Зі середини 20 століття заводи-виробники машин почали випускати автомобілі, які оснащені не однією турбіною, а двома. Однією з таких популярних систем турбнаддува є бітурбо (Biturbo).
Давайте розглянемо, навіщо встановлюють два турбокомпресори. Це сприяє:
- зменшення ефекту турбоями;
- покращення роботи двигуна на перехідних режимах;
- більшої економічності;
- кращої екологічності.
Як виглядає бітурбо (Biturbo)
Технічно система турбонаддува бітурбо (бі-турбо) виглядає так: маленька турбіна переходить у велику.
Принцип роботи системи турбонаддуву бітурбо (Biturbo)
Бітурбо (бі-турбо) – це дві, послідовно з'єднані турбіни різного розміру. Система працює в такий спосіб. На низьких оборотах працює дрібна турбіна. Велика ж підключається тоді, коли зростає кількість обертів двигуна.
Такий тип системи турбонаддуву називають ще секвентальним чи послідовним. Тобто турбіни включаються в роботу одна за одною.
на низьких оборотахдвигуна у роботу вступає турбіна меншого розміру. Вона працює постійно, забезпечуючи потяг навіть тоді, коли потік вихлопних газів невисокий.
Поступово відпрацьовані гази надходять у велику турбіну. Великий компресор повільно розкручується, проганяючи повітря. У цей момент невеликий компресор має більш високі обороти. Це забезпечує надлишковий тиск у впускній системі. Що воно на вході, то вище на виході.
Виходить так, що на вході маленького компресора створюється невеликий надлишок тиску навіть тоді, коли великий компресор ледве працює. У таких умовах досягається робочий тиск наддуву, збільшується момент, що крутить, і створюється необхідний обсяг вихлопних газів для роботи турбін.
на середніх оборотахНевеликий турбокомпресор досягає робочих оборотів, його турбіна впирається в межу своєї пропускної здатності та продуктивності. Велика турбіна помітно прискорюється, але потенціал залишається. Надлишковий тиск, створений великим компресором, вже досить помітний. Воно надходить на вхід маленького, який ще більше стискає суміш.
на високих оборотахпотік вихлопних газів збільшується. Перепускний клапан меншої турбіни відкривається (це може відбуватися і на середніх оборотах), і частина відпрацьованих газів потрапляє безпосередньо на велику турбіну. Тепер велика турбіна повністю завантажена, а маленька ніби запобігає перекруту. Турбінні та компресорні частини й надалі працюють повноцінно.
У разі встановлення на автомобілі двох турбокомпресорів можна створити дуже високий тиск наддуву, якого неможливо досягти, якщо працює лише один компресор. І в цей час водій зможе прискоритись рівно, без ривків, оскільки ефект турболагу та турбоями майже усунений.
TurbinaOK
Сторінка
БІТУРБО (BITURBO): ЩО ЦЕ І ПРИНЦИП РОБОТИ
Твінтурбо та бітурбо в чому різниця і які відмінності
Ви не раз чули назви твінтурбо (twinturbo) та бітурбо (biturbo), але в чому ж різниця? А різниці насправді ніякої! Твін-турбо і Бі-Турбо - це все маркетингові хитрощі і різні назви для однієї і тієї ж системи турбонаддуву. До речі, почитайте корисну статтю Кості Неклюдіна про плюси та мінуси різних систем турбонаддуву.
Попри переконання деяких «експертів» назва системи бітурбо або твінтурбо не відображає схему роботи турбіни – паралельну чи послідовну (секвентальну).
Наприклад, у автомобіля Mitsubishi 3000 VR-4 система турбонаддува має назву TwinTurbo (твінтурбо). В автомобілі стоїть двигун V6 і у нього дві турбіни, кожна з яких використовує енергію вихлопних газів зі своїх трьох циліндрів, але задувають вони в один загальний впускний колектор. У, наприклад, німецьких автомобілів є схожі за робочим принципом системи, але називаються вони не твінтурбо (twinturbo), а Бітурбо (BiTurbo).
На автомобілі Toyota Supra з рядною шісткою встановлено дві турбіни, система турбонаддува називається TwinTurbo (твінтурбо), але працюють вони в особливій послідовності, включаючись і вимикаючись за допомогою спеціальних перепускних клапанів. На автомобілі Subaru B4 теж стоять дві турбіни, але працюють вони послідовно: на низьких оборотах дме маленька турбіна, а на високих, коли та не справляється, підключається друга турбіна більшого розміру.
Давайте тепер по порядку розберемо обидві системи бі-турбо (biturbo) і твінтурбо (twinturbo), а точніше, що про них пишуть в цих ваших інтернетах:
Бі-турбо (biturbo) - система турбонаддува, що являє собою дві турбін, що послідовно включаються в роботу. У системі бітурбо використовують дві турбіни, одну малого розміру, а другу більшого розміру. Маленька турбіна розкручується швидше, але на високих оборотах двигуна маленька турбіна не може впоратися з компресією повітря та створенням потрібного тиску. Тоді підключається велика турбіна, яка додає потужного заряду стисненого повітря. Отже мінімізується затримка (або турболог), утворюється рівна розгінна динаміка. Системи бітурбо дуже не дешеве задоволення і встановлюються на автомобілі високого класу.
Система бітурбо (bitrubo) може бути встановлена як на двигун V6, де кожна турбіна буде встановлена зі свого боку, але із загальним впуском. Або на рядному моторі, де установка турбіни здійснюється по циліндрах (напр, 2 для малої і 2 для великої турбіни), так і секвентально, коли на випускному колекторі спочатку встановлюється велика трубина, а потім маленька.
Твін-турбо (twinturbo) - дана система відрізняється від бі-турбо тим, що націлена не на зниження турбо-лага або вирівнювання розгінної динаміки, а на збільшення продуктивності. У системах твінтурбо застосовуються дві однакові турбіни, відповідно продуктивність такої системи турбонаддува ефективніша, ніж системи з однією турбіною. До того ж, якщо застосувати 2 невеликі турбіни, схожі за продуктивністю з однієї великої, то можна знизити небажаний турболог. Але це не означає, що ніхто не використовує дві великі турбіни. Наприклад, у серйозній дразі можуть використовуватися дві великі турбіни для більшої продуктивності. Система твін-турбо може працювати як на V-подібних двигунах, так і на рядних. Послідовність включення турбін може змінюватись, як і на бітурбо системах.
А взагалі для ще більших веселощів ніхто вам не заважає встромити відразу 3 (!) турбіни або більше. Мета переслідується така сама, як і для твінтурбо. Повинен зауважити, що таке часто застосовується у драг рейсингу і ніколи на серійних автомобілях.
До речі, почитайте корисну статтю Кості Неклюдіна про плюси та мінуси різних систем турбонаддуву.
Любите турбо чи у вас автомобіль із турбонаддувом? Тоді вступайте до нашої групи!
На сучасних автомобілях нерідко застосовується турбонаддув – він дозволяє підвищити потужність двигуна завдяки збільшенню кількості палива, що впорскується в циліндр за один цикл. Ще з середини XX століття існують автомобілі, в яких використовуються відразу дві турбіни - таке компонування називають Twinturbo, Biturbo, Double Turbo та іншими словами. Нерідко можна зустріти інформацію про принципові відмінності Твінтурбо та Бітурбо – в окремих статтях наводяться визначення та сутність унікальних конструктивних елементів. Спробуємо розібратися у компонуванні цих систем і ми.
Турбонаддув все частіше застосовують для підвищення потужності двигуна
Найцікавіший момент у цій проблемі полягає в тому, що принципових відмінностей якраз не існує. Biturbo та його аналог Twinturbo є просто альтернативними назвами однакових систем наддуву з двома компресорами. Причому як Biturbo, і Twinturbo припускають використання різних варіацій технічної частини.
Різні назви були придумані маркетологами відомих автомобільних виробників, щоб виділити свою продукцію серед багатьох аналогічних машин, побудованих із застосуванням тієї ж компонування. Цікаво, що японці віддають перевагу своїм здвоєним турбокомпресорам Twinturbo, тоді як європейські компанії пишуть Biturbo - так склалося історично. В нашу країну надходять машини з обох частин світу, тому що назва Biturbo, що Twinturbo знайомі вітчизняному споживачеві. Тому суперечка про відмінності між назвами турбокомпресорів можна вважати неспроможною - а ось дізнатися про принципово різні системи, що використовуються в міжнародній практиці, буде цікаво.
Якщо ви знаєте, що таке турбонаддув, зрозумієте, що в установці двох турбокомпресорів є свої складності. Обидві турбіни системи Biturbo доводиться встановлювати на одну вихлопну магістраль, причому між ними має зберігатися певна відстань. Проблема полягає в тому, що далекий турбокомпресор отримуватиме менше енергії і працюватиме не так ефективно. У середині XX століття цю проблему вирішували досить просто - друга турбіна в компонуванні Twinturbo мала характеристики підшипників і форму крильчатки. За рахунок цього вдавалося синхронізувати роботу двох агрегатів і значно підвищувати потужність двигуна за допомогою системи Biturbo.
Система Biturbo використовується все рідше
Однак практика показала, що послідовне компонування Twinturbo має кілька важливих недоліків:
- Наявність серйозної «турбоями», тобто діапазону оборотів, у якому турбіни просто не працюють;
- Достатньо великий час відгуку на подачу газу;
- Прискорене зношування ближньої турбіни;
- Незручність установки на V-подібні двигуни.
Проблему намагалися вирішити у різний спосіб. Однак найбільш елегантне та ефективне інженерне рішення запропонувала компанія Toyota, яка зробила включення турбокомпресорів свого варіанта Biturbo. На низьких оборотах клапани закриті і вихлопні гази проходять лише через невелику першу турбіну, легко розкручуючи її та забезпечуючи ранній вихід із «турбоїми». Після досягнення 3500 об/хв, коли тиск газів вже стає надлишковим, електроніка відкриває спеціальну заслінку, і гарячий потік спрямовується до другого турбокомпресора більшого розміру, забезпечуючи суттєвий приріст потужності двигуна.
Однак з масовим поширенням V-подібних моторів послідовна система Biturbo стала застосовуватися все рідше, оскільки використовувати її було незручно з конструктивної точки зору. Приблизно на початку 80-х було запропоновано альтернативне компонування Twinturbo, в якому кожна турбіна була закріплена за кількома циліндрами двигуна - як правило, йшлося про ту чи іншу «половинку» блоку. Турбокомпресори могли розташовуватися набагато ближче до впускного та випускного колектора, що суттєво зменшило рівень механічних та аеродинамічних втрат, а також підвищило потужність двигуна. Крім того, паралельна система Biturbo, що використовує компактні турбіни, дозволила позбавитися «турбоями» і зробити мотор дуже чутливим до зміни подачі палива.
У більшості випадків паралельна схема Twin Turbo передбачає використання загального впускного колектора, що спрощує її та робить менш витратною в обслуговуванні, але обмежує динамічний потенціал автомобіля. Тому альтернативою було запропоновано компонування Biturbo з роздільними впускними трактами і колекторами. Крім того, це дозволило адаптувати систему для використання на компактних рядних моторах, які раніше оснащувалися виключно двома турбокомпресорами, розташованими послідовно.
Однак найбільш цікаву схему Twinturbo запропонувала компанія BMW - її відмінність полягала в розташуванні турбін у розвалі V8, а не по сторонах від блоку циліндрів. Причому кожен із турбокомпресорів був запитаний від циліндрів, що знаходяться по обидва боки двигуна! Незважаючи на величезні складнощі, які довелося подолати інженерам, результат перевершив усі очікування. Така оригінальна система Biturbo зменшила протяжність турбоями на 40% без зниження надійності вузла. Крім того, суттєво підвищилася стабільність роботи двигуна та зменшилася інтенсивність його вібрацій.
Іноді з компонуванням Twinturbo плутають турбіну Twinscroll. Остання передбачає використання однієї турбіни, що має два канали та дві ділянки крильчатки з різною формою лопатей. На низьких оборотах відкривається клапан, що веде до меншої крильчатки - в результаті турбокомпресор розганяється досить швидко і забезпечує приріст потужності без "турбоями". Однак з підвищенням швидкості обертання коленвала тиск вихлопних газів стає надмірним і відкривається другий клапан - тепер використовується тільки велика крильчатка. Як наслідок, автомобіль отримує додаткове зростання продуктивності.
Звичайно, така система має дещо меншу ефективність, ніж класична Biturbo. Однак у порівнянні з однією турбіною тягові можливості двигуна все ж зростають. Звичайно, компонування Twinscroll складне у виробництві і вважається досить ненадійним. Проте в даний час її дуже часто застосовують у потужних автомобілях – у тому числі й у складі системи Biturbo.
Якщо ви знаєте, чим відрізняється механічний компресор від турбіни, то зрозумієте, чому ці дві системи вважаються несумісними – перший наводиться від колінвалу, тоді як турбокомпресор використовує енергію вихлопних газів та поєднати їх практично неможливо. Однак для інженерів Volkswagen немає нічого неможливого - у свій варіант системи Twinturbo вони включили обидва вузли. Турбіна працює постійно, тоді як компресор допомагає усунути "турбояму" на низьких обертах. Згодом він відключається, але при різкому натисканні педалі газу знову набуває чинності, покращуючи реакцію двигуна на подачу палива.
Результатом використання такого варіанту Biturbo стало значне підвищення потужності, досягнення межі моменту, що крутить, на малих оборотах, прискорення набору оборотів, а також зменшення часу відгуку на натискання педалі газу. Різниця з простим Twinturbo для водія практично непомітна - він відчуває лише прогнозовану потужну динаміку і не відволікається на провали потужності або інші проблеми. Однак система, розроблена Volkswagen, виявилася дуже складною у виробництві та ненадійною. Тому в даний час на машинах брендів, що входять до групи компаній, використовує лише один із двох варіантів наддуву.
Резюмуючи вищесказане, можна дійти невтішного висновку у тому, що відмінності Twinturbo від Biturbo полягають лише у назві. Якщо вас дійсно цікавлять різні системи наддуву, вам варто звернути увагу на паралельні і послідовні компонування. Крім того, незайвим буде детальніше ознайомитися з відмінностями турбокомпресора від механічного наддуву і плюсами їх спільного застосування.
Як працюють двигуни Biturbo та Twin Turbo в автомобілях?
У дослівному перекладі з англійської словосполучення twin-turbo означає подвійне турбо або подвоєне турбо. Правильними є обидва варіанти перекладу. Тепер давайте залишимо лінгвістичний аспект і докладно вивчимо технічну сторону даного виду турбонаддува.
Для того, щоб досягти помітного збільшення потужності двигуна в його конструкцію встановлюють турбіну. Twin-Turbo є одним з видів турбосистеми автомобіля і саме на ньому ми зупинимо нашу увагу. Твін турбо має на увазі установку відразу двох однакових турбін, які багаторазово збільшують продуктивність усієї системи турбонаддуву. Подібне компонування набагато ефективніше за турбосистему, в роботі якої використовується тільки одна турбіна.
Спочатку бітурбо було спроектовано для вирішення головної проблеми всіх надувних двигунів – усунення так званої турбоями. Це виявляється у зниженні еластичності та різкому падінні потужності двигуна на низьких оборотах. Все це відбувається в момент, коли турбіна двигуна під тиском вихлопних газів не встигає розкрутитись до оптимальних оборотів.
Згодом було помічено, що здвоєні турбіни дозволяють істотно розширити діапазон оборотів номінального крутного моменту, підвищивши тим самим максимальну потужність, одночасно скоротивши загальну витрату палива.
Чи знаєте ви? Ексклюзивний суперкар Bugatti Veyron оснащений відразу чотирма турбінами, а така система турбонаддуву отримала відповідну назву - Quad-Turbo.
Існує кілька основних видів системи Twin-Turbo: паралельна, послідовна та ступінчаста. Кожен вид турбонаддува характеризується власною геометрією, принципом роботи та динамічними характеристиками, що видаються.
Це відносно простий тип турбосистеми, конструкція якого включає симетричну пару компресорів, що одночасно працюють. Завдяки такій синхронізації досягається рівномірний розподіл вхідного повітря.
Найчастіше дана схема застосовується в дизельних V-подібних двигунах, де кожен компресор відповідає за подачу повітря у колектор впускної своєї групи циліндрів.
Зменшення інертності досягається шляхом зниження маси ротора турбіни, оскільки 2 невеликі компресори створюють більший тиск, розкручуючи при цьому значно швидше, ніж один великий і більш продуктивний компресор. У результаті значно зменшується та турбояма, про яку йшлося вище, а двигун видає найкращі характеристики у всьому діапазоні оборотів.
Даний тип має на увазі компонування, що складається з двох порівнянних компресорів, які при цьому можуть мати різні характеристики і працювати в додатковому режимі. Більш легкий та швидкий нагнітач працює в безперервному режимі, усуваючи тим самим глибоку та широку турбояму. Другий нагнітач за спеціальними сигналами електроніки контролює обороти двигуна і включається при більш важких режимах роботи двигуна, забезпечуючи таким чином максимальний показник потужності та ефективності палива.
На пікових режимах роботи двигуна включаються відразу дві турбіни, працюючи в парі. Подібна схема може застосовуватись на двигунах з будь-яким паливним циклом.
Найскладніший і найпрогресивніший тип турбонаддува, що забезпечує найширший діапазон потужності. Створення необхідного наддуву стає можливим завдяки встановленню двох різновеликих компресорів, з'єднаних між собою особливою системою bypass-клапанів та патрубків.
Даний тип турбонаддува називається ступінчастим через те, що вихлопні гази в мінімальних режимах розкручують малу турбіну, а це дозволяє двигуну легко набирати обертів і працювати з більшою ефективністю. При збільшенні обертів відбувається відкриття клапана, що у свою чергу приводить у рух велику турбіну. Але тиск, який вона створює, необхідно збільшити, що і робить мала турбіна.
Після досягнення максимальних оборотів велика турбіна видає величезний тиск, який перетворює малий нагнітач на аеродинамічний опір. У цей момент автоматика відкриває перепускний клапан, і стиснене повітря надходить у двигун, минаючи на своєму шляху малу турбіну.
Але вся складність цієї системи повною мірою компенсується гнучкістю роботи двигуна та його найвищими характеристиками.
Які переваги використання Twin-Turbo і чи є недоліки
Безперечною перевагою системи Twin Turbo є велика потужність при порівняно невеликому робочому обсязі двигуна. Сюди відноситься високий крутний момент і відмінна динаміка автомобіля, оснащеним Twin-Turbo. Двигун з двома турбінами набагато екологічніший, ніж звичайний, оскільки турбонаддув дозволяє паливу набагато ефективніше згоряти в системі циліндрів.
Із недоліків бітурбо можна виділити складність експлуатації такої системи. Силова установка стає більш чутливою до якості палива та моторного масла. Турбовані двигуни потребують спеціальної олії, тому що без неї помітно зменшується термін служби масляного фільтра. Високі температури, в яких працюють турбіни, негативно позначаються на всьому двигуні автомобіля.
Головний недолік системи Twin-Turbo – це велика витрата палива. Для створення паливоповітряної суміші в циліндрах необхідний великий об'єм повітря, що тягне за собою збільшення подачі пального.
Турбіни досить швидко зношуються, якщо під час зупинки авто відразу ж глушити двигун. Щоб продовжити термін експлуатації Twin-Turbo, слід давати двигуну попрацювати деякий час на холостих обертах, охолодивши таким чином турбіни, а тільки після цього можна сміливо діставати ключ запалення.
Пам'ятайте! Twin-Turbo - це складна і дуже чутлива система турбонаддува, яка потребує дбайливого відношення та якісних комплектуючих. Дотримання цих простих правил дозволяє максимально насолодитися швидкістю та динамікою автомобіля.
Підписуйтесь на наші стрічки у Facebook, Вконтакті та Instagram: усі найцікавіші автомобільні події в одному місці.
Чи була ця стаття корисною?
Бі-турбо (Bi-Turbo) та Твін-турбо (Twin-Turbo), подвійний наддув – відмінності. Так відрізняються чи ні?
Турбовані двигуни не такі прості, як здається, поруч із цією темою витає багато незрозумілих і невизначених. Одна з таких – про дві будівлі «бі-турбо» та «твін-турбо». Нещодавно сам особисто був свідком розмови двох автовласників, один запевняв - що різниця є, а ось інший - що відмінностей немає! То в чому ж правда? Дійсно, чим відрізняються ці дві будови ТУРБО моторів, давайте розбиратися.
Якщо чесно, то різниця, звичайно - буде, але вона не матиме категоричного характеру! Лише тому що назви взяті у різних виробників, які встановлюють свої агрегати з різним компонуванням та будовою.
Однак і система «Бі-турбо» і «Твінтурбо» - по суті одне і теж. Якщо взяти англійську мову та подивитися на позначення, Bi-Turbo та Twin-Turbo, можна побачити дві приставки «Bi» та «Twin» - якщо грубо перекласти то виходить – «ДВА» або «ДВІ». Не що інше - як позначення наявності двох турбін на двигуні, причому й одну й іншу назву можна застосовувати до одного і того ж двигуна, тобто вони абсолютно взаємозамінні. Ці назви не несуть у собі якихось технічних відмінностей, тож це «голий маркетинг».
Зараз може виникнути питання, а чи взагалі навіщо? Все просто є лише два питання, які вони покликані вирішувати:
- Усунення турбоями можна сказати, що це першочергова проблема.
- Збільшення потужності.
- Будова двигуна.
Почну, мабуть, із найпростішого пункту – це будова двигуна. Звичайно, легко ставити одну турбіну, коли у вас є рядний двигун на 4 чи 6 циліндрів. Глушник один. Але що робити, коли у вас скажемо V образний мотор? І по три – чотири циліндри на кожну строну, тоді й глушника два! Ось і ставлять на кожен по турбіні, середній чи малій потужності.
Усунення турбоями – як я вже писав зверху, це завдання номер «1». Вся справа в тому що у турбованого мотора є провал - коли ви натискаєте на газ, відпрацьованим газам потрібно пройти і розкрутити крильчатку турбіни, саме цей час і «просідає» потужність, це може бути від 2 до 3 секунд! А якщо вам на швидкості потрібно зробити обгінний маневр – це безпечно! Ось і встановлюють різні турбіни, а найчастіше компресор + турбіна. Один працює на низьких оборотах, тобто на старті, щоб уникнути «турбоями», друга – на швидкості, коли потрібно залишити тягу.
Збільшення потужності – це найбанальніший випадок. Тобто для збільшення потужності мотора до малопотужної турбіни встановлюють ще одну потужну, таким чином - дмуть вони дві, що значно підвищує продуктивність. До речі, на деяких гоночних машинах, є і три і навіть чотири турбіни, але це дуже складно і в серію, як правило, не йде!
Ось власне і рішення, для яких застосовують «ТВІНТУРБО» або «БІТУРБО» і знаєте це реально вихід від позбавлення від турбоями та збільшення потужності.
Зараз на багатьох авто застосовуються лише дві основні будівлі - розташування двох турбін. Це паралельне та послідовне (відоме ще як секвентальне).
Наприклад, деякі Міцубіші мають саме «Твінтурбо», але паралельну роботу, як я вже відзначав зверху, це дві турбіни на агрегаті V6, по одній на кожний бік. Дують вони в загальний колектор. А ось наприклад, на деяких АУДІ, також є паралельна робота на двигуні V6, але назва «БІТУРБО».
На автомобілях Toyota зокрема на «СУПРА», стоїть рядна шістка, проте тут також є два наддуви – працюють вони в хитрому порядку, можуть працювати відразу два, можуть один працює, інший ні, можуть включатися поперемінно. Все залежить від вашої манери їзди – домагаються такої роботи хитрими перепускними клапанами. Ось вам послідовно-паралельна робота.
Як і на деяких автомобілях СУБАРУ – перша (мала) нагнітає повітря на низьких оборотах, друга (велика) підключається лише тоді, коли обороти значно зросли, ось вам і паралельне включення.
То різниця все ж таки є чи відмінностей взагалі немає? Знаєте негласно, виробники все ж таки відрізняють ці дві будівлі, давайте докладніше.
Як правило, це два послідовно включаються турбіни в роботу. На яскравому прикладі СУБАРУ – одна мала і потім інша велика.
Мала розкручується набагато швидше, тому що не має великої інерційної енергії – логічно вона включається в роботу на низах, тобто першою. Для малих швидкостей до невисоких оборотів цього цілком достатньо. Але при високих швидкостях і оборотах цей «дитина» майже непотрібний, тут необхідна подача, куди більшого обсягу стиснутого повітря - включається друга більш важка і сильна турбіна. Яка дає необхідну потужність та продуктивність. Що дає таке послідовне розміщення у BI-TURBO? Це майже виняток турбоями (комфортне прискорення) та висока продуктивність на високих швидкостях, коли тяга залишається навіть на швидкостях за 200 км/год.
Потрібно відзначити, що можуть бути встановлені як на V6 агрегат (з кожного боку по своїй турбіні), так і на рядну версію (тут можуть розділити випускний колектор, наприклад, з двох циліндрів дме одна, з двох інших інша).
Мінусами можна назвати високу вартість та роботи з налаштування такої системи. Адже тут використовуються тонкі налаштування перепускних клапанів. Тому установка обумовлена на дорогих спортивних машинах, таких як ТОЙОТА СУПРА, або авто елітного класу – МАЗЕРАТТІ, АСТОН МАРТИН тощо.
Тут в основному стоїть завдання не позбавитися «турбоями», а максимально підвищити продуктивність (нагнітання стисненого повітря). Як правило працює така система на високих оборотах, коли один нагнітач не може впоратися зі збільшеним на нього навантаженням, тому встановлюється (паралельно) ще один такий же. Разом вони нагнітають повітря вдвічі більше, що даєте майже такий самий приріст продуктивності!
Але як же «турбояма», що вона тут лютує? А ось і ні, її теж ефективно перемагають лише трохи іншим способом. Як я вже говорив, малі турбіни набагато швидше розкручуються, так ось уявіть - змінюють 1 велику, на 2 малих - продуктивність практично не падає (працюють паралельно), а ось "ЯМА" йде тому як реакція швидше. Тому, виходить, створити нормальну тягу з самого низу.
Установка може бути як рядні моделі силових агрегатів, і на V-образные.
Виробництво та налаштування набагато дешевше, тому ця будова застосовується у багатьох виробників.
Це теж можна назвати "БІ-ТУРБО" або "ТВІН-ТУРБО" - як хочете. По суті, і компресор і турбо варіант роблять одну роботу, тільки один (механічний) набагато ефективніший в низах, інший (від відпрацьованих газів) - у верхах! Про розходження наддувів читаємо тут.
Як правило, компресор встановлюється на ременную передачу від колінчастого валу двигуна, тому максимально швидко розкручується з ним. Тим самим дозволяючи уникати «ЯМИ», а ось на високих оборотах він марний - тут вже входить турбо варіант.
Цей симбіоз застосовується на деяких німецьких машинах, великий плюс компресора, що в нього набагато вищий ресурс, ніж у опонента!
Зараз невелике відео, дивимося
Читайте наш АВТОБЛОГ, підписуйтесь на оновлення.
Автомобіль цінується не лише за якість складання та дизайн, а й за швидкість. дозволяє досягти нових можливостей від транспортного засобу, тому водії часто замислюються про збільшення швидкості у своїй машині. Популярним методом є використовувати твін-турбо та бітурбо, але чи є між ними різниця?
Сутність питання
Багато сучасних автомобілів використовують такі для збільшення палива, що використовується. За рахунок більшої кількості палива, що впорскується, підвищується загальна швидкість руху. Справжня технологія була відома ще у ХХ столітті – компонування із двох труб називали Double Turbo, Twin-turbo і так далі. Сьогодні вони представлені як технології твін-турбо та бітурбо.
Що це означає
Biturbo є конструкцією турбонаддува, яка має вигляд двох турбін. Перша їх великого розміру, а друга зменшеного. У той час, як перша додає потужний потік повітря, менша турбіна служить основним елементом для роботи в середньому діапазоні швидкостей. Така система орієнтована більш плавну роботу прискореного руху.
Конструкція twin-turbo більше орієнтується на приріст потужності, ніж стабільну роботу автомобіля. Тому в ній використовуються дві однакові турбіни, які впливають безпосередньо на швидкість руху.
Відмінності компонування
За словами виробників, між цими системами є велика різниця. Насправді значних відмінностей у технології немає. Це успішний маркетинговий хід, який позитивно впливає продажу виробів. Biturbo і twin-turbo здатні використовувати різні технологічні варіації як різного розміру турбін, тому є універсальними системами.
Наприклад, турбонаддув у багатьох автомобілях зветься Twin-turbo (Mitsubishi 3000 VR-4). При цьому в машині V6, що має дві турбіни для трьох циліндрів, що використовують потік вихлопних газів. У німецькому виробництві також є такі системи, але вони мають назву Biturbo.
Як показує практика, японці більшою мірою використовують twin-turbo, коли в Європі популярнішим є biturbo. У нашій країні можна придбати обидві варіації із різними технологічними особливостями.
Класичний варіант
Технологія подвійного турбонаддуву означає, що використовуються два компресори. Виникає досить велика складність із встановленням двох вихлопних труб на одну магістраль, оскільки між ними має бути простір. Частою проблемою є неоднаковий розподіл енергії між двома компресорами. Цей недолік був вирішений оригінальною формою турбіни twin-turbo у вигляді крильчатки, що синхронізувало роботу всього пристрою.
Особливостями компонування системи twin-turbo є деякі недоліки:
- присутність так званої «турбоями», за якої турбіни не працюють;
- ближня турбіна отримує прискорене зношування;
- подача газу відбувається із уповільненням;
- складна установка для двигунів V-типу.
Компанія Toyota запропонувала своє вирішення цих проблем – вона зробила власний варіант для турбокомпресорів biturbo. При малих обертах клапани виробу закриті, тому вихлопні гази виходять через першу турбіну. Вона, у свою чергу, швидко розкручується і дає змогу обійти «турбояму» на ранньому етапі. Коли рух досягає 3500 оборотів на хвилину, двигун відкриває спеціальні клапани для надлишків газу, через що все гаряче повітря перенаправляється до турбокомпресора, суттєво збільшуючи потужність двигуна.
Сучасний погляд
Система biturbo стала застосовуватися менше, адже V-мотори набули великого поширення. Вона виявилася незручною через свої конструктивні особливості. У 80-х роках було впроваджено систему з кріпленням турбіни за циліндрами. Це дозволило встановити турбокомпресори ближче до колекторів, щоб знизити аеродинамічні втрати та підвищити загальну швидкість. Це також покращило загальну стійкість системи.
Особливості збирання
Найчастіше система twin-turbo дозволяє використовувати єдиний впускний колектор, через що витрати на обслуговування дещо знижуються, хоч і зменшується. Щоб це компенсувати, були використані роздільні колектори та впускні тракти. Це дозволило використовувати систему для невеликих двигунів, на яких турбокомпресори завжди розміщувалися послідовно.
Компанія BMW має своє бачення для технології twin-turbo – розташування турбін знаходилося у розвалі V8, а не по сторонах, як завжди. Головною особливістю було те, що компресори були запитані циліндрами, які розташовувалися по обидва боки. Завдяки такому рішенню, «турбояма» була зменшена на 40% без суттєвих втрат потужності. До того ж, це зменшило вібрації від роботи обладнання.
Для звичайного користувача автомобіля необов'язково знати різницю, що таке твін-турбо та бітурбо, тому що ці системи є максимально схожими. Особливість у варіаціях розміру турбін та послідовності їх підключення робить ці конструкції універсальними. Twin-turbo більше націлена на зручність та комфортну поїздку, тоді як biturbo представлена у вигляді потужнішої системи. Їхнє складання може змінюватися, виходячи з вимог, тому вибирати можна будь-яку з цих систем.
Якщо ви чули про технології biturbo та twin-turbo, але не знаєте, яку з них краще вибрати, варто звернути увагу на технічну частину автомобіля. Найчастіше всі відмінності між системами представлені лише у назві.
У дослівному перекладі з англійської словосполучення twin-turbo означає подвійне турбо або подвоєне турбо. Правильними є обидва варіанти перекладу. Тепер давайте залишимо лінгвістичний аспект і докладно вивчимо технічну сторону даного виду турбонаддува.
Що таке Twin-Turbo (Tвін турбо)
Для того, щоб досягти помітного збільшення потужності двигуна його конструкцію встановлюють турбіну. Twin-Turbo є одним з видів турбосистеми автомобіля і саме на ньому ми зупинимо нашу увагу. Твін турбо має на увазі установку відразу двох однакових турбін, які багаторазово збільшують продуктивність усієї системи турбонаддуву. Подібне компонування набагато ефективніше за турбосистему, в роботі якої використовується тільки одна турбіна.
Спочатку бітурбо було спроектовано для вирішення головної проблеми всіх надувних двигунів. усунення так званої "турбоями". Це виявляється у зниженні еластичності та різкому падінні потужності двигуна на низьких оборотах.Все це відбувається в момент, коли турбіна двигуна під тиском вихлопних газів не встигає розкрутитись до оптимальних оборотів.
Згодом було помічено, що здвоєні турбіни дозволяють істотно розширити діапазон оборотів номінального крутного моменту, підвищивши тим самим максимальну потужність, одночасно скоротивши загальну витрату палива.
Чи знаєте ви?Ексклюзивний суперкар Bugatti Veyron оснащений відразу чотирма турбінами, а така система турбонаддуву отримала відповідну назву – Quad-Turbo.
Види систем турбонаддуву та їх принцип роботи
Існує кілька основних видів системи Twin-Turbo: паралельна, послідовна та ступінчаста. Кожен вид турбонаддува характеризується власною геометрією, принципом роботи та динамічними характеристиками, що видаються.
Паралельний
Це відносно простий тип турбосистеми, конструкція якого включає симетричну пару одночасно працюючих компресорів.Завдяки такій синхронізації досягається рівномірний розподіл вхідного повітря.
Найчастіше дана схема застосовується в дизельних V-подібних двигунах, де кожен компресор відповідає за подачу повітря у колектор впускної своєї групи циліндрів.
Зменшення інертності досягається шляхом зниження маси ротора турбіни, оскільки 2 невеликі компресори створюють більший тиск, розкручуючи при цьому значно швидше, ніж один великий і більш продуктивний компресор. У результаті значно зменшується та турбояма, про яку йшлося вище, а двигун видає найкращі характеристики у всьому діапазоні оборотів.
Послідовний
Даний тип має на увазі компонування, що складається з двох сумірних компресорів, які при цьому можуть мати різні характеристики та працювати в додатковому режимі.Більш легкий та швидкий нагнітач працює в безперервному режимі, усуваючи тим самим глибоку та широку турбояму. Другий нагнітач за спеціальними сигналами електроніки контролює обороти двигуна і включається при більш важких режимах роботи двигуна, забезпечуючи таким чином максимальний показник потужності та ефективності палива.
На пікових режимах роботи двигуна включаються відразу дві турбіни, працюючи в парі. Подібна схема може застосовуватись на двигунах з будь-яким паливним циклом.
Ступінчастий
Найскладніший і найпрогресивніший тип турбонаддува, що забезпечує найширший діапазон потужності. Створення необхідного наддуву стає можливим завдяки встановленню двох різновеликих компресорів, з'єднаних між собою особливою системою bypass-клапанів та патрубків.
Даний тип турбонаддува називається ступінчастим через те, що вихлопні гази в мінімальних режимах розкручують малу турбіну, а це дозволяє двигуну легко набирати обертів і працювати з більшою ефективністю. При збільшенні обертів відбувається відкриття клапана, що у свою чергу приводить у рух велику турбіну. Але тиск, який вона створює, необхідно збільшити, що і робить мала турбіна.
Після досягнення максимальних оборотів велика турбіна видає величезний тиск, який перетворює малий нагнітач на аеродинамічний опір. У цей момент автоматика відкриває перепускний клапан, і стиснене повітря надходить у двигун, минаючи на своєму шляху малу турбіну.
Але вся складність цієї системи повною мірою компенсується гнучкістю роботи двигуна та його найвищими характеристиками.
Які переваги використання Twin-Turbo і чи є недоліки
Безперечною перевагою системи Twin Turbo є велика потужність при порівняно невеликому робочому обсязі двигуна.Сюди відноситься високий крутний момент і відмінна динаміка автомобіля, оснащеним Twin-Turbo. Двигун з двома турбінами набагато екологічніший,ніж звичайний, оскільки турбонаддув дозволяє палив набагато ефективніше згоряти в системі циліндрів.
З недоліків бітурбо можна виділити складність експлуатації такої системи.Силова установка стає більш чутливою до якості палива та моторного масла.Турбовані двигуни потребують спеціальної олії, тому що без неї помітно зменшується термін служби масляного фільтра. Високі температури, в яких працюють турбіни, негативно позначаються на всьому двигуні автомобіля.
Головний недолік системи Twin-Turbo – це велика витрата палива.Для створення паливоповітряної суміші в циліндрах необхідний великий об'єм повітря, що тягне за собою збільшення подачі пального.
Турбіни досить швидко зношуються, якщо під час зупинки авто відразу ж глушити двигун.Щоб продовжити термін експлуатації Twin-Turbo, слід давати двигуну попрацювати деякий час на холостих обертах, охолодивши таким чином турбіни, а тільки після цього можна сміливо діставати ключ запалення.
Пам'ятайте! Twin-Turbo - це складна і дуже чутлива система турбонаддува, яка потребує дбайливого відношення та якісних комплектуючих. Дотримання цих простих правил дозволяє максимально насолодитися швидкістю та динамікою автомобіля.
Насамперед слід одразу пояснити, що різниці між термінами бітурбо та твінтурбо не існує. Просто позначення бітурбо у світі більш поширене, ніж твінтурбо через наявність відомої в 80-90-х роках моделі Maserati Biturbo, яка стала першопрохідником застосування схеми бітурбо на серійних автомобілях. Ось, власне, і вся різниця.
Схема бітурбо двигуна Maserati
Сенс схеми бітурбо або твінтурбо полягає в тому, що два турбокомпресори мають меншу інерційність і їх турбіни швидше розкручуються, що призводить до збільшення віддачі двигуна. Також трапляються послідовні схеми бітурбо, де одна турбіна працює на низьких оборотах двигуна, а друга підключається пізніше. До найяскравіших прикладів сучасного застосування бітурбо відносяться Pagani Huayra, Koenigsegg Agera, McLaren MP4-12C.
Звичайні автомобілі з турбонаддувом, як правило, задовольняються одним турбокомпресором, а схема бітурбо - це складніший механізм, тому застосовується тільки на найпотужніших версіях цивільних моделей. Крім того, останнім часом економічно вигідним виглядає застосування дешевшої схеми twin-scroll навіть на потужних модифікаціях. У свою чергу, для підвищення ефективності дизельних двигунів часто вважають за краще застосовувати один турбокомпресор замість бітурбо, але зі змінною геометрією турбіни.
До найбільш витончених технічно схем підвищення віддачі наддувних моторів слід віднести компонування з трьома турбокомпресорами (BMW X5 M50d) або з чотирма (Bugatti Veyron), а також комбіновану схему Twincharger, де в парі з турбокомпресором . Ну а найпоширенішим способом підвищення віддачі наддувних моторів залишається інтеркулер, який застосовується практично на всіх сучасних двигунах із турбонаддувом.
Піонери серійного застосування бітурбо (таблиця)
| Марка | Рік випуску | Робочий об'єм двигуна, л | Потужність, л.с. |
