Бі-турбо (Bi-turbo) і Твін-турбо (twin-turbo)
Попри запевняння деяких «експертів» назва системи битурбо або твинтурбо не відображують схему роботи турбіни - паралельну або послідовну (секвентальную).
Наприклад, у автомобіля Mitsubishi 3000 VR-4 система турбонаддува носить назву TwinTurbo. 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 по робочому принципом системи, але називаються вони не твинтурбо, а Бітурбо.
На автомобілі Toyota Supra з рядною шісткою встановлені дві турбіни, система турбонаддува називається TwinTurbo, але працюють вони в особливій послідовності, включаючись і виключаючи з 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 і твинтурбо.
Бі-турбо - система турбонаддува, що представляє собою дві послідовно включаються в роботу турбін. В системі бі-турбо 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 і створенням потрібного тиску. Тоді підключається велика турбіна, що додає потужний заряд стисненого повітря. Отже, мінімізується затримка (або турболаг), утворюється рівна розгінна динаміка. Системи бі-турбо вельми не дешеве задоволення і зазвичай встановлюються на автомобілі високого класу.
Система бі-турбо може бути встановлена як на двигун V6, де кожна турбіна буде встановлена зі свого боку, але з загальним впусканням. Або на рядном моторі, де установка турбіни здійснюється по циліндрах (напр, 2 для малої і 2 для больщой турбіни), так і секвентально, коли на випускному колекторі спочатку встановлюється велика Трубіна, а потім маленька.
Твін-турбо - дана система відрізняється від бі-турбо тим, що націлена не на зниження турбо-лага або вирівнювання розгінної динаміки, а на збільшення продуктивності. У системах твін-турбо застосовуються дві однакові турбіни, відповідно продуктивність такої системи турбонаддува ефективніше, ніж системи з одного турбіною. До того ж, якщо застосувати 2 невеликих турбіни, схожих по продуктивності з одним великим, то можна знизити небажаний турболаг. Але це не означає, що ніхто не використовує дві великі турбіни. Наприклад, в серйозному дразі можуть використовуватися дві великі турбіни для ще більшої продуктивності. Система твін-турбо може працювати як на V-образних моторах, так і на рядних. Послідовність включення турбін може варіюватися, як і на битурбо системах.
А взагалі для ще більшого веселощів ніхто вам не заважає увіткнути відразу 3 турбіни або більше. Мета переслідується така ж, як і для твін-турбо.
Буває три види систем твін турбо і бі-турбо а саме:
1) Паралельний тип:
Паралельна система працює одночасно і паралельно один одному, і включає в себе два однакових турбокомпресора. Паралельна робота відбувається через рівного розподілу потоку згорілих газів між турбокомпресорами. З кожного компресора виходить стиснене повітря і надходить в загальний впускний колектор, і потім розподіляється по циліндрах. Паралельний використовується, як правило, на дизельних V-подібних двигунах. Через паралельної схеми турбонаддува ефективність системи грунтується на тому, що дві маленькі турбіни мають меншу інерційність, ніж одна велика турбіна. Турбокомпресори працюють на всіх оборотах двигунах забезпечуючи швидке підвищення наддуву. І кожна турбіна встановлена на своєму випускному колекторі.
твін турбо битурбо паралельна
В системі послідовного Twin Turbo постійно працює перший турбокомпресор, а другий починає працювати в певному порядку роботи двигуна (підвищена частота обертів, навантаження). Послідовний турбокомпресор включає два однакових за характеристиками турбокомпресора.
Електронна система керування забезпечує перехід між режимами і регулює потік згорілих газів до другого турбокомпресору за рахунок спеціального клапана.
З технічної точки зору система двоступеневого турбонаддува є найдосконалішою.
В системі двоступеневого турбонаддува використовується клапанне регулювання потоку згорілих газів і повітря, що нагнітається. Ця система складається з двох турбокомпресорів різного розміру. Надалі встановлених в впускному і випускному трактах.
Пропускний клапан згорілих газів закритий при низьких оборотах двигуна. Згорілі гази через малий турбокомпресор, маючи максимальну віддачу і мінімальну інерцію проходять далі через великий турбокомпресор. І так як тиск відпрацьованих газів не сильне, то отже і велика турбіна практично не обертається. Пропускний клапан наддуву закритий на впуску і повітря надходить послідовно через великий і малий компресори.
Загальна робота турбокомпресорів починає здійснюватися при зростанні оборотів. І поступово починає відкриватися перепускний клапан згорілих газів. Велика турбіна починає все більше і інтенсивно розкручуватися, так як частина відпрацьованих газів йде прямо через неї.
Великий турбокомпресор на впуску з певним тиском починає стискати повітря, але тиск не дуже велике і стиснене повітря далі надходить в малий турбокомпресор, де продовжує підвищується тиск. При цьому перепускний клапан залишається закритий. Пропускний клапан згорілих газів відкривається повністю при повного навантаження. Зупиняється мала турбіна, а велика починає розкручуватися до максимальної частоти, так як через неї практично повністю проходять згорілі гази. Тиск наддуву досягає свого максимального значення на впуску великого компресора при цьому малий компресор створює перешкоду для повітря. І в певний момент перепускний клапан наддуву відкривається і стисле повітря безпосередньо безпосередньо надходить до двигуна.
Завдяки системі двоступеневих турбокомпресорів миттєво досягається номінальний крутний момент і підтримується в широкому діапазоні оборотів двигуна. При цьому досягається максимальне збільшення потужності. Таким чином, система підтримує блискучу роботу турбокомпресорів на всіх режимах роботи двигуна. Так само система пояснює відоме протистояння дизельних двигунів між граничною потужністю на високих оборотах і високим крутним моментом на низьких оборотах.
приблизний принцип роботи
І трохи про інших видах турбін.
Турбокомпресори із змінною геометрією VTG (Variable Geometry Turbine)
1) Вища потужність: при певній швидкості двигуна і для заданого тиску наддуву моделі VNT забезпечують більшу різницю тисків і знижують температуру газів на виході з двигуна.
2) Більший крутний момент: при низьких оборотах двигуна моделі VNT забезпечують підвищений тиск наддуву.
3) Економія палива і зниження викиду шкідливих речовин в атмосферу: контрольовані безпосередньо системою управління двигуном, турбокомпресори VNT оптимізують згоряння.
турбіна із змінною геометрією
a. корпус турбіни
b. крильчатка для відпрацьованих газів
c. корпус турбокомпресора
e. вісь важеля зміщення регульованого кільця
f. регульоване кільце
g. осі напрямних пелюсток
h. напрямні пелюстки
Основною проблемою VNT турбокомпресора є недостатня стійкість конструкції до високих температур. З цієї причини основним місцем застосування технології VNT стали дизельні двигуни. Першою «ластівкою» в застосуванні турбіни із змінною геометрією на бензинових двигунах стала компанія Porsche.
Один з варіантів вирішення проблеми "турбоями" - турбіна з двома крильчатками, звана Twin-Scroll. Одна з крильчаток (трохи більшого розміру) приймає вихлопні гази від однієї половини циліндрів двигуна, друга (трохи меншого розміру) - від другої половини циліндрів. Обидві подають гази на одну і ту ж турбіну, ефективно розкручуючи її, як на низьких, так і на високих оборотах.
Є ще так-же турбо-компресорні двигуни але про них ми поговоримо іншим разом.
Мабуть на цьому Все, як завжди все зібрано, допив, доповнено і частково переведено мною (RastaBeat).
Як завжди оцінювати цю статтю Вам якщо вона Вам подобається або здалася цікавою не полінуйтеся натиснути на кнопочку "мені подобається", Дякую всім за увагу, будь-які питання по авто Ви як і раніше можете писати мені в личку намагаюся допомагати всім.