Od połowy XX wieku producenci samochodów zaczęli produkować samochody wyposażone nie w jedną turbinę, ale w dwie. Jednym z popularnych takich systemów turbodoładowania jest biturbo.
Przyjrzyjmy się, dlaczego zainstalowane są dwie turbosprężarki. Przyczynia się to do:
- zmniejszenie efektu turbo-lagu;
- poprawa osiągów silnika w warunkach przejściowych;
- większa wydajność;
- lepsza przyjazność dla środowiska.
Jak wygląda biturbo?
Technicznie rzecz biorąc, układ turbodoładowania biturbo (bi-turbo) wygląda następująco: mała turbina przekształca się w dużą.
Zasada działania układu turbodoładowania Biturbo
Biturbo (bi-turbo) to dwie turbiny o różnych rozmiarach połączone szeregowo. System działa w następujący sposób. Mała turbina pracuje przy niskich prędkościach. Większy jest podłączany w przypadku wzrostu prędkości obrotowej silnika.
Ten typ układu turbodoładowania nazywany jest również sekwencyjnym lub sekwencyjnym. Oznacza to, że turbiny uruchamiają się jedna po drugiej.
NA niskie obroty silnika, włącza się mniejsza turbina. Działa stale, zapewniając przyczepność nawet przy niskim przepływie spalin.
Stopniowo spaliny dostają się do dużej turbiny. Duża sprężarka obraca się powoli, przepychając przez nią powietrze. W tym momencie mała sprężarka ma większą prędkość. Powoduje to nadmierne ciśnienie w układzie dolotowym. Im wyższy na wejściu, tym wyższy na wyjściu.
Okazuje się, że na wlocie małej sprężarki powstaje niewielkie nadciśnienie, nawet gdy duża sprężarka ledwo pracuje. W takich warunkach osiągane jest robocze ciśnienie doładowania, wzrasta moment obrotowy i wytwarzana jest ilość gazów spalinowych wymagana do pracy turbiny.
NA Średnia prędkość mała turbosprężarka osiąga prędkość roboczą, jej turbina osiąga granicę swojej przepustowości i wydajności. Duża turbina zauważalnie przyspiesza, ale wciąż jest potencjał. Nadciśnienie wytwarzane przez dużą sprężarkę jest już dość zauważalne. Wchodzi na wejście małego, który jeszcze bardziej kompresuje mieszaninę.
NA wysoka prędkość zwiększa się przepływ spalin. Zawór obejściowy mniejszej turbiny otwiera się nieznacznie (może się to zdarzyć również przy średnich obrotach), a część spalin trafia bezpośrednio do większej turbiny. Teraz duża turbina jest w pełni obciążona, a mała jest jakby zabezpieczona przed skręceniem. Części turbin i sprężarek nadal działają w pełni.
Jeśli w samochodzie zamontujesz dwie turbosprężarki, możesz wytworzyć bardzo wysokie ciśnienie doładowania, którego nie da się osiągnąć, jeśli pracuje tylko jedna sprężarka. W tym czasie kierowca będzie mógł płynnie przyspieszać, bez szarpnięć, ponieważ efekt opóźnienia turbo i opóźnienia turbo jest prawie wyeliminowany.
TurbinaOK
Strona
BITURBO: CO TO JEST I ZASADA DZIAŁANIA
Twinturbo i biturbo, jaka jest różnica i jakie są różnice?
Nie raz słyszałeś nazwy twinturbo i biturbo, ale jaka jest różnica? Ale tak naprawdę nie ma żadnej różnicy! Twin-Turbo i Bi-Turbo to chwyt marketingowy i różne nazwy tego samego układu turbodoładowania. Nawiasem mówiąc, przeczytaj przydatny artykuł Kostyi Niekliudina na temat zalet i wad różnych układów turbodoładowania
Wbrew przekonaniom części „ekspertów” nazwa układu biturbo lub twin-turbo nie odzwierciedla schematu pracy turbiny – równoległej czy sekwencyjnej (sekwencyjnej).
Na przykład w Mitsubishi 3000 VR-4 układ turbodoładowania nazywa się TwinTurbo. Samochód posiada silnik V6 oraz dwie turbiny, z których każda wykorzystuje energię gazów spalinowych z trzech cylindrów, ale wdmuchują one do jednego wspólnego kolektora dolotowego. Na przykład niemieckie samochody mają systemy o podobnej zasadzie działania, ale nie nazywają się one twinturbo, ale BiTurbo.
Toyota Supra z rzędową szóstką ma dwie turbiny, układ turbodoładowania nazywa się TwinTurbo, ale działają one w specjalnej kolejności, włączając i wyłączając za pomocą specjalnych zaworów obejściowych. Subaru B4 również ma dwie turbiny, ale działają one sekwencyjnie: przy małych prędkościach wieje mała turbina, a przy dużych prędkościach, gdy nie daje sobie rady, podłączana jest druga większa turbina.
Przyjrzyjmy się teraz układom bi-turbo i twin-turbo w kolejności, a raczej temu, co o nich piszą w „tych waszych internetach”:
Bi-turbo (biturbo) to układ turbodoładowania składający się z dwóch turbin połączonych szeregowo. System biturbo wykorzystuje dwie turbiny, jedną małą i jedną większą. Mała turbina wiruje szybciej, ale przy dużych obrotach silnika mała turbina nie jest w stanie poradzić sobie ze sprężaniem powietrza i wytworzeniem wymaganego ciśnienia. Następnie podłączana jest duża turbina, dodając potężny ładunek sprężonego powietrza. W rezultacie opóźnienie (lub opóźnienie turbo) jest zminimalizowane i powstaje płynna dynamika przyspieszania. Systemy Biturbo nie są tanią przyjemnością i montowane są najczęściej w samochodach wysokiej klasy.
Układ biturbo można zamontować podobnie jak w silniku V6, gdzie każda turbina zostanie zainstalowana po swojej stronie, ale ze wspólnym dolotem. Albo w silniku rzędowym, gdzie turbina jest montowana w cylindrach (na przykład 2 dla małej i 2 dla dużej turbiny), albo sekwencyjnie, gdy najpierw na kolektorze wydechowym montowana jest duża rura, a następnie mała jeden.
Twin-turbo (twinturbo) - system ten różni się od bi-turbo tym, że nie ma na celu zmniejszenia opóźnienia turbodoładowania ani wyrównania dynamiki przyspieszenia, ale zwiększenie wydajności. Układy Twinturbo wykorzystują dwie identyczne turbiny, dlatego też wydajność takiego układu turbodoładowania jest bardziej efektywna niż układów z pojedynczą turbiną. Ponadto, jeśli zastosujesz 2 małe turbiny, podobne pod względem wydajności do jednej dużej, możesz zredukować niepożądane turbo lag. Nie oznacza to jednak, że nikt nie używa dwóch dużych turbin. Na przykład poważna pogłębiarka może wykorzystywać dwie duże turbiny, aby uzyskać jeszcze większą wydajność. Układ podwójnego turbodoładowania może pracować zarówno w silnikach w kształcie litery V, jak i w silnikach rzędowych. Sekwencja aktywacji turbiny może się różnić, podobnie jak w systemach biturbo.
Generalnie dla jeszcze większej frajdy nikt nie stoi na przeszkodzie aby podłączyć 3 (!) turbiny lub więcej na raz. Cel jest taki sam jak w przypadku twin-turbo. Powinienem zauważyć, że jest to często używane w wyścigach dragsterów, a nigdy w samochodach produkcyjnych.
Nawiasem mówiąc, przeczytaj przydatny artykuł Kostyi Niekliudina na temat zalet i wad różnych układów turbodoładowania
Lubisz turbosprężarki lub masz samochód z turbodoładowaniem? Dołącz do naszej grupy!
Nowoczesne samochody często korzystają z turbodoładowania - pozwala to na zwiększenie mocy silnika poprzez zwiększenie ilości paliwa wtryskiwanego do cylindra na cykl. Od połowy XX wieku pojawiły się samochody, które korzystają z dwóch turbin jednocześnie – taki układ nazywa się Twinturbo, Biturbo, Double Turbo i innymi słowami. Często można znaleźć informacje o zasadniczych różnicach pomiędzy Twinturbo i Biturbo – w osobnych artykułach znajdują się definicje i istota unikalnych elementów konstrukcyjnych. Spróbujmy zrozumieć układ tych systemów.
Coraz częściej w celu zwiększenia mocy silnika stosuje się turbodoładowanie.
Najciekawsze w tym problemie jest to, że nie ma zasadniczych różnic. Biturbo i jego odpowiednik Twinturbo to po prostu alternatywne nazwy identycznych systemów ładowania z dwiema sprężarkami. Co więcej, zarówno Biturbo, jak i Twinturbo wymagają zastosowania różnych odmian części technicznej.
Marketerzy znanych producentów samochodów wymyślili różne nazwy, aby odróżnić ich produkty od wielu podobnych samochodów zbudowanych przy użyciu tego samego układu. Co ciekawe, Japończycy wolą swoje bliźniacze turbosprężarki Twinturbo, podczas gdy europejskie firmy piszą Biturbo – tak to bywało historycznie. Samochody przyjeżdżają do naszego kraju z obu stron świata, więc zarówno nazwa Biturbo, jak i Twinturbo są znane krajowym konsumentom. Dlatego debatę na temat różnic w nazwach turbosprężarek można uznać za bezpodstawną - ciekawie będzie jednak poznać zasadniczo różne systemy stosowane w praktyce międzynarodowej.
Jeśli wiesz, czym jest turbodoładowanie, zrozumiesz, że instalacja dwóch turbosprężarek wiąże się z pewnymi wyzwaniami. Obie turbiny systemu Biturbo należy zamontować na tej samej rurze wydechowej, zachowując między nimi odpowiednią odległość. Problem w tym, że odległa turbosprężarka będzie otrzymywać mniej energii i nie będzie działać tak wydajnie. W połowie XX wieku problem ten został rozwiązany po prostu – druga turbina w układzie Twinturbo miała inną charakterystykę łożysk i kształt wirnika. Dzięki temu udało się zsynchronizować pracę obu jednostek i znacznie zwiększyć moc silnika za pomocą systemu Biturbo.
System Biturbo jest stosowany coraz rzadziej
Praktyka pokazała jednak, że sekwencyjny układ Twinturbo ma kilka istotnych wad:
- Obecność poważnego „opóźnienia turbo”, czyli zakresu prędkości, w którym turbiny po prostu nie działają;
- Dość długi czas reakcji na dostawę gazu;
- Przyspieszone zużycie pobliskiej turbiny;
- Niewygodna instalacja w silnikach w kształcie litery V.
Próbowali rozwiązać problem na różne sposoby. Najbardziej eleganckie i efektywne rozwiązanie inżynieryjne zaproponowała jednak Toyota, która w swoim wariancie Biturbo uwzględniła turbosprężarki. Przy niskich prędkościach zawory są zamknięte, a spaliny przechodzą tylko przez małą pierwszą turbinę, łatwo ją obracając i zapewniając wczesne wyjście z opóźnienia turbo. Po osiągnięciu 3500 obr/min, gdy ciśnienie gazu staje się już nadmierne, elektronika otwiera specjalny amortyzator, a gorący strumień trafia do drugiej, większej turbosprężarki, zapewniając znaczny wzrost mocy silnika.
Jednak wraz z masowym rozpowszechnieniem silników w kształcie litery V, sekwencyjny system Biturbo zaczął być używany coraz rzadziej, ponieważ był niewygodny w użyciu z konstrukcyjnego punktu widzenia. Około początku lat 80-tych zaproponowano alternatywny układ Twinturbo, w którym każda turbina została przypisana do kilku cylindrów silnika – z reguły mówiliśmy o tej czy innej „połówce” bloku. Turbosprężarki mogłyby być umiejscowione znacznie bliżej kolektora dolotowego i wydechowego, co znacząco obniżyło poziom strat mechanicznych i aerodynamicznych, a także zwiększyło moc silnika. Dodatkowo równoległy układ Biturbo, wykorzystujący kompaktowe turbiny, pozwolił pozbyć się „turbo opóźnienia” i uczynić silnik bardzo wrażliwym na zmiany w dostawie paliwa.
W większości przypadków równoległa konstrukcja Twin Turbo polega na zastosowaniu wspólnego kolektora dolotowego, co upraszcza i czyni go tańszym w utrzymaniu, ale ogranicza potencjał dynamiczny samochodu. Dlatego jako alternatywę zaproponowano układ Biturbo z oddzielnymi kanałami dolotowymi i kolektorami. Umożliwiło to między innymi przystosowanie systemu do stosowania w kompaktowych silnikach rzędowych, które wcześniej były wyposażone wyłącznie w dwie turbosprężarki ustawione szeregowo.
Jednak najciekawszy schemat Twinturbo zaproponowało BMW - różnica polegała na umieszczeniu turbin w pochyleniu V8, a nie po bokach bloku cylindrów. Co więcej, każda z turbosprężarek napędzana była cylindrami umieszczonymi po obu stronach silnika! Pomimo ogromnych trudności, jakie musieli pokonać inżynierowie, wynik przekroczył wszelkie oczekiwania. Ten oryginalny system Biturbo zmniejszył długość „opóźnienia turbo” o 40%, nie zmniejszając niezawodności urządzenia. Ponadto znacznie wzrosła stabilność silnika i spadła intensywność jego drgań.
Czasami turbina Twinscroll jest mylona z układem Twinturbo. To drugie polega na zastosowaniu jednej turbiny posiadającej dwa kanały i dwie sekcje wirnika o różnych kształtach łopatek. Przy niskich prędkościach otwiera się zawór prowadzący do mniejszego wirnika - w efekcie turbosprężarka dość szybko przyspiesza i zapewnia wzrost mocy bez „turbo opóźnienia”. Jednakże wraz ze wzrostem prędkości wału korbowego ciśnienie gazów spalinowych staje się nadmierne i otwiera się drugi zawór – teraz używany jest tylko duży wirnik. W rezultacie samochód uzyskuje dodatkowy wzrost wydajności.
Oczywiście taki system jest nieco mniej wydajny niż klasyczne Biturbo. Jednak w porównaniu z pojedynczą turbiną możliwości trakcyjne silnika wciąż rosną. Oczywiście układ Twinscroll jest trudny w produkcji i uważany za dość zawodny. Jednak obecnie bardzo często stosowany jest w samochodach o dużej mocy – m.in. jako część systemu Biturbo.
Jeśli znasz różnicę między sprężarką mechaniczną a turbiną, zrozumiesz, dlaczego te dwa układy są uważane za niekompatybilne - pierwszy napędzany jest wałem korbowym, natomiast turbosprężarka wykorzystuje energię gazów spalinowych i ich połączenie jest prawie niemożliwe. Dla inżynierów Volkswagena nie ma jednak rzeczy niemożliwych – obie jednostki uwzględnili w swojej wersji układu Twinturbo. Turbina pracuje stale, a kompresor pomaga wyeliminować turbodziurę przy niskich prędkościach. Następnie gaśnie, ale po ostrym naciśnięciu pedału gazu ponownie zaczyna działać, poprawiając reakcję silnika na dopływ paliwa.
Efektem zastosowania tego wariantu Biturbo był znaczny wzrost mocy, osiąganie granicy momentu obrotowego przy niskich prędkościach, przyspieszenie przyspieszenia, a także skrócenie czasu reakcji na wciśnięcie pedału gazu. Różnica w stosunku do prostego Twinturbo jest dla kierowcy prawie niewidoczna – odczuwa on jedynie łatwo przewidywalną, potężną dynamikę i nie rozpraszają go awarie prądu czy inne problemy. System opracowany przez Volkswagena okazał się jednak bardzo trudny w produkcji i zawodny. Dlatego obecnie samochody marek wchodzących w skład grupy firm korzystają tylko z jednej z dwóch opcji doładowania.
Podsumowując powyższe, możemy stwierdzić, że różnice pomiędzy Twinturbo i Biturbo tkwią jedynie w nazwie. Jeśli naprawdę interesują Cię różne systemy doładowania, powinieneś zwrócić uwagę na układy równoległe i sekwencyjne. Ponadto przydatne byłoby bliższe zapoznanie się z różnicami pomiędzy turbosprężarką a doładowaniem mechanicznym oraz zaletami ich łącznego stosowania.
Jak działają silniki Biturbo i Twin Turbo w samochodach?
W dosłownym tłumaczeniu z języka angielskiego wyrażenie twin-turbo oznacza „podwójne turbo” lub „podwójne turbo”. Obydwa tłumaczenia są poprawne. Zostawmy teraz aspekt językowy i szczegółowo przestudiujmy techniczną stronę tego typu turbodoładowania.
Aby uzyskać zauważalny wzrost mocy silnika, w jego konstrukcji zainstalowano turbinę. Twin-Turbo to jeden z rodzajów samochodowych układów turbo i to na nim skupimy naszą uwagę. Twin Turbo polega na zamontowaniu dwóch identycznych turbin jednocześnie, co znacznie zwiększa wydajność całego układu turbodoładowania. Takie rozwiązanie jest znacznie bardziej wydajne niż układ turbo, który wykorzystuje tylko jedną turbinę.
Początkowo biturbo zostało zaprojektowane, aby rozwiązać główny problem wszystkich silników nadmuchiwanych - wyeliminować tak zwane „opóźnienie turbo”. Zjawisko to objawia się spadkiem sprężystości i gwałtownym spadkiem mocy silnika przy niskich prędkościach obrotowych. Wszystko to dzieje się w czasie, gdy turbina silnika pod ciśnieniem spalin nie ma czasu na rozkręcenie się do optymalnych obrotów.
Następnie zaobserwowano, że bliźniacze turbiny umożliwiają znaczne rozszerzenie zakresu znamionowego momentu obrotowego, zwiększając w ten sposób moc maksymalną przy jednoczesnym zmniejszeniu całkowitego zużycia paliwa.
Czy wiedziałeś? Ekskluzywny supersamochód Bugatti Veyron jest wyposażony w cztery turbiny jednocześnie, a ten układ turbodoładowania słusznie nazywa się Quad-Turbo.
Istnieje kilka głównych typów systemów Twin-Turbo: równoległe, sekwencyjne i etapowe. Każdy typ turbodoładowania charakteryzuje się własną geometrią, zasadą działania i wytwarzaną charakterystyką dynamiczną.
Jest to stosunkowo prosty typ układu turbo, którego konstrukcja obejmuje symetryczną parę sprężarek pracujących jednocześnie. Dzięki tej synchronizacji uzyskuje się równomierną dystrybucję napływającego powietrza.
Schemat ten jest często stosowany w silnikach wysokoprężnych w kształcie litery V, gdzie każda sprężarka jest odpowiedzialna za dostarczanie powietrza do kolektora dolotowego własnej grupy cylindrów.
Zmniejszenie bezwładności osiąga się poprzez zmniejszenie masy wirnika turbiny, ponieważ 2 małe sprężarki wytwarzają większe ciśnienie, rozkręcając się znacznie szybciej niż jedna duża i bardziej wydajna sprężarka. Dzięki temu wspomniane powyżej opóźnienie turbo jest znacznie zmniejszone, a silnik osiąga lepsze osiągi w całym zakresie prędkości obrotowych.
Ten typ oznacza układ składający się z dwóch porównywalnych sprężarek, które mogą mieć różne charakterystyki i działać w trybie uzupełniającym. Lżejsza i szybsza sprężarka działa w sposób ciągły, eliminując głębokie i szerokie opóźnienie turbo. Druga sprężarka za pomocą specjalnych sygnałów elektronicznych kontroluje prędkość obrotową silnika i włącza się w trudniejszych warunkach pracy silnika, zapewniając w ten sposób maksymalną moc i oszczędność paliwa.
W szczytowych warunkach pracy silnika załączane są jednocześnie 2 turbiny, pracując parami. Podobny schemat można zastosować w silnikach z dowolnym cyklem paliwowym.
Najbardziej złożony i zaawansowany rodzaj turbodoładowania, zapewniający najszerszy zakres mocy. Wytworzenie niezbędnego doładowania staje się możliwe dzięki zainstalowaniu dwóch sprężarek różnej wielkości, połączonych ze sobą specjalnym systemem zaworów obejściowych i rur.
Ten rodzaj turbodoładowania nazywany jest turbodoładowaniem etapowym, ponieważ gazy spalinowe wirują przy minimalnych prędkościach małą turbinę, co pozwala silnikowi łatwo nabrać prędkości i pracować z większą wydajnością. Wraz ze wzrostem prędkości zawór otwiera się, co z kolei napędza dużą turbinę. Należy jednak zwiększyć ciśnienie, które wytwarza, i właśnie to robi mała turbina.
Po osiągnięciu maksymalnej prędkości duża turbina wytwarza ogromne ciśnienie, które zamienia małą sprężarkę w opór aerodynamiczny. W tym momencie automatyka otwiera zawór obejściowy, a sprężone powietrze dostaje się do silnika, omijając po drodze małą turbinę.
Ale cała złożoność tego systemu jest w pełni kompensowana elastycznością silnika i jego najwyższymi właściwościami.
Jakie są zalety korzystania z Twin-Turbo i czy są jakieś wady?
Niewątpliwą zaletą układu Twin Turbo jest duża moc przy stosunkowo małej pojemności skokowej silnika. Dotyczy to również wysokiego momentu obrotowego i doskonałej dynamiki samochodu wyposażonego w Twin-Turbo. Silnik z podwójnym turbodoładowaniem jest znacznie czystszy niż silnik konwencjonalny, ponieważ turbodoładowanie pozwala na znacznie wydajniejsze spalanie paliwa w układzie cylindrów.
Wśród wad biturbo można podkreślić trudność obsługi takiego systemu. Elektrownia staje się coraz bardziej wrażliwa na jakość paliwa i oleju silnikowego. Silniki z turbodoładowaniem wymagają specjalnego oleju, ponieważ bez niego żywotność filtra oleju jest zauważalnie zmniejszona. Wysokie temperatury, w jakich pracują turbiny, negatywnie wpływają na cały silnik samochodu.
Główną wadą układu Twin-Turbo jest wysokie zużycie paliwa. Aby wytworzyć mieszankę paliwowo-powietrzną w cylindrach, wymagana jest duża ilość powietrza, co pociąga za sobą zwiększenie dopływu paliwa.
Turbiny zużywają się dość szybko, jeśli natychmiast wyłączysz silnik podczas zatrzymywania samochodu. Aby przedłużyć żywotność Twin-Turbo, należy pozostawić silnik na jakiś czas na biegu jałowym, chłodząc w ten sposób turbiny, i dopiero wtedy można bezpiecznie wyjąć kluczyk ze stacyjki.
Pamiętać! Twin-Turbo to złożony i bardzo czuły układ turbodoładowania, który wymaga ostrożnej obsługi i wysokiej jakości komponentów. Przestrzeganie tych prostych zasad pozwala maksymalnie cieszyć się szybkością i dynamiką samochodu.
Subskrybuj nasze kanały na Facebooku, Vkontakte i Instagramie: wszystkie najciekawsze wydarzenia motoryzacyjne w jednym miejscu.
Czy ten artykuł był pomocny?
Bi-turbo (Bi-Turbo) i Twin-turbo (Twin-Turbo), podwójne doładowanie - różnice. Zatem są różne czy nie?
Silniki z turbodoładowaniem nie są tak proste, jak się wydaje; wokół tego tematu narosło wiele nieporozumień i niepewności. Jedna z nich dotyczy dwóch konstrukcji: „bi-turbo” i „twin-turbo”. Niedawno byłem osobiście świadkiem rozmowy dwóch właścicieli samochodów, jeden zapewniał, że jest różnica, a drugi, że różnicy nie ma! Jaka jest więc prawda? Rzeczywiście, czym różnią się te dwie konstrukcje silników TURBO, zastanówmy się…
Szczerze mówiąc, oczywiście będzie różnica, ale nie będzie ona kategoryczna! Tylko dlatego, że nazwy pochodzą od różnych producentów, którzy instalują swoje jednostki o różnych układach i konstrukcjach.
Jednak systemy „Bi-turbo” i „Twi-nturbo” to w zasadzie to samo. Jeśli weźmiesz język angielski i spojrzysz na oznaczenia Bi-Turbo i Twin-Turbo, zobaczysz dwa przedrostki „Bi” i „Twin” - z grubsza przetłumaczone okazuje się, że to „DWA” lub „DWA”. Nic innego jak oznaczenie obecności dwóch turbin w silniku, a obie nazwy można zastosować do tego samego silnika, to znaczy są one całkowicie wymienne. Nazwy te nie niosą ze sobą żadnych różnic technicznych, więc jest to „nagi marketing”.
Teraz może pojawić się pytanie: dlaczego? To proste, są tylko dwa pytania, które mają rozwiązać:
- Eliminując turbo lag, można powiedzieć, że jest to problem priorytetowy.
- Zwiększona moc.
- Konstrukcja silnika.
Być może zacznę od najprostszego punktu - konstrukcji silnika. Oczywiście łatwo jest zainstalować jedną turbosprężarkę, jeśli masz silnik rzędowy 4 lub 6-cylindrowy. Jest tylko jeden tłumik. Ale co zrobić, gdy masz silnik, powiedzmy, w kształcie litery V? I trzy do czterech cylindrów z każdej strony, wtedy są dwa tłumiki! Na każdym umieścili więc turbinę średniej lub małej mocy.
Likwidacja turbo-lagu – jak już pisałem powyżej, jest to zadanie numer „1”. Rzecz w tym, że silnik z turbodoładowaniem ma awarię - po naciśnięciu gazu spaliny muszą przejść i obrócić wirnik turbiny, tym razem moc „spada”, może to trwać od 2 do 3 sekund! A jeśli musisz wykonać manewr wyprzedzania z dużą prędkością, nie jest to bezpieczne! Instalują więc różne turbiny, a często sprężarkę + turbinę. Jeden działa przy niskich prędkościach, czyli na początku, aby uniknąć „turbo lagu”, drugi – przy prędkości, kiedy trzeba stracić przyczepność.
Zwiększanie mocy jest najczęstszym przypadkiem. Oznacza to, że aby zwiększyć moc silnika, do turbiny małej mocy instaluje się kolejny mocny, więc dmuchają dwa z nich, co znacznie zwiększa wydajność. Nawiasem mówiąc, niektóre samochody wyścigowe mają trzy, a nawet cztery turbiny, ale jest to bardzo skomplikowane i z reguły nie wchodzi do produkcji!
To są właściwie rozwiązania, do których stosuje się „TWINTURBO” lub „BITURBO” i wiadomo, to naprawdę jest sposób na pozbycie się turbo lag i zwiększenie mocy.
Obecnie wiele samochodów wykorzystuje tylko dwie główne konstrukcje - układ dwóch turbin. Są one równoległe i sekwencyjne (znane również jako sekwencyjne).
Na przykład niektóre Mitsubishi mają „TWINTURBO”, ale praca równoległa, jak wspomniałem powyżej, oznacza dwie turbiny na jednostce V6, po jednej z każdej strony. Dmuchają do wspólnego kolektora. Ale na przykład w niektórych AUDI istnieje również równoległa praca z silnikiem V6, ale nazwa to „BITURBO”.
Samochody Toyoty, w szczególności SUPRA, mają rzędową szóstkę, ale są też dwie doładowania - działają w skomplikowanej kolejności, dwie mogą pracować na raz, jedna może działać, druga nie, mogą włączać się naprzemiennie . Wszystko zależy od stylu jazdy - tę pracę osiąga się za pomocą „trudnych” zaworów obejściowych. Oto praca szeregowo-równoległa dla Ciebie.
Podobnie jak w niektórych samochodach SUBARU - pierwsza (mała) pompuje powietrze przy małych prędkościach, druga (duża) jest podłączana dopiero gdy prędkość znacznie wzrośnie, tutaj mamy połączenie równoległe.
Czy zatem nadal istnieje różnica, czy też nie ma żadnych różnic? Wiadomo, za kulisami producenci wciąż rozróżniają te dwa budynki, przejdźmy do szczegółów.
Z reguły są to dwie turbiny połączone szeregowo. Uderzającym przykładem jest SUBARU - jeden mały, a potem drugi duży.
Ta mała wiruje znacznie szybciej, bo nie ma dużej energii bezwładności – logicznie rzecz biorąc, jest wliczana do pracy na dole, czyli najpierw. Przy niskich prędkościach i do niskich obrotach to wystarczy. Ale przy dużych prędkościach i prędkościach to „dziecko” jest praktycznie bezużyteczne; tutaj potrzebny jest dopływ znacznie większej ilości sprężonego powietrza - włącza się druga, cięższa i mocniejsza turbina. Co daje wymaganą moc i wydajność. Co daje takie sekwencyjne ustawienie w BI-TURBO? To niemalże eliminacja turbodziury (komfortowe przyspieszanie) i wysokie osiągi przy dużych prędkościach, gdy przyczepność pozostaje nawet przy prędkościach powyżej 200 km/h.
Należy zaznaczyć, że można je zamontować zarówno na jednostce V6 (z własną turbiną z każdej strony), jak i w wersji in-line (tutaj kolektor wydechowy można podzielić np. jeden dmucha z dwóch cylindrów, a drugi z dwóch pozostałych).
Wady obejmują wysoki koszt i pracę wymaganą do skonfigurowania takiego systemu. W końcu stosuje się tutaj precyzyjną regulację zaworów obejściowych. Dlatego montaż jest wymagany w drogich samochodach sportowych typu TOYOTA SUPRA, czy w samochodach luksusowych - MASERATTI, ASTON MARTIN itp.
Głównym zadaniem tutaj nie jest pozbycie się „opóźnienia turbo”, ale maksymalizacja wydajności (wtrysk sprężonego powietrza). Z reguły taki system działa przy dużych prędkościach, gdy jedna doładowanie nie jest w stanie poradzić sobie ze zwiększonym obciążeniem, dlatego instaluje się drugą tego samego typu (równolegle). Razem pompują dwa razy więcej powietrza, zapewniając prawie taki sam wzrost wydajności!
Ale co z szerzącym się tutaj „turbo opóźnieniem”? Ale nie, ona również zostaje skutecznie pokonana, tylko w nieco inny sposób. Jak już mówiłem, małe turbiny kręcą się znacznie szybciej, więc wyobraźcie sobie - zamieniają 1 dużą na 2 małe - wydajność praktycznie nie spada (pracują równolegle), ale „YAMA” znika, ponieważ reakcja jest szybsza . Dlatego okazuje się, że zapewnia normalną przyczepność od samego dołu.
Instalacja może odbywać się na modelach jednostek napędowych rzędowych lub na modelach w kształcie litery V.
Jest znacznie tańszy w produkcji i montażu, dlatego wielu producentów wykorzystuje tę konstrukcję.
Można to również nazwać „BI-TURBO” lub „TWIN-TURBO” – jakkolwiek chcesz. Tak naprawdę zarówno kompresor, jak i opcja turbo wykonują tę samą pracę, tylko jedna (mechaniczna) jest znacznie wydajniejsza na dole, druga (od spalin) na górze! O różnicach w boostach przeczytasz tutaj.
Z reguły sprężarka jest instalowana na napędzie pasowym z wału korbowego silnika, dzięki czemu obraca się wraz z nią tak szybko, jak to możliwe. Pozwala to uniknąć „PIT”, ale przy dużych prędkościach jest to bezużyteczne - tutaj w grę wchodzi opcja turbo.
Ta symbioza jest stosowana w niektórych niemieckich samochodach, dużym plusem sprężarki jest to, że ma ona znacznie wyższą żywotność niż jej przeciwnik!
Obejrzyjmy teraz krótki film
Czytaj nasz AUTOBLOG, subskrybuj aktualizacje.
Samochód jest ceniony nie tylko za jakość wykonania i design, ale także za prędkość. pozwala wydobyć z pojazdu nowe możliwości, dlatego kierowcy często myślą o zwiększeniu prędkości w swoim samochodzie. Popularną metodą jest użycie podwójnego turbo i podwójnego turbo, ale czy jest między nimi różnica?
Istota pytania
Wiele nowoczesnych samochodów wykorzystuje je w celu zwiększenia zużycia paliwa. Ze względu na większą ilość wtryskiwanego paliwa wzrasta prędkość ogólna. Technologia ta była znana już w XX wieku – układ dwóch rur nazywano Double Turbo, Twin-turbo i tak dalej. Dziś prezentowane są jako technologie twin-turbo i biturbo.
Co to znaczy
Biturbo to konstrukcja turbosprężarki, która wygląda jak dwie turbiny. Pierwszy z nich jest duży, a drugi mniejszy. Podczas gdy ta pierwsza zapewnia potężny przepływ powietrza, mniejsza turbina służy jako główny element zapewniający wydajność w średnim zakresie. System ten ma na celu płynniejsze działanie ruchu przyspieszonego.
Konstrukcja twin-turbo bardziej skupia się na zwiększaniu mocy niż na stabilnej pracy samochodu. Z tego powodu zastosowano w nim dwie identyczne turbiny, które bezpośrednio wpływają na prędkość ruchu.
Różnice w układzie
Według producentów istnieje duża różnica między tymi systemami. W rzeczywistości nie ma znaczących różnic w technologii. To skuteczny chwyt marketingowy, który pozytywnie wpływa na sprzedaż produktów. Biturbo i twin-turbo umożliwiają zastosowanie różnych wariantów technologicznych w postaci różnych wielkości turbin, dlatego są to systemy uniwersalne.
Na przykład turbodoładowanie w wielu samochodach nazywa się Twin-turbo (Mitsubishi 3000 VR-4). Ponadto samochód posiada silnik V6, który posiada dwie turbiny na trzy cylindry wykorzystujące przepływ spalin. Niemiecka produkcja również ma podobne systemy, ale nazywają się Biturbo.
Jak pokazuje praktyka, Japończycy w większym stopniu korzystają z twin-turbo, podczas gdy w Europie bardziej popularne jest biturbo. W naszym kraju można kupić obie odmiany o różnych cechach technologicznych.
Wersja klasyczna
Technologia Twin Turbo oznacza, że stosowane są dwie sprężarki. Zainstalowanie dwóch rur wydechowych na jednej linii jest dość trudne, ponieważ między nimi musi być odstęp. Częstym problemem jest nierówny rozkład energii pomiędzy dwiema sprężarkami. Wadę tę rozwiązano poprzez oryginalny kształt turbiny twin-turbo w postaci wirnika, który synchronizował pracę całego urządzenia.
Układ układu podwójnego turbosprężarki ma pewne wady:
- obecność tzw. „turbo opóźnienia”, w którym turbiny nie pracują;
- najbliższa turbina ulega przyspieszonemu zużyciu;
- dostawa gazu następuje wolniej;
- kompleksowa instalacja dla silników typu V.
Toyota zaproponowała własne rozwiązanie tych problemów - stworzyła własną wersję dla turbosprężarek biturbo. Przy niskich prędkościach zawory produktu są zamknięte, więc spaliny wychodzą przez pierwszą turbinę. Ten z kolei szybko się rozkręca i pozwala ominąć „turbo opóźnienie” już na wczesnym etapie. Gdy silnik osiągnie 3500 obr./min, otwiera specjalne zawory nadmiaru gazu, powodując przekierowanie całego gorącego powietrza do turbosprężarki, znacznie zwiększając moc silnika.
Nowoczesny wygląd
System biturbo stał się mniej używany, ponieważ silniki V stały się powszechne. Okazało się to niewygodne ze względu na swoje cechy konstrukcyjne. W latach 80-tych wprowadzono układ z turbiną zamontowaną za cylindrami. Umożliwiło to zamontowanie turbosprężarek bliżej kolektorów, aby zmniejszyć straty aerodynamiczne i zwiększyć ogólną prędkość. Poprawiło to również ogólną stabilność systemu.
Funkcje montażu
Najczęściej układ twin-turbo pozwala na zastosowanie jednego kolektora dolotowego, co sprawia, że koszty utrzymania są nieco niższe, choć zmniejszone. Aby to zrekompensować, zastosowano oddzielne kolektory i kanały dolotowe. Umożliwiło to zastosowanie systemu do małych silników, w których turbosprężarki zawsze umieszczano szeregowo.
BMW ma własną wizję technologii twin-turbo – turbiny umieszczono w pochyleniu V8, a nie jak zwykle po bokach. Główną cechą było to, że sprężarki były napędzane przez cylindry umieszczone po obu stronach. Dzięki temu rozwiązaniu „turbo lag” został zredukowany o 40% bez znaczących strat mocy. Ponadto obniżyło to wibracje powstające podczas pracy sprzętu.
Przeciętnemu użytkownikowi samochodu nie jest konieczna znajomość różnicy między twin-turbo a biturbo, ponieważ te systemy są jak najbardziej podobne. Specyfika różnic w wielkości turbin i kolejności ich łączenia czyni te projekty uniwersalnymi. Twin-turbo skupia się bardziej na wygodzie i komfortowej jeździe, podczas gdy biturbo jest przedstawiane jako system o większej mocy. Ich montaż można zmieniać w zależności od wymagań, dlatego można wybrać dowolny z tych systemów.
Jeśli słyszałeś o technologii biturbo i twin-turbo, ale nie wiesz, którą lepiej wybrać, warto zwrócić uwagę na część techniczną samochodu. Najczęściej wszystkie różnice pomiędzy systemami prezentowane są jedynie w nazwie.
W dosłownym tłumaczeniu z języka angielskiego wyrażenie twin-turbo oznacza „podwójne turbo” lub „podwójne turbo”. Obydwa tłumaczenia są poprawne. Zostawmy teraz aspekt językowy i szczegółowo przestudiujmy techniczną stronę tego typu turbodoładowania.
Co to jest Twin-Turbo (Twin Turbo)
Aby osiągnąć Aby znacznie zwiększyć moc silnika, w jego konstrukcji zainstalowano turbinę. Twin-Turbo to jeden z rodzajów samochodowych układów turbo i to na nim skupimy naszą uwagę. Twin Turbo wymaga instalacji dwie identyczne turbiny na raz, które znacznie zwiększają wydajność całego układu turbodoładowania. Takie rozwiązanie jest znacznie bardziej wydajne niż układ turbo, który wykorzystuje tylko jedną turbinę.
Początkowo biturbo zostało zaprojektowane, aby rozwiązać główny problem wszystkich nadmuchiwanych silników - eliminacja tzw. „turbo opóźnienia”. Zjawisko to objawia się spadkiem sprężystości i gwałtownym spadkiem mocy silnika przy niskich prędkościach obrotowych. Wszystko to dzieje się w czasie, gdy turbina silnika pod ciśnieniem spalin nie ma czasu na rozkręcenie się do optymalnych obrotów.
Następnie zaobserwowano, że bliźniacze turbiny umożliwiają znaczne rozszerzenie zakresu znamionowego momentu obrotowego, zwiększając w ten sposób moc maksymalną przy jednoczesnym zmniejszeniu całkowitego zużycia paliwa.
Czy wiedziałeś?Ekskluzywny supersamochód Bugatti Veyron jest wyposażony w cztery turbiny jednocześnie, a ten układ turbodoładowania słusznie nazywa się Quad-Turbo.
Rodzaje układów turbodoładowania i zasady ich działania
Istnieje kilka głównych typów systemów Twin-Turbo: równoległe, szeregowe i krokowe. Każdy typ turbodoładowania charakteryzuje się własną geometrią, zasadą działania i wytwarzaną charakterystyką dynamiczną.
Równoległy
Jest to stosunkowo prosty typ układu turbo, którego konstrukcja obejmuje symetryczna para jednocześnie pracujących sprężarek. Dzięki tej synchronizacji uzyskuje się równomierną dystrybucję napływającego powietrza.
Schemat ten jest często stosowany w silnikach wysokoprężnych w kształcie litery V, gdzie każda sprężarka jest odpowiedzialna za dostarczanie powietrza do kolektora dolotowego własnej grupy cylindrów.
Zmniejszenie bezwładności osiąga się poprzez zmniejszenie masy wirnika turbiny, ponieważ 2 małe sprężarki wytwarzają większe ciśnienie, rozkręcając się znacznie szybciej niż jedna duża i bardziej wydajna sprężarka. Dzięki temu wspomniane powyżej opóźnienie turbo jest znacznie zmniejszone, a silnik osiąga lepsze osiągi w całym zakresie prędkości obrotowych.
Spójny
Ten typ oznacza układ składający się z dwie porównywalne sprężarki, które mogą mieć różne charakterystyki i działać w trybie uzupełniającym. Lżejsza i szybsza sprężarka działa w sposób ciągły, eliminując głębokie i szerokie opóźnienie turbo. Druga sprężarka za pomocą specjalnych sygnałów elektronicznych kontroluje prędkość obrotową silnika i włącza się w trudniejszych warunkach pracy silnika, zapewniając w ten sposób maksymalną moc i oszczędność paliwa.
W szczytowych warunkach pracy silnika załączane są jednocześnie 2 turbiny, pracując parami. Podobny schemat można zastosować w silnikach z dowolnym cyklem paliwowym.
Weszłam
Najbardziej złożony i zaawansowany rodzaj turbodoładowania, zapewniający najszerszy zakres mocy. Stworzenie niezbędnego doładowania staje się możliwe dzięki instalacji dwie sprężarki różnej wielkości, połączone ze sobą specjalnym systemem zaworów obejściowych i rur.
Ten rodzaj turbodoładowania nazywany jest turbodoładowaniem etapowym, ponieważ gazy spalinowe wirują przy minimalnych prędkościach małą turbinę, co pozwala silnikowi łatwo nabrać prędkości i pracować z większą wydajnością. Wraz ze wzrostem prędkości zawór otwiera się, co z kolei napędza dużą turbinę. Należy jednak zwiększyć ciśnienie, które wytwarza, i właśnie to robi mała turbina.
Po osiągnięciu maksymalnej prędkości duża turbina wytwarza ogromne ciśnienie, które zamienia małą sprężarkę w opór aerodynamiczny. W tym momencie automatyka otwiera zawór obejściowy, a sprężone powietrze dostaje się do silnika, omijając po drodze małą turbinę.
Ale cała złożoność tego systemu jest w pełni kompensowana elastycznością silnika i jego najwyższymi właściwościami.
Jakie są zalety korzystania z Twin-Turbo i czy są jakieś wady?
Niewątpliwą zaletą układu Twin Turbo jest duża moc przy stosunkowo małej pojemności skokowej silnika. Dotyczy to również wysokiego momentu obrotowego i doskonałej dynamiki samochodu wyposażonego w Twin-Turbo. Silnik z dwiema turbinami jest znacznie bardziej przyjazny dla środowiska, niż zwykle, ponieważ turbodoładowanie pozwala na znacznie wydajniejsze spalanie paliwa w układzie cylindrów.
Wśród wad biturbo możemy wyróżnić złożoność obsługi takiego systemu. Elektrownia staje się bardziej wrażliwa na jakość paliwa i oleju silnikowego. Silniki z turbodoładowaniem wymagają specjalnego oleju, ponieważ bez niego żywotność filtra oleju jest zauważalnie zmniejszona. Wysokie temperatury, w jakich pracują turbiny, negatywnie wpływają na cały silnik samochodu.
Główną wadą układu Twin-Turbo jest wysokie zużycie paliwa. Aby wytworzyć mieszankę paliwowo-powietrzną w cylindrach, wymagana jest duża ilość powietrza, co pociąga za sobą zwiększenie dopływu paliwa.
Turbiny zużywają się dość szybko, jeśli natychmiast wyłączysz silnik podczas zatrzymywania samochodu. Aby przedłużyć żywotność Twin-Turbo, należy pozostawić silnik na jakiś czas na biegu jałowym, chłodząc w ten sposób turbiny, i dopiero wtedy można bezpiecznie wyjąć kluczyk ze stacyjki.
Pamiętać! Twin-Turbo to złożony i bardzo czuły układ turbodoładowania, który wymaga ostrożnej obsługi i wysokiej jakości komponentów. Przestrzeganie tych prostych zasad pozwala maksymalnie cieszyć się szybkością i dynamiką samochodu.
