Сб-вс: 10:00 – 19:00
Твин- и битурбо – в чем между ними разница?
И битурбо, и твинтурбо представляют собой системы, направленные на использование двух турбин для увеличения мощности, борьбы с эффектом турбоямы, а также компенсации конструктивных особенностей моторов. Рассмотрим, в каких случаях используется такое решение, в чем особенность каждой из систем, а также разберем схемы параллельного, последовательного и турбированного двухступенчатого наддува.
Для чего требуется две турбины?
Основным компонентом системы турбированного наддува является компрессор. Он используется для сжатия воздуха, направления его к цилиндрам двигателя. Внешне он схож с вентилятором с крыльчаткой, которая при вращении втягивает поток. Вращение происходит за счет ремней мотора или под воздействием энергии поступающих выхлопных газов. По мере раскручивания крыльчатки, начинается и вращение компрессора. В результате воздушный поток подается в камеру сгорания, увеличивая мощность.
Установка двух турбин позволяет решить следующие задачи:
- Справиться с турбоямами. Одной из проблем стандартной турбированной системы считается провал в момент нажатия на газ. Причиной этого является то, что отработанному потому необходимо время, чтобы поступить на крыльчатку и запустить ее вращение. Как правило, на это уходит 2-3 секунды. Решить проблему позволяет установка второй турбины.
- Конструктивные особенности – при использовании рядных 4- или 6-цилиндровых двигателей один компрессор устанавливается легко. С V-образными моторами сложнее, в этом случае турбина устанавливается на каждую сторону.
- Увеличение мощности – турбины действуют совместно, что повышает производительность. В спорткарах применяется система квадротурбо с четырьмя компрессорами.
В зависимости от типа мотора производители отдают предпочтение системе twin или bi-turbo. Конструктивно они схожи, однако у каждой из них свои особенности.
В чем заключается разница между твин и битурбо?
Битурбо представляет собой систему турбированного наддува с последовательным подсоединением турбин. По габаритам одна из них меньше, вторая больше по размерам. Маленькая ускоренно набирает обороты. Однако быстрая раскрутка мотора не позволяет создать необходимое давление. С этой задачей справляется вторая турбина (больше по размеру).
Такая система отличается довольно сложной конструкцией. В основном она применяется на автомобилях премиум класса. Она используется на двигателе V6, на которых с каждой из сторон расположен свой компрессор, но с единым впуском. Другой вариант – применение с рядным мотором с распределением по цилиндрам. В этом случае используется по два для каждой турбины. Например, на Subaru B4 предусмотрено два разных по размеру турбированных компрессора с последовательным подключением.
Твинтурбо – схожая система, направленная на рост мощности, повышение динамических характеристик. Как и битурбированных двигателях, в этом случае применяется две турбины, но в этом случае их размер одинаков. Это позволяет минимизировать турбосбои. Система подходит для рядных и V-образных двигателей. Подключение изменяется в зависимости от конструкции и типа системы.
Твинтурбо применяется на многих авто. Например, на Mitsubishi 3000 VR4. В модели используется двигатель V6, по одной турбине приходится на три цилиндра. В Toyota Supra применяется twinturbo, действующая в определенной последовательности.
Biturbo с параллельным подключением
Система подключения определяет разделение отработанных газом между компрессорами и их дальнейшую подачу в коллектор для впуска и распределения в камеры сгорания. Параллельная схема применяется в V двигателях, где турбины установлены на индивидуальных коллекторах выпуска.
Такая система подключения эффективна за счет увеличения мощности, уменьшения турбоямы. В основном biturbo с параллельным подключением используется на дизельных моторах. С бензиновыми двигателями она мало применяется по причине сложности реализации.
Biturbo с последовательным подключением
Использование biturbo с последовательной системой подключения позволяет избавиться от трубоям, а также обеспечить равномерность в динамике. Авто будет двигаться без рывков, что повышает комфорт, увеличивает приемистость двигателя. Однако увеличение динамики может быть рискованным в условиях города. При резком нажатии на газ есть вероятность врезаться в автомобиль, едущий впереди.
Битурбированная система с последовательным подключением может быть реализована на бензиновых и дизельных двигателях. Однако в первом случае присутствует риски детонации по причине резкого увеличения числа оборотов и роста температуры выхлопа. С дизельными моторами такой проблемы не возникает за счет большего сжатия.
Система двухступенчатого турбонаддува
Система включает два турбированных компрессора. Они устанавливаются последовательно на коллекторах выпуска и впуска. Действие системы обеспечивается за счет регулировки клапаном нагнетаемого и выходящего потока. Алгоритм работы системы построен следующим образом:
- При невысоких оборотах выход закрыт, газы подаются через компрессор малого размера, после чего подаются в большой. Однако из-за низкого давления большая турбина практически не вращается. При впуске на мотор турбоклапан закрыт, а значит поток поступает через большую на малую турбину.
- При росте оборотов компрессоры начинают действовать одновременно, постепенно клапан открывается. Часть отработанных газов направляется на большую турбину, которая набирает скорость. Большая турбина при впуске сжимает воздух при небольшом давлении. Поток поступает в малый компрессор, который обеспечивает сжатие до заданного значения. Перепускной клапан закрыт, открывается он при максимальной мощности.
- Открытие ОГ клапана происходит при максимальной нагрузке. Газы поступают через большой компрессор, повышают частоты вращения. Отработанные газы идут в крупный компрессор, маленький же при этом не работает. При впуске большая турбина обеспечивает достаточное значение давления, малый же используется в качестве преграды. В определенный момент клапан открывается, за счет чего воздушный поток направляется на двигатель.
Устроенная таким образом двухступенчатая система наддува обеспечивает эффективность компрессора при всех режимах работы. Ее применение позволяет решить проблему дизельных силовых агрегатов, связанную с несоответствием момента вращения на малых оборотах и слишком большую мощность на высоких. Применение такой схемы обеспечивает достижение нужных значений в короткий, а также отличную динамику.
Двухступенчатый наддув применяется в авто BMW и Opel. Производителями выступают заводы Borg Warner TurboSystems и Cummins. В первом случае конструкция включает охладитель, перепускные клапаны, две турбины с низким и высоким давлением.
В TSI двигателях применяется другой подходит. В ниже присутствуют следующие режимы работы:
- До 1000 оборотов – наддува нет;
- 1000-2400 оборотов – задействуется механический нагнетатель;
- 2400-3500 оборотов – нагнетатель и турбированный компрессор взаимно выполняют функции;
- От 3500 оборотов – запускается турбина.
Таким образом на холостых оборотах двигатель работает без наддува с выключенным нагнетателем и закрытой заслонкой. При повышении оборотов происходит наддув, давление достигает 0,17 Мпа.
При достижении значения в 2400 оборотов запускается турбина, срабатывание нагнетателя происходит по необходимости. Давление возраста до 0,25 МПа. Далее функционирует только турбина, заслонка закрывается, давление уменьшается до 0,18 МПа, чтобы избежать детонации.
BI- и Twinturbo системы предусматривают применение турбин разного и одинакового размера. Они позволяют нивелировать конструктивные особенности моторов, улучшить динамику, повысить мощность, справиться с турбоямами. Каждый производитель самостоятельно определяет тип применяемой системы. Однако общий принцип один и тот же.