BI-TURBO JA TWIN-TURBO

Järjestikused

Järjestikune turboülelaadimine viitab seadistusele, kus mootor kasutab üht turboülelaadurit madalamate pöörete jaoks ja teist või mõlemat turboülelaadurit suurematel mootoripööretel. Selle süsteemi eesmärk on ületada suurte turboülelaadurite piirangud, mis ei anna piisavat tõuget madalatel pööretel. Teisest küljest on väiksemad turbod efektiivsed madalatel pööretel (kui heitgaasides on vähem kineetilist energiat), kuid nad ei suuda tagada suurematel pööretel vajalikku kokkusurutud sisselaskegaaside kogust. Seetõttu pakuvad järjestikused turboülelaadurisüsteemid viisi turbo viivituse vähendamiseks, ilma et see kahjustaks väljundvõimsust kõrgetel pööretel.

Süsteem on paigutatud nii, et väike (“esmane”) turboülelaadur on aktiivne, kui mootor töötab madalatel pööretel, mis vähendab võimendusläve (RPM, mille juures tõhus võimendus on tagatud) ja turbo viivitust. Pöörete arvu suurenedes juhitakse väike kogus heitgaasi suuremasse ("teiseseks") turboülelaadurisse, et see töökiirusele tõuseks. Seejärel suunatakse kõrgetel pööretel kõik heitgaasid sekundaarsesse turboülelaadurisse, et see saaks kõrgetel pööretel mootorile vajaliku tõuke anda.

Esimene seeriaauto, mis kasutas järjestikust turboülelaadimist, oli aastatel 1986–1988, mille kuue mootoriga mootoril kasutati järjestikuseid topeltturbosid. Järjestikust turboülelaadimist saab kasutada ka rohkem kui kahe turboülelaaduriga, näiteks 2012-2017 kuue reamootoriga diiselmootoris, mis kasutab kolme järjestikust turbot.

Järjestikune turborežiim: esmane turbo madalatel pööretel (vasakul), poolimiseelne sekundaarne turbo (keskel), sekundaarne turborežiim (paremal)

paralleelselt

V8 mootor paralleelse kahe turboga

lame kuue mootor paralleelse kahe turboga

Paralleelne konfiguratsioon viitab kahe võrdse suurusega turboülelaaduri kasutamisele, millest kumbki võtab vastu poole heitgaasidest. Mõned konstruktsioonid ühendavad iga turboülelaaduri sisselaskekoguse üheks sisselaskekollektoriks, samas kui teised kasutavad iga turbolaaduri jaoks eraldi sisselaskekollektorit.

Paralleelsed konfiguratsioonid sobivad hästi V6- ja V8-mootoritele, kuna iga turboülelaaduri saab määrata ühele silindriplokile, vähendades seega vajaliku väljalasketorustiku hulka. Sellisel juhul toidab iga turboülelaaduri heitgaase eraldi väljalaskekollektori kaudu. ja puhul saab mõlemad turboülelaadurid paigaldada ühele väljalaskekollektorile.

Paralleelsete topeltturbode kasutamise eesmärk on vähendada, kuna on võimalik kasutada väiksemaid turbolaadureid kui siis, kui mootori jaoks kasutataks ühte turboülelaadurit. Mitme silindriga mootoritel (nt ja ) võib paralleelsete topeltturbode kasutamine samuti lihtsustada väljalaskesüsteemi.

1981-1994 oli esimene seeriaauto, mis kasutas kahe turbolaadurit. Biturbo kasutas 90-kraadist V6 mootorit ühe turboülelaaduriga silindripagasi kohta.

Paralleelseid konfiguratsioone on kasutatud ka enam kui kahe turboülelaaduriga mootoritel. Üks näide on 1991-1995, mis kasutab nelja turboülelaadurit. Aastatel 2005–2015 kasutatakse nelja turboülelaadurit – ühte silindriploki kohta.

Twin Turbo paralleelskeem

Parallel Twin Turbo süsteem koosneb kahest identsest turbolaadurist, mis töötavad samaaegselt ja üksteisega paralleelselt. Paralleelne töötamine saavutatakse heitgaasivoolu ühtlasel jagamisel turboülelaadurite vahel. Igast kompressorist väljuv suruõhk siseneb ühisesse sisselaskekollektorisse ja jaotatakse seejärel silindritesse. Parallel Twin Turbo kasutatakse peamiselt V-kujulistel diiselmootoritel. Iga turboülelaadur on paigaldatud oma väljalaskekollektorile. Paralleelse turboülelaaduri skeemi efektiivsus põhineb asjaolul, et kahel väikesel turbiinil on väiksem inerts kui ühel suurel. See vähendab "turbo viivitust", turbolaadurid töötavad kõikidel mootoripööretel, pakkudes kiiret ülelaadimisrõhu tõusu. Kaheastmeline turboülelaaduri skeem Kaheastmeline turboülelaaduri süsteem koosneb kahest erineva suurusega turbolaadurist, mis on paigaldatud järjestikku väljalaske- ja sisselaske (õhu) kanalisse. Süsteem kasutab heitgaaside ja sundõhu voolu klapi juhtimist. Mootori madalatel pööretel on heitgaasi möödavooluklapp suletud. Heitgaasid läbivad väikese turbolaaduri (inertsiga on minimaalne ja maksimaalne efektiivsus) ja seejärel suure turboülelaaduri. Heitgaasi rõhk on madal. Seetõttu suur turbiin peaaegu ei pöörle. Sisselaskeava juures suletakse tõmbeventiil. Õhk läbib järjestikku läbi suure (esimene aste) ja väikese (teine ​​etapp) kompressori. Kiiruse suurenemisega töötavad turboülelaadurid koos. Heitgaasi möödavooluklapp avaneb järk-järgult. Osa heitgaasidest läheb otse läbi suure turbiini, mis pöörleb järjest intensiivsemalt. Sisselaskeava juures surub suur kompressor teatud rõhuga õhku kokku, kuid see pole piisavalt suur. Seetõttu siseneb täiendavalt suruõhku väikesesse kompressorisse, kus rõhk suureneb veelgi. Möödaviikventiil on endiselt suletud. Täiskoormusel on heitgaasi möödavooluklapp täielikult avatud. Gaasid läbivad peaaegu täielikult suure turbiini, keerutades seda maksimaalse sageduseni. Väike turbiin peatub. Sisselaskeava juures tagab suur kompressor maksimaalse tõukurõhu. Väike kompressor aga tekitab õhule takistuse, seetõttu avaneb teatud hetkel võimenduse möödavooluklapp ja suruõhk voolab otse mootorisse. Seega tagab kaheastmeline turboülelaadurisüsteem turboülelaadurite tõhusa töö kõikidel mootori töörežiimidel. Süsteem lahendab diiselmootorite tuntud vastuolu kõrge pöördemomendi madalatel pööretel ja maksimaalse võimsuse vahel kõrgetel pööretel. Kaheastmeliste turboülelaadurite puhul saavutatakse nimipöördemoment kiiresti ja seda hoitakse mootori laias pööretevahemikus maksimaalse võimsuse suurendamiseks. Süsteem lahendab diiselmootorite tuntud vastuolu kõrge pöördemomendi madalatel pööretel ja maksimaalse võimsuse vahel kõrgetel pööretel. Kaheastmeliste turboülelaadurite puhul saavutatakse nimipöördemoment kiiresti ja seda hoitakse mootori laias pööretevahemikus maksimaalse võimsuse suurendamiseks. Süsteem lahendab diiselmootorite tuntud vastuolu kõrge pöördemomendi madalatel pööretel ja maksimaalse võimsuse vahel kõrgetel pööretel. Kaheastmeliste turboülelaadurite puhul saavutatakse nimipöördemoment kiiresti ja seda hoitakse mootori laias pööretevahemikus maksimaalse võimsuse suurendamiseks.

lavastatud

Järkjärguline turboülelaadimine (nimetatakse ka "jadaturboülelaadimiseks") on koht, kus turboülelaadurid ühendatakse järjestikku esimese turboülelaaduri väljundiga, seejärel surutakse need kokku teise turboülelaaduriga.

Järjestikust turbosüsteemi võib kasutada ka süsteemis, kus väljundrõhk peab olema suurem kui ühe turboga saavutatav, mida tavaliselt nimetatakse astmeliseks kahe turbosüsteemiks. Sel juhul kasutatakse järjest mitut sarnase suurusega turboülelaadurit, kuid mõlemad töötavad pidevalt. Esimesed turbovõimendid tagavad esialgse kokkusurumise (näiteks kolmekordse sisselaskerõhuni). Järgmised turbod võtavad laengu eelmisest etapist ja suruvad seda veelgi kokku (näiteks täiendava kolmekordse rõhu sisselaskeava juurde, et õhurõhk kokku tõuseks üheksa korda).

Järkjärgulise turboülelaadimise negatiivne külg on see, et see põhjustab sageli suurel hulgal turbo viivitust, mistõttu kasutatakse seda enamasti kolbmootoriga lennukitel, mis tavaliselt ei pea mootori kiirust kiiresti tõstma ja langetama. (ja seega see, kus see ei ole esmane konstruktsioonikaalutlus) ja kus sisselaskerõhk on madala atmosfäärirõhu tõttu kõrgusel üsna madal, mis nõuab väga kõrget rõhusuhet. Seda konfiguratsiooni kasutavad mõnikord ka suure jõudlusega diiselmootorid, kuna diiselmootorid ei kannata eelsüüteprobleemide all ja võivad seetõttu kasutada kõrget ülelaadimisrõhku.

Turboülelaaduri süsteemi, mis kasutab kahte turboülelaadurit, nimetatakse Twin Turboks.

Algselt kasutati süsteemi inertsi ületamiseks kahte turboülelaadurit nn. turbo viivitused (turboummikud). Tulevikus on kahe turboülelaadurite valik laienenud ja võimaldab nüüd oluliselt suurendada väljundvõimsust, säilitada nimipöördemomenti paljudel mootori pöörete vahemikus ja vähendada kütuse erikulu. Twin Turbo süsteemil on kolm kujundust: paralleelne, jada ja astmeline. Skeemid erinevad turboülelaadurite omaduste, asukoha ja töö poolest. Turboülelaadurite tööd reguleerib elektrooniline juhtimissüsteem, mis sisaldab sisendandureid, juhtplokki ning õhu- ja heitgaasi reguleerimisventiilide ajamid. Twin Turbo on turboülelaadurisüsteemi kaubanimi, teine ​​kasutatud nimi (sünonüüm) Biturbo.