpressore principale. À questu stadiu, l'aria hè aspirata da a rotula di u grande compressore è passata per l'attrezzi rotanti più chjucu.

À a fine di a prima tappa, u purtone hè apertu cumpletamente è u flussu di scappamentu hè dighjà pienu direttu versu a girante principale. Stu meccanisimu gira più forte. U sistema di bypass hè impostatu in modu chì u picculu soffiatore sia completamente disattivatu in questa tappa. U mutivu hè chì quandu si ottiene a velocità media è massima di una grande turbina, crea una testa cusì forte chì u primu stadiu impedisce semplicemente di entrà in i cilindri currettamente.

In a seconda tappa di pressurizazione, i gasi di scappamentu passanu da a piccula girante, è u flussu entrante hè direttu intornu à u picculu meccanisimu - direttamente in i cilindri. Grazie à stu sistema, i pruduttori di l'automobile anu sappiutu eliminà a grande differenza trà u torque elevatu à u minimu di giri / min è a putenza massima quandu anu righjuntu a velocità massima di l'alberu. Stu effettu hè statu un cumpagnu custante di qualsiasi mutore diesel sovralimentatu convenzionale.

Pro è svantaghji di u doppiu turbo

Biturbo hè raramente installatu nantu à i mutori à bassa potenza. Fondamentalmente, questu hè l'attrezzatura chì si basa nantu à macchine putenti. Solu in questu casu hè pussibule piglià l'indicatore di torque ottimali dighjà à giri più bassi. Inoltre, e piccule dimensioni di u mutore di combustione interna ùn sò micca un ostaculu per aumentà a putenza di l'unità di potenza. Grazie à u doppiu turbocompressore, una economia decente di carburante si ottiene paragunatu à u so omologu aspiratu naturale, chì sviluppa una potenza identica.

Da una parte, ci hè un benefiziu da l'attrezzatura chì stabilizza i prucessi principali o aumenta a so efficienza. Ma d'altra parte, tali meccanismi ùn sò micca senza svantaghji supplementari. È a doppia turbocompressione ùn face eccezione. Un tali sistema ùn hà micca solu aspetti pusitivi, ma ancu alcuni svantaghji impurtanti, per via chì certi automobilisti rifiutanu di cumprà tali vitture.

Prima, cunsiderate i vantaghji di u sistema:

1. U vantaghju principale di u sistema hè l'eliminazione di u turbo lag, chì hè tipicu per tutti i motori à combustione interna dotati di una turbina convenzionale;
2. U mutore cambia in modu di putenza più faciule;
3. A differenza trà u torque massimu è a putenza hè significativamente ridutta, postu chì aumentendu a pressione d'aria in u sistema di aspirazione, a maiò parte di i newton restanu dispunibili in una gamma più larga di velocità di u mutore;
4.  Riduce u cunsumu di carburante necessariu per ghjunghje a putenza massima;
5. Postu chì a dinamica addiziunale di a vittura hè dispunibule à bassa velocità di u mutore, u cunduttore ùn hà micca da girà cusì in tantu;
6. Riducendu a carica nantu à u mutore à combustione interna, l'usura di i lubrificanti hè ridutta, è u sistema di raffreddamentu ùn funziona micca in modu aumentatu;
7. I gasi di scaricu ùn sò micca solu scaricati in l'atmosfera, ma l'energia di stu prucessu hè aduprata cun benefiziu.

Avà prestemu attenzione à i svantaghji principali di u twin turbo:

• U svantaghju principale hè a cumplessità di u cuncepimentu di i sistemi di aspirazione è di scaricu. Hè soprattuttu veru per e mudificazioni di u novu sistema;
• U listessu fattore influenza u costu è a manutenzione di u sistema - u più cumplessu hè u meccanisimu, più caru hè a so riparazione è l'aghjustamentu;
• Un altru svantaghju hè ancu assuciatu à a cumplessità di u cuncepimentu di u sistema. Siccomu sò custituiti da un gran numeru di parti addiziunali, ci sò ancu più nodi in i quali si pò fà una rottura.

Separatamente, deve esse menzionatu u clima di a zona in cui hè operata a macchina turbo. Siccomu l'impeller di u supercharger volte volte sopra 10 XNUMX rpm, hà bisognu di lubricazione d'alta qualità. Quandu a vittura hè lasciata per a notte, u grassu entra in u pozzu, cusì a maiò parte di l'unità, cumpresa a turbina, diventanu secche.

Se cuminciate u mutore in a mattina è l'operate cù carichi decenti senza riscaldamentu preliminariu, pudete tumbà u supercharger. U mutivu hè chì a frizione secca accelera l'usura di e parti di strufinamentu. Per eliminà stu prublema, prima di purtà u mutore à giri elevati, duvete aspettà un pocu mentre l'oliu hè pompatu in tuttu u sistema è ghjunghje à i nodi più lontani.

In l'estate ùn avete micca da passà assai tempu nantu à questu. In questu casu, l'oliu in u pozzu hà una fluidità sufficiente per chì a pompa pò pompa rapidamente sopra. Ma in l'invernu, in particulare in e gelate severe, stu fattore ùn pò esse ignoratu. Hè megliu di passà un coppiu di minuti à scaldà u sistema chè, dopu à un cortu periudu di tempu, lampà una quantità decente per cumprà una nova turbina. Inoltre, deve esse menzionatu chì a causa di u cuntattu costante cù i gasi di scaricu, a girante di i soffianti pò scaldà finu à mille gradi.

Se u mecanismu ùn riceve micca una lubrificazione curretta, chì in parallelu svolge a funzione di raffreddamentu di u dispositivu, e so parti si frotteranu l'una contro l'altra secca. L'assenza di un film d'oliu pruvucarà un forte aumentu di a temperatura di e parti, dendu li una espansione termica, è di conseguenza, a so usura accelerata.

Per assicurà un funziunamentu affidabile di u turbocompressore gemellu, e stesse procedure devenu esse seguitate cum'è per u serviziu di turbocompressori convenzionali. Prima, hè necessariu cambià l'oliu à tempu, chì hè adupratu micca solu per a lubrificazione, ma ancu per u raffreddamentu di e turbine (nantu à a procedura per a sostituzione di u lubrificante, u nostru situ web hà articulu separatu).

Dopu, postu chì i giranti di i soffiatori sò in cuntattu direttu cù i gasi di scaricu, a qualità di u carburante deve esse alta. Grazie à questu, i depositi di carbonu ùn si accumuleranu nantu à e pale, ciò chì interferisce cù a rotazione libera di a girante.

In cunclusione, offre un breve video nantu à e diverse modifiche di turbine è e so differenze:

Semyon vi dicerà! Twin TURBO o grande SINGLE? 4 turbine per mutore? Nova stagione tecnica!

Dumande è risposte:

Cosa hè megliu bi-turbo o twin-turbo? Quessi sò sistemi di turbocharge di u mutore. In i mutori cù biturbo, u turbo lag hè lisciatu è a dinamica di l'accelerazione hè livellu. In un sistema twin-turbo, sti fattori ùn cambianu micca, ma u rendiment di u mutore di combustione interna aumenta.

Chì ghjè a diffarenza trà bi-turbo è twin-turbo ? Biturbo hè un sistema di turbine cunnessu in serie. Grazie à a so inclusione sequenziale, u turbo hole hè eliminatu durante l'accelerazione. Un twin turbo hè solu duie turbine per aumentà a putenza.

Perchè avete bisognu di un twin turbo? Dui turbine furnisce un voluminu più grande di aria in u cilindru. A causa di questu, u ricuperazione hè rinfurzata durante a combustione di BTC - più aria hè cumpressa in u stessu cilindru.