Система twin turbo и возможные схемы монтажа турбонагнетателей

Позже инженерами была переработана система спаренного турбокомпрессора, и теперь такие силовые агрегаты способны показать хорошие характеристики мощности на выходе, удерживать номинальный крутящий момент практически во всем диапазоне оборотов, снижать расход топлива.

Система twin turbo имеет несколько схем установки:

• параллельную
• последовательную
• ступенчатую.

Как правило, схемы различаются турбокомпрессорами, их расположением и мощностными характеристиками при применении. Регулировкой системы турбокомпрессоров занимается специальный микрокомпьютер, он контролирует входные датчики приводом клапанов, благодаря чему управляет потоком воздуха и отработанных газов.

Twin Turbo – это общепринятое название любого вида такой системы, но все чаще можно слышать ее называние как - Biturbo. В некоторых источниках название спаренной системы Biturbo понимается как параллельная схема подключения турбонагнетателей, но это не совсем так.

Параллельный Twin Turbo

Как правило, система параллельной установки турбонагнетателей имеет две абсолютно одинаковые турбины, которые работают одновременно и параллельно относительно друг друга. Работа такой системы организовывается при помощи равномерного распределения потока выхлопных газов между двумя турбинами. Соответственно, воздух на выходе из турбины объединяется во впускном коллекторе, а после под давлением попадает в цилиндры в виде смеси.

Параллельный Twin Turbo в основном применяется на V-образных дизельных двигателях. Каждый отдельный турбокомпрессор закреплен на своем коллекторе. Высокая эффективность схемы параллельного турбонаддува объясняется тем, что две небольшие турбины менее инерционны, чем одна большая. Так можно уменьшить эфект "турбояма", но не убрать его полностью. Турбокомпрессоры работают практически на всех оборотах двигателя, тем самым обеспечивая максимальное наполнение цилиндров и минимальный расход.

Последовательный Twin Turbo

Схема последовательного Twin Turbo может иметь два различных турбокомпрессора, с примерно одинаковыми техническими характеристиками. При таком использовании турбокомпрессоров первый турбонагнетатель работает постоянно, а второй подключается при помощи специальной системы при повышении нагрузок или же при резком нажатии на педаль акселератора.

Автоматическое переключение между несколькими режимами осуществляется при помощи электронной системы, электронная система автоматически регулирует и поток выхлопных газов при работе одной турбины ко второй при помощи специального перепускного клапана. При надобности клапан открывается полностью и тогда принцип работы компрессоров очень напоминает параллельный. Некоторые специалисты называют такую схему подключения компрессоров последовательно–параллельной. Сжатый воздух при работе одного или двух турбонагнетателей попадает во впускной коллектор, откуда в виде смеси попадает в цилиндры.

Общепризнанным фактом является то, что при правильной настройке последовательного наддува можно уменьшить количество расходуемого бензина и одновременно существенно повысить максимальную мощность автомобиля. Так же Twin Turbo может применяться как на дизельных, так и на бензиновых двигателях. В 2011 году передовик в системах турбо компания BMW анонсировала выход новейшей системы с тремя турбокомпресорами – Triple Turbo.

Двухступенчатый турбонаддув

Система ступенчатого турбонаддува до сих пор является наиболее прогрессивной в технологическом плане. 2-х ступенчатый наддув, начиная с 2004 года, используется на некоторых дизельных двигателях от компании OPEL. Одним из известных производителей такой системы является компания BorgWarner Turbo Systems, которая внедряет передовую систему на дизельные силовые агрегаты BMW и Cummins.

Такая система подразумевает установку двух различных между собой турбонагнетателей, которые устанавливаются непосредственно во впускном и выпускном трактах. Тут используется клапанное автоматическое регулирование потоков на впуске и выпуске.

При низких оборотах двигателя

При низких оборотах перепускной клапан выхлопных газов закрыт. Отработанные газы проходят сквозь установленный малый турбокомпрессор, имеющий минимальную инерцию и максимальную отдачу, затем прогонятся большим. Давление на крыльчатки выхлопных газов не сильное. Большая турбина практически не участвует в работе двигателя. На впуске специальный перепускной клапан турбосистемы закрыт.

При высоких оборотах двигателя

При повышении оборотов давление на крыльчатку большей турбины начинает увеличиваться, в результате чего в работу включается не только малая, но и большая турбина. Для уменьшения давления в системе перепускной клапан отработанных газов помалу открывается. Интенсивность раскрутки большой турбины увеличивается. На впуске выходит довольно плотный воздушный поток, который имеет определенное давление в соответствии с количеством оборотов двигателя. Для резкого повышения оборотов, а соответственно, увеличения мощности, используется система, при которой частично воздух под давлением заходит в малую турбину, а потом в компрессор, что позволяет избежать эффекта «турбоямы».

При полной нагрузке двигателя

При максимальной нагрузке перепускной клапан отработанных газов открывается полностью. Газы, не встречая на своем пути препятствия, с максимальным давлением вращают лопасти большой турбины, благодаря чему происходит мгновенное увеличение скорости потока воздуха на впуске, откуда воздух расходится по цилиндрам.