Kahe turboga
Twin Turbo nimelise turboülelaadimissüsteemi kontseptsioon ja tööpõhimõte. Fotod uuest turboülelaaduriga Biturbo mootorist, videod ja diagrammid.
Mis see on ja kuidas see toimib?
Twin Turbo tähendab inglise keelest tõlkes topeltturbot ja selles turboülelaadurisüsteemis on kaks turbolaadurit. Algul kasutati süsteemi inertsi ületamiseks turbolaadureid. Nüüd on nende turboülelaadurite kasutamine ja rakendamine oluliselt kasvanud, kuna see vähendab kütusekulu. Tootmisvõimsus suureneb ja aitab säilitada nimipöördemomenti paljudel mootori pöörete vahemikus.
Twin Turbo tüübid ja nende erinevused
Twin Turbo süsteemi disainil on kolm varianti: seeria-, paralleel- ja astmeline. Need kolm skeemi erinevad üksteisest turboülelaadurite asukoha, omaduste ja tööjärjestuse poolest. Elektrooniline juhtimissüsteem reguleerib turboülelaadurite tööd. Süsteem sisaldab sisselaskeandureid, õhuvoolu reguleerimisventiili ajamid ja taaskasutatud kütuse reguleerimisventiile.
Turboülelaadimissüsteemi kaubamärgis on Twin Turbo, kuid sellel süsteemil on ka teine nimi – "Biturbo". Erinevates teabeallikates pole see täiesti õige, Biturbot tajutakse paralleelse turboülelaaduriga süsteemina.
Video: kuidas turbiin töötab:
1. Parallel Twin Turbo või Biturbo
Twin Turbo paralleelsüsteem töötab samaaegselt ja üksteisega paralleelselt ning sisaldab kahte identset turbolaadurit. Paralleelne töö toimub tänu põlenud gaaside voolu ühtlasele jagunemisele turboülelaadurite vahel. Suruõhk väljub igast kompressorist ja siseneb ühisesse sisselaskekollektorisse ning jaotatakse seejärel silindritesse. Parallel Twin Turbo kasutatakse reeglina V-kujulistel diiselmootoritel. Tänu paralleelse turboülelaaduri skeemile põhineb süsteemi efektiivsus sellel, et kahel väikesel turbiinil on väiksem inerts kui ühel suurel turbiinil. Turboülelaadurid töötavad kõikidel mootoripööretel, et tagada kiire tõuge. Ja iga turbiin on paigaldatud oma väljalaskekollektorile.
2. Sequential Twin Turbo
Järjestikuses kaksikturbosüsteemis töötab esimene turbolaadur pidevalt ja teine hakkab tööle teatud mootori tööjärjekorras (suurenenud kiirus, koormus). Järjestikune turboülelaadur koosneb kahest identsest turboülelaadurist.
Subaru Twin Turbo süsteemi skeem
Elektrooniline juhtimissüsteem tagab ülemineku režiimide vahel ja reguleerib spetsiaalse klapi tõttu põlenud gaaside voolu teise turboülelaadurisse. Sellist süsteemi on õige nimetada järjestikku – paralleelselt, sest kui põlemisjuhtklapp on täielikult avatud, töötavad mõlemad turbolaadurid paralleelselt. Suruõhk juhitakse ühisesse sisselaskekollektorisse kahest turbolaadurist ja jaotatakse silindritele.
Suurima võimaliku väljundvõimsuse saavutamiseks minimeerib Twin Turbo jadasüsteem turbo viivituse mõju. Kehtib nii diisel- kui ka bensiinimootoritele. 2011. aastal tutvustas BMW kolme järjestikuse turboülelaaduriga süsteemi ja see kannab nime Triple Turbo.
3. Kaheastmeline Twin Turbo
Tehnilises mõttes on kaheastmeline turboülelaadurisüsteem kõige arenenum. BorgWarner Turbo Systems paneb selle süsteemi Cumminsi ja BMW diiselmootoritele ning alates 2004. aastast on nad hakanud mõne Opeli diiselmootori puhul kasutama kaheastmelist turboülelaadimissüsteemi.
Kaheastmelise turboülelaadimise skeem
Muutuva kaheastmelise turboülelaaduri süsteemi tööpõhimõte
Kaheastmeline turboülelaadimissüsteem kasutab põlenud gaaside ja sundõhu voolu klapi juhtimist. See süsteem koosneb kahest erineva suurusega turboülelaadurist. Seejärel paigaldatakse sisse- ja väljalasketorudesse.
Põlenud gaasi möödavooluklapp suletakse mootori madalatel pööretel. Põlenud gaasid läbi väikese turboülelaaduri, millel on maksimaalne efektiivsus ja minimaalne inerts, liiguvad edasi läbi suure turboülelaaduri. Ja kuna heitgaaside rõhk ei ole tugev, siis suur turbiin praktiliselt ei pöörle. Tõstuki möödavooluklapp on sisselaskeava juures suletud ja õhk liigub järjestikku läbi suure ja väikese kompressori.
Turboülelaadurite üldine töö hakkab toimuma kiiruse suurenemisega. Ja järk-järgult hakkab põlenud gaaside möödavooluklapp avanema. Suur turbiin hakkab üha intensiivsemalt pöörlema, kuna osa heitgaasidest läheb sellest otse läbi.
Teatud rõhuga suur sisselaskekompressor hakkab õhku kokku suruma, kuid rõhk ei ole liiga kõrge ja seejärel siseneb suruõhk väikesesse kompressorisse, kus rõhk jätkab tõusmist. Möödaviikventiil jääb suletuks. Põlenud gaasi möödavooluklapp avaneb täiskoormusel täielikult. Väike turbiin peatub ja suur hakkab pöörlema maksimaalse sageduseni, kuna põlenud gaasid läbivad selle peaaegu täielikult. Ülelaadimisrõhk saavutab maksimaalse väärtuse suure kompressori sisselaskeava juures, samas kui väike kompressor segab õhku. Ja teatud hetkel avaneb võimenduse möödavooluklapp ja suruõhk voolab otse mootorisse.
Tänu Twin Turbo süsteemi kaheastmelisele turboülelaadurisüsteemile saavutatakse nimimoment koheselt ja seda hoitakse mootori laias pööretevahemikus. Sellega saavutatakse maksimaalne võimsuse kasv. Seega säilitab süsteem turboülelaadurite suurepärase töö kõigis mootori töörežiimides. Süsteem selgitab ka diiselmootorite tuntud vastandust suurima võimsuse vahel suurtel pööretel ja suure pöördemomendi vahel madalatel pööretel.
Twin Turbo video: kuidas see töötab
1. BMW -l
2. Biturbo Opelil
3. Triple-Turbo BMW-l
Fotod BMW 760i V12 Twin Turbo mootorist:
