Как работает система Biturbo и чем она отличается от Twin-Turbo
Турбина — это всегда хорошо, а две турбины еще лучше» — говорят поклонники «турбовых» движков. Еще не так давно мотор с турбокомпрессором был чем-то диковинным и встречался крайне редко, сегодня же турбины устанавливают практически все автопроизводители, а некоторые и по две.
Такие слова как Biturbo или Twin-Turbo слышали многие, однако не все знают, что это за технологии и в чем их суть. Также многие до сих пор не понимают в чем отличие «Твинтурбо» от «Битурбо», одни утверждают, что это одно и то же, другие твердят, что это абсолютно разные вещи. Ответы на эти и многие другие вопросы я постараюсь дать в этой статье, вы узнаете, как работает система Biturbo и Twin-Turbo, а также есть ли между ними отличие.
Что такое Biturbo и Twin-Turbo?
Если коротко, то по большому счету это одна и та же технология только с разным названием. Смысл состоит в том, чтобы использовать две турбины вместо одной. Для чего? Основная цель установки, сдвоенной или двойной турбины — избежать такого явления как «турбояма», когда при повышении оборотов возникает «провал», временная задержка отдачи турбодвигателя. То есть, мотор какое-то время не может обеспечить требуемый объем мощности. Решением этой проблемы и стала система Biturbo, состоящая из двух небольших турбокомпрессоров.
Biturbo и Twin-Turbo — в чем разница?
Принципиальной разницы между этими системами нет, разве что название. Конструктивно это одна и та же технология и отличие всего лишь в маркетинге разных производителей. Одним нравится название Biturbo, другим — Twin-Turbo. Обе системы успешно устанавливаются как на бензиновые, так и на дизельные авто. Система Битурбо на бензиновых моторах обычно довольно требовательна к качеству и октановому числу. Использование плохого бензина приводило к появлению детонации, а также нестабильной работе силового агрегата.
Кроме основной задачи — недопущение возникновения такого явления как «турбояма», система, состоящая из двух турбин, позволяет получить существенную прибавку мощности. Также благодаря технологии Biturbo можно добиться существенного снижения расхода топлива, улучшения показателей максимального крутящего момента в более широком диапазоне.
Какие разновидности схем подключения компрессоров существуют?
Системы типа Twin-Turbo и Biturbo отличаются между собой схемой подключения наддува. Как правило подключение реализуют по трем основным схемам: параллельная, последовательная, а также ступенчатая. Далее вы узнаете о каждой из них более детально.
Параллельная схема. Данный тип подключения предусматривает два одинаковых нагнетателя, которые работают одновременно, параллельно друг другу. Главная суть такого типа подключения состоит в том, чтобы снизить инерционность, которая наблюдается при использовании одной большой. Перед тем как поступить в цилиндры, воздух, который нагнетает Biturbo, отправляется во впускной коллектор, где происходит его смешивание с топливом и подача в камеры сгорания. Такую схему, как правило, применяют на дизельных моторах.
Последовательно-параллельная схема. Такой тип подключения представляет собой две одинаковые турбины, которые работают в разных режимах. Одна из турбин постоянно работает, обеспечивая экономию топлива и необходимую мощность на средних оборотах. А вторая «улитка» вступает в работу в случае увеличения нагрузки и повышении оборотов двигателя. За переключение режимов отвечает специальный клапан, который работает под управлением ЭБУ двигателя. Система позволяет эффективно избежать возникновения «турбоямы», обеспечивая плавный равномерный разгон. Как только ЭБУ замечает повышение оборотов в работу встает вторая вспомогательная турбина, в результате чего мотор имеет хороший подхват без провалов и задержек. Похожий принцип используют системы TripleTurbo, у которых не два, а целых три турбокомпрессора.
Ступенчатая схема. Двухступенчатая схема турбонаддува — это две турбины, которые имеют разный размер. Установленные «улитки» последовательно соединены с впускным и выпускным каналами. В каналах имеются перепускные клапана, способные регулировать потоки воздуха и выхлопных газов. Такая схема может работать в трех режимах.
На низких оборотах клапаны закрыты, а отработавшие газы идут по каналам через две «улитки». Из-за низкого давления газов, крыльчатки большой турбины почти не вращаются. Воздух свободно проходит мимо обеих ступеней компрессоров, при минимальном избыточном давлении.
Когда обороты двигателя увеличиваются происходит открытие клапана, в результате чего большая турбина начинает включаться в работу. Большой нагнетатель создает давление и сжимает воздух, затем подает его на малое колесо, тем самым еще больше сжимая его.
В момент максимальной нагрузки двигателя, оба перепускных клапана открыты на 100%, это приводит к тому, что поток отработавших газов идет сразу на большую «улитку» и проходя через нее нагнетается в цилиндры. Такой ступенчатый тип, как правило, используется на дизельных моторах.
Плюсы и минусы двойной турбины
Из преимуществ стоит выделить:
Недостатки у Битурбо следующие:
На этом буду заканчивать. Как видите любая, даже самая сложная технология, имеет простое объяснение, главное вникнуть в суть вопроса. Спасибо за внимание, пишите в комментах доводилось ли вам попробовать технологию «Твинтурбо» и «Битурбо» лично, а также какие ваши впечатления о данных системах. Берегите себя, до новых встреч на savemotor.ru
Видео по теме: Что такое Biturbo и Twin-Turbo? В чем их отличия и как это работает?
Есть ли разница между Twin-Turbo и Bi-Turbo или это одно и то же?
Если раньше двигателями с турбонаддувом оснащались преимущественно спортивные автомобили, то теперь ими оснащают даже городские малолитражки. А всё благодаря доблестным экологам, которые днём и ночью борются за чистоту воздуха на планете, но сейчас не об этом.
Что такое турбонаддув знает каждый автолюбитель. Так же каждый знает, что турбонаддув бывает двойным, который обычно называют Bi-Turbo или Twin-Turbo. Мнений о том, что это такое и в чём разница в сети Интернет настолько много, что технически не грамотному человеку разобраться в этом будет не просто. На фоне этого я собственно и решил написать эту статью, в которой максимально понятно расскажу, что же такое Bi-Turbo и Twin-Turbo, а так же есть ли в этом разница.
Значение приставок «Bi» и «Twin»
Итак, приставка «bi» в названии технологии Bi-Turbo это сокращённое от binary, что в переводе с английского языка означает «двухкомпонентный», а слово «twin» в названии технологии Twin-Turbo с английского языка переводится как «близнец».
В связи с этим есть мнение, что технология Bi-Turbo это две турбины разных размеров, которые задействуются по мере необходимости. В частности на низких оборотах двигателя задействована только маленькая турбина, а когда обороты двигателя повышаются, то срабатывает перепускной клапан, в результате чего маленькая турбина отключается и задействуется большая, более мощная турбина.
В свою очередь, что касается технологии Twin-Turbo, то по мнению некоторых это две одинаковых турбины, которые задействованы постоянно.
На первый взгляд кажется, что всё логично и правильно, но это не так.
Первый серийный автомобиль с двойным турбонаддувом
Дело в том, что первым серийным автомобилем, оснащённым двигателем с двойным турбонаддувом, был появившийся в 1981 году Maserati Biturbo. Примечательно, что автомобиль Maserati Biturbo оснащался двумя одинаковыми турбонагнетателями производства IHI, которые были задействованы постоянно, что по мнению некоторых является технологией Twin-Turbo, а не Bi-Turbo.
Неужели глупые итальянцы всё перепутали, а автомобиль правильнее было назвать Maserati Twinturbo? Нет, ничего итальянцы не перепутали!
Что такое Twin-Turbo и Bi-Turbo на самом деле
В действительности Twin-Turbo и Bi-Turbo это просто торговые названия, придуманные маркетологами для обозначения двигателей с двойным турбонаддувом и эти названия, по сути, не имеют никакого отношения к той или иной технологии двойного турбонаддува.
Технологии двойного турбонаддува
Технологии двойного турбонаддува разделяются не на Twin-Turbo и Bi-Turbo, а на параллельную, последовательную и ступенчатую.
Самая простая технология, которую, как я уже писал выше, многие ошибочно называют Twin-Turbo, это параллельная, которая состоит из двух одинаковых и постоянно задействованных турбин. Такой вид двойного турбонаддува идеально подходит для V-образных двигателей, поскольку выход каждой турбины можно направить не только в один общий впускной коллектор, но и раздельно во впускной коллектор каждого из двух блоков цилиндров.
Последовательная технология, которую ошибочно называют Bi-Turbo, состоит из основной и вспомогательной турбин, выходы которых соединяются параллельно и направлены в один общий впускной коллектор. При этом последовательной эта технология называется потому, что турбины задействуются последовательно. Основная турбина может быть задействована, как только на низких оборотах двигателя, так и постоянно, а вот вспомогательная, задействуется только на высоких оборотах двигателя.
Самая сложная технология двойного турбонаддува это ступенчатая, которая является подвидом последовательной технологии. Главное её отличие в том, что вспомогательная турбина соединена с основной не параллельно, а последовательно, то есть с выходом основной турбины. В этом случае основная турбина задействована постоянно и когда задействуется вспомогательная турбина, то она увеличивает давление, создаваемое основной турбиной.
Любая из этих технологий двойного турбонаддува у разных автопроизводителей может называться как Twin-Turbo, так и Bi-Turbo или просто Turbo.
Ещё публикации по теме:
Понравилась публикация? Поделись!
В чем различие Twin-turbo и Biturbo?
Би-турбо (biturbo) — система турбонаддува, состоящая из двух последовательно включаемых в работу турбин. В такой системе применяют 2 турбины, одну маленького размера другую большого, сделано это потому, что маленькая турбина раскручивается значительно быстрее, и вступает в работу первой, затем, при достижении более высоких оборотов мотора, раскручивается вторая, большая турбина, и добавляет значительно больший воздушный заряд. Таким образом прежде всего минимизируется лаг, образуется достаточно ровная разгонная характеристика автомобиля без рывка, свойственного большим турбинам, и достигается возможность использовать большие турбины на двигателях устанавлеваемых в автомобилях предназначенных не только для езды по гоночным трассам, но и по городским дорогам, где возможность крутить мотор постоянно есть не всегда, а получить больше мощности с мотора небольшого объема имеет смысл, по каким либо причинам, например связанным с законодательством по налогам данной страны на литраж мотора. Системы би-турбо весьма дороги, и по этому их установка, как правило в серийном производстве, производится на автомобили высокого класса, типа MASERATI или ASTON MARTIN (там компрессоры).
Такая система может быть установлена как на двигатель V6, каждая турбина будет висеть на своей головке по выхлопу, впуск общий, так и на рядном моторе например рядная 4-ка, в этом случае турбины можно включить по выхлопу как парралельно, 2 цилиндра на одну, 2 на другую, так и последовательно — сначала большая турбина, потом маленькая. Встречаются так же варианты, когда к маленькой турбине подходит выхлоп только с 2-х цилиндров, а к большой соответственно с 2-х оставшихся, и с выхода малой турбины.
Твин-турбо (twinturbo) — в данной системе в отличии от системы би-турбо, основной задачей является не снизить лаг, а добиться большей производительности по прокачиваемому воздуху либо большего давления наддува. Производительность по прокачиваемому воздуху необходима, в случаях когда мотор работая на высоких оборотах, потребляет воздух больше, чем турбина способна обеспечить, таким образом возможно падение давления наддува. В системах Twinturbo применяются две одинаковые турбины. Соответственно производительность такой системы в 2 раза больше чем системы состоящей из одной турбины, при этом если применить 2 небольших турбины которые по производительности будут равны одной большой, то можно достигнуть эффекта снижения лага, при идентичной производительности. Существуют так же ситуации, когда производительности имеющихся в наличии больших турбин, оказывается недостаточно, например при построении мотора дрэгстера, тогда так же используется комбинация из 2-х турбин. Данная схема как и вариант biturbo может работать как на двигателях с V образным развалом головок, так и на рядных двигателях. Варианты включения турбин такие же как и в битурбо.
Существуют так же системы состоящие из 3-х и более одинаковых турбин, результат преследуется тот же что и в twinturbo. Такие системы в гражданском применении как правило не имеют распостранения, и применяются как правило, для построения мощных спортивных моторова, для автомобилей участвующих в драгрэйсинге.
В современных турбированных двигателях (в частности RRS V8 дизель) турбины имеют изменяемую геометрию крыльчаток. Это минимизирует проблему турбоямы и даёт высокий потенциал турбонадувва уже на самых низких оборотах коленвала двигателя. Кроме того это добавляет экономию топлива.
Битурбо и твинтурбо. В чем разница, какие отличия?
Твинтурбо и битурбо в чем разница и какие отличия Вы не раз слышали названия твинтурбо twinturbo и битурбо biturbo, но в чем же разница? А разницы.
Твинтурбо и битурбо в чем разница и какие отличия
Вы не раз слышали названия твинтурбо (twinturbo) и битурбо (biturbo), но в чем же разница? А разницы на самом деле никакой! Твин-турбо и Би-Турбо – это все маркетинговые уловки и различные названия для одной и той же системы турбонаддува. Кстати, почитайте полезную статью Кости Неклюдина о плюсах и минусах различных систем турбонаддува
Вопреки убеждениям некоторых «экспертов» название системы битурбо или твинтурбо не отображают схему работы турбины – параллельную или последовательную (секвентальную).
Например, у автомобиля Mitsubishi 3000 VR-4 система турбонаддува носит название TwinTurbo (твинтурбо). В автомобиле стоит двигатель V6 и у него две турбины, каждая из которых использует энергию выхлопных газов из своих трех цилиндров, но задувают они в один общий впускной коллектор. У, например, немецких автомобилей есть схожие по рабочему принципу системы, но называются они не твинтурбо (twinturbo), а БиТурбо (BiTurbo).
На автомобиле Toyota Supra с рядной шестеркой установлены две турбины, система турбонаддува называется TwinTurbo (твинтурбо), но работают они в особой последовательности, включаясь и выключаясь с помощью специальных перепускных клапанов.
На автомобиле Subaru B4 тоже стоят две турбины, но работают они последовательно: на низких оборотах дует маленькая турбина, а на высоких, когда та не справляется, подключается вторая турбина большего размера.
Давайте теперь по порядку разберем обе системы би-турбо (biturbo) и твинтурбо (twinturbo), а точнее, что о них пишут в «этих ваших интернетах»:
Би-турбо (biturbo) – система турбонаддува, представляющая собой две последовательно включаемых в работу турбин. В системе битурбо используют две турбины, одну малого размера, а вторую большего размера. Маленькая турбина раскручивается быстрее, но на высоких оборотах двигателя маленькая турбина не может справиться с компрессией воздуха и созданием нужного давления. Тогда подключается большая турбина, добавляющая мощный заряд сжатого воздуха. Следовательно, минимизируется задержка (или турболаг), образуется ровная разгонная динамика. Системы битурбо весьма не дешевое удовольствие и обычно устанавливаются на автомобили высокого класса.
Система битурбо (bitrubo) может быть установлена как на двигатель V6, где каждая турбина будет установлена со своей стороны, но с общим впуском. Либо на рядном моторе, где установка турбины осуществляется по цилиндрам (напр, 2 для малой и 2 для больщой турбины), так и секвентально, когда на выпускном коллекторе сначала устанавливается большая трубина, а потом маленькая.
Твин-турбо (twinturbo) – данная система отличается от би-турбо тем, что нацелена не на снижения турбо-лага или выравнивание разгонной динамики, а на увеличение производительности. В системах твинтурбо (twinturbo) применяются две одинаковые турбины, соответственно производительность такой системы турбонаддува эффективней, чем системы с одной турбиной. К тому же, если применить 2 небольших турбины, схожих по производительности с одной большой, то можно снизить нежелаемый турболаг. Но это не значит, что никто не использует две больших турбины. Например, в серьезном драге могут использоваться две больших турбины для еще большей производительности. Система твин-турбо может работать как на V-образных моторах, так и на рядных. Последовательность включения турбин может варьироваться, как и на битурбо системах.
А вообще для еще большего веселья никто вам не мешает воткнуть сразу 3 (!) турбины или более. Цель преследуется такая же, как и для твинтурбо. Должен заметить, что такое зачастую применяется в драг рейсинге и никогда на серийных автомобилях.
Любите турбо или у вас автомобиль с турбонаддувом? Тогда вступайте в нашу группу!
Как работает система biturbo и чем она отличается от twin-turbo
Какие разновидности схем подключения компрессоров существуют?
Системы типа Twin-Turbo и Biturbo отличаются между собой схемой подключения наддува. Как правило подключение реализуют по трем основным схемам: параллельная, последовательная, а также ступенчатая. Далее вы узнаете о каждой из них более детально.
Параллельная схема. Данный тип подключения предусматривает два одинаковых нагнетателя, которые работают одновременно, параллельно друг другу. Главная суть такого типа подключения состоит в том, чтобы снизить инерционность, которая наблюдается при использовании одной большой. Перед тем как поступить в цилиндры, воздух, который нагнетает Biturbo, отправляется во впускной коллектор, где происходит его смешивание с топливом и подача в камеры сгорания. Такую схему, как правило, применяют на дизельных моторах.
Последовательно-параллельная схема. Такой тип подключения представляет собой две одинаковые турбины, которые работают в разных режимах. Одна из турбин постоянно работает, обеспечивая экономию топлива и необходимую мощность на средних оборотах. А вторая «улитка» вступает в работу в случае увеличения нагрузки и повышении оборотов двигателя. За переключение режимов отвечает специальный клапан, который работает под управлением ЭБУ двигателя. Система позволяет эффективно избежать возникновения «турбоямы», обеспечивая плавный равномерный разгон. Как только ЭБУ замечает повышение оборотов в работу встает вторая вспомогательная турбина, в результате чего мотор имеет хороший подхват без провалов и задержек. Похожий принцип используют системы TripleTurbo, у которых не два, а целых три турбокомпрессора.
Ступенчатая схема. Двухступенчатая схема турбонаддува — это две турбины, которые имеют разный размер. Установленные «улитки» последовательно соединены с впускным и выпускным каналами. В каналах имеются перепускные клапана, способные регулировать потоки воздуха и выхлопных газов. Такая схема может работать в трех режимах.
На низких оборотах клапаны закрыты, а отработавшие газы идут по каналам через две «улитки». Из-за низкого давления газов, крыльчатки большой турбины почти не вращаются. Воздух свободно проходит мимо обеих ступеней компрессоров, при минимальном избыточном давлении.
Когда обороты двигателя увеличиваются происходит открытие клапана, в результате чего большая турбина начинает включаться в работу. Большой нагнетатель создает давление и сжимает воздух, затем подает его на малое колесо, тем самым еще больше сжимая его.
В момент максимальной нагрузки двигателя, оба перепускных клапана открыты на 100%, это приводит к тому, что поток отработавших газов идет сразу на большую «улитку» и проходя через нее нагнетается в цилиндры. Такой ступенчатый тип, как правило, используется на дизельных моторах.
Из преимуществ стоит выделить:
Недостатки у Битурбо следующие:
На этом буду заканчивать. Как видите любая, даже самая сложная технология, имеет простое объяснение, главное вникнуть в суть вопроса
Спасибо за внимание, пишите в комментах доводилось ли вам попробовать технологию «Твинтурбо» и «Битурбо» лично, а также какие ваши впечатления о данных системах. Берегите себя, до новых встреч на savemotor.ru
Недостатки Biturbo
Из минусов битурбированных двигателей можно выделить сложность и дороговизну конструкции. Нелегко соединить в параллельную работу две турбины разного размера, синхронизировать их.
Кроме этого в подобных конструкциях применяются дополнительные клапаны управления – это заслонки, сервоприводы. Все это повышает стоимость битурбо двигателей.
Наличие дополнительных систем управления, оборудования, увеличивает цену обслуживания и ремонта. Снижается надежность, так как перепускные клапана, например, могут заклинивать и т.д.
Twin-турбо этих проблем частично лишено, если оно применяется в классической компоновке – параллельно. В таком случае нет дополнительного оборудования, просто две одинаковые турбины работают совместно. Да, есть определенные сложности, но их меньше, чем в битурбо.
Что такое система Twin-Turbo?
Работа турбины осуществляется определенным образом. Воздух снаружи автомобиля нагнетается и закачивается в цилиндры двигателя. Но, после того как рост оборотов двигателя увеличивается, работа турбины утрачивает свою эффективность. Для устранения подобной особенности функционирования турбины, разработчики спроектировали систему состоящую из двух турбин.
Работа турбин может осуществляться в режиме индивидуально подобранном владельцем автомобиля. Они могут работать как параллельно, так и последовательно. Во втором случае одна турбина подключается в момент запуска двигателя и набора оборотов, а вторая-подключается в момент падения эффективной работы первой. Обоюдная работа, в свою очередь, обеспечивает огромный прирост в производительности и работе двигателя.
Система Twin-Turbo может работать и устанавливаться на двигателях V-образного типа, также подойдут и рядные моторы, особого отличия в этом факте нет. Основной целью работы подобной установки-увеличение производительности автомобиля и быстрый набор скорости.
Система обладает определенным перечнем недостатков:
На модели автомобилей,которые участвуют в гонках или драг-рейсинге нередко устанавливается и 3-5 турбин согласно вышеуказанной схеме. На серийные автомобили таких»излишеств» автомобильная промышленность не предусматривает.
Электрический турбокомпрессор
На самом деле это не турбо, а электрический компрессор. Этот тип турбонагнетателя не нуждается в энергии отработавших газов для его движения, потому что он использует электродвигатель и специальную батарею для его питания. В результате у электрического турбо есть несколько преимуществ. Возможно, самым большим является полное устранение турбовлаг. Электрический турбо может регулировать скорость своей турбины, изменяя скорость электродвигателя. Этот тип турбокомпрессора, следовательно, не нуждается в дополнительном оборудовании, таком как продувочный клапан, перепускная заслонка или регулируемые лопатки, чтобы регулировать турбоагрегат.
Однако электрический турбонаддув не используется отдельно для наддува двигателя. При высоких оборотах двигателя энергии от специальной батареи недостаточно для вращения турбины на достаточной скорости. Если используется более толстый аккумулятор или большее количество таких аккумуляторов, цена электрического турбо будет превышать цену всего автомобиля. Вот почему электрический турбонагнетатель работает только на низких и средних оборотах двигателя, а на высоких оборотах он отключается и выходит из функции наддува обычного турбонагнетателя.
— полное отсутствие турболага
— Не требует дополнительного устройства контроля давления наддува
— не подвержен высокой тепловой нагрузке
— Требуется специальная батарея для питания этого «турбо»
Супертурбо: все продвинутые системы наддува
Обозначение Biturbo («двойная турбина») же относят к конструкциям, в которых применяются последовательно подключенные ко впуску две турбины-маленькую и большую. Маленькая хорошо работает на малой нагрузке, быстро раскручивается и обеспечивает тягу «на низах», а потом в действие вступает большая турбина, более эффективная на большой нагрузке. Маленькая турбина в этот момент отключается системой дроссельных заслонок.
Преимуществом такой схемы является большая эффективность одной большой турбины на большой нагрузке: она обеспечивает лучшее давление и меньший нагрев воздуха при большом ресурсе. А еще вместо маленького турбокомпрессора можно использовать механический или электронагнетатель. Они нагревают воздух меньше, чем турбокомпрессор, и не инерционны.
Но как же потери мощности, которые нужны для их раскрутки? Потери на их привод при малой нагрузке не так существенны. Но расплатой за улучшение характеристик турбин является усложнение впускной системы, приходится использовать много труб и дроссельные заслонки, переключающие потоки воздуха.
Обе технологии используются до сих пор всеми производителями, но все они значительно удорожают мотор, ведь дорогих турбокомпрессоров становится в два раза больше, а система управления ими — сложнее. Для сильно форсированных моторов альтернативы этим технологиям нет или почти нет. Но иногда можно просто улучшить конструкцию стандартной турбины.
Тонкое управление вастегейтом
Wastegate – это, дословно, «ворота для сброса», то есть перепускной клапан. На первых турбинах вастегейт работает очень просто: когда давление на впуске преодолевало натяжение пружины, он открывался, стравливал газы и давление падало. Позже систему усложнили: теперь его открытием руководила не только разница давлений, но и электроника, учитывающая множество параметров — обогащение смеси, режим движения, температуру, детонацию и умеющую избегать нежелательных режимов работы самой турбины. Но управлялся он точно так же — пневматикой. Когда нужно было сбросить давление, клапан просто открывался.
В чем отличие biturbo от twinturbo?
По сути, твин-турбо и биТурбо-это лишь разные коммерческие названия системы наддува, состоящей из 2-х турбин.
Би-турбо (biturbo) — система турбонаддува, состоящая из двух последовательно включаемых в работу турбин. В такой системе применяют 2 турбины, одну маленького размера другую большого, сделано это потому, что маленькая турбина раскручивается значительно быстрее, и вступает в работу первой, затем, при достижении более высоких оборотов мотора, раскручивается вторая, большая турбина, и добавляет значительно больший воздушный заряд. Таким образом прежде всего минимизируется лаг, образуется достаточно ровная разгонная характеристика автомобиля без рывка, свойственного большим турбинам, и достигается возможность использовать большие турбины на двигателях устанавлеваемых в автомобилях предназначенных не только для езды по гоночным трассам, но и по городским дорогам, где возможность крутить мотор постоянно есть не всегда, а получить больше мощности с мотора небольшого объема имеет смысл, по каким либо причинам, например связанным с законодательством по налогам данной страны на литраж мотора. Данная статья опубликована в паблике Корче вк.ком/v_korche. Если вы видите эту статью в другом сообществе, значит ленивые администраторы других сообществ нагло копируют материал у нас и даже не читают его. Системы би-турбо весьма дороги, и по этому их установка, как правило в серийном производстве, производится на автомобили высокого класса, типа MASERATI или ASTON MARTIN (там компрессоры).
Такая система может быть установлена как на двигатель V6, каждая турбина будет висеть на своей головке по выхлопу, впуск общий, так и на рядном моторе например рядная 4-ка, в этом случае турбины можно включить по выхлопу как парралельно, 2 цилиндра на одну, 2 на другую, так и последовательно — сначала большая турбина, потом маленькая. Встречаются так же варианты, когда к маленькой турбине подходит выхлоп только с 2-х цилиндров, а к большой соответственно с 2-х оставшихся, и с выхода малой турбины.
Твин-турбо (twinturbo) — в данной системе в отличии от системы би-турбо, основной задачей является не снизить лаг, а добиться большей производительности по прокачиваемому воздуху, либо большего давления наддува. Производительность по прокачиваемому воздуху необходима, в случаях когда мотор работая на высоких оборотах, потребляет воздух больше, чем турбина способна обеспечить, таким образом возможно падение давления наддува. В системах Twinturbo применяются две одинаковые турбины. Соответственно производительность такой системы в 2 раза больше чем системы состоящей из одной турбины, при этом если применить 2 небольших турбины которые по производительности будут равны одной большой, то можно достигнуть эффекта снижения лага, при идентичной производительности. Существуют так же ситуации, когда производительности имеющихся в наличии больших турбин, оказывается недостаточно, например при построении мотора дрэгстера, тогда так же используется комбинация из 2-х турбин. Данная схема как и вариант biturbo может работать как на двигателях с V образным развалом головок, так и на рядных двигателях. Варианты включения турбин такие же как и в битурбо.
Существуют так же системы состоящие из 3-х и более одинаковых турбин, результат преследуется тот же что и в twinturbo. Такие системы в гражданском применении как правило не имеют распостранения, и применяются как правило, для построения мощных спортивных моторова, для автомобилей участвующих в драгрэйсинге.
В современных турбированных двигателях (в частности RRS V8 дизель) турбины имеют изменяемую геометрию крыльчаток. Это минимизирует проблему турбоямы и даёт высокий потенциал турбонадувва уже на самых низких оборотах коленвала двигателя. Кроме того это добавляет экономию топлива.
Типы турбонаддува с двумя турбокомпрессорами
В зависимости от способа подключения пары турбонагнетателей различают три основные схемы системы TwinTurbo:
Подключение турбин параллельно
Перед тем, как попасть в цилиндры, воздух, нагнетаемый обоими турбокомпрессорами, попадает во впускной коллектор, где смешивается с топливом и распределяется по камерам сгорания. Эта схема чаще всего используется на дизельных двигателях.
Последовательное соединение
Последовательно-параллельная схема предусматривает установку двух идентичных турбин. Одина работает постоянно, а вторая подключается при увеличении оборотов двигателя, увеличении нагрузки или других специальных режимах. Переключение из одного рабочего режима в другой происходит через клапан, управляемый ЭБУ двигателя автомобиля.
Эта система в первую очередь направлена на устранение турбо-лага и достижение более плавной динамики разгона автомобиля. Системы с тройным турбонагнетателем TripleTurbo работают аналогично.
Ступенчатая схема
Двухступенчатый наддув состоит из двух турбонагнетателей разного размера, установленных последовательно и подключенных к впускному и выпускному каналам. Последние снабжены перепускными клапанами, регулирующими расход воздуха и выхлопных газов. У ступенчатой схемы есть три режима работы:
Ступенчатый вариант чаще всего используется для автомобилей с дизельным двигателем.
Две турбины на двигатель – как и зачем?
Сейчас может возникнуть вопрос, а вообще зачем? Все просто есть всего два вопроса, которые они призваны решать:
Начну, пожалуй, с самого простого пункта – это строение двигателя. Конечно, легко ставить одну турбину, когда у вас есть рядный двигатель на 4 или 6 цилиндров. Глушитель то один. Но вот что делать, когда у вас скажем V образный мотор? И по три – четыре цилиндра на каждую строну, тогда и глушителя два! Вот и ставят на каждый по турбине, средней или малой мощности.
Устранение турбоямы – как я уже писал сверху, это задача номер «1». Все дело в том что у турбированного мотора, есть провал — когда вы нажимаете на газ, отработанным газам нужно пройти и раскрутить крыльчатку турбины, именно это время и «проседает» мощность, это может быть от 2 до 3 секунд! А если вам на скорости нужно сделать обгонный маневр – это не безопасно! Вот и устанавливают различные турбины, а зачастую компрессор + турбина. Один работает на низких оборотах, то есть на старте, чтобы избежать «турбоямы», вторая – на скорости когда нужно оставить тягу.
Увеличение мощности – это самый банальный случай. То есть для увеличения мощности мотора, к маломощной турбине устанавливают еще одну мощную, таким образом — дуют они две, что значительно повышает производительность. Кстати на некоторых гоночных машинах, есть и три и даже четыре турбины, но это очень сложно и в серию, как правило не идет!
Вот собственно и решения, для которых применяют «ТВИНТУРБО» или «БИТУРБО» и знаете это реально выход, от избавления от турбоямы и увеличения мощности.
Типы турбокомпрессоров: Turbo, Twin Turbo, Twin-Scroll, вы их всех знаете?
Turbo, Twin Turbo, Bi-Turbo, Twin-scroll или электрический турбонагнетатель? Какой из них является лучшим и каковы их преимущества или недостатки? Все эти типы турбокомпрессоров рассмотрим в этой статье и напишем что-нибудь об их дизайне. Но сначала мы напишем несколько слов о том, что такое турбокомпрессор и для чего он нужен.
Турбокомпрессор или разговорный турбо — это устройство, которое увеличивает мощность двигателя внутреннего сгорания путем нагнетания воздуха в камеру сгорания. Увеличение производительности заключается в том, что двигатель получает гораздо больше молекул кислорода из того же объема воздуха, потому что воздух сжимается, что делает смесь более взрывоопасной. Двигатель с турбонаддувом, следовательно, легче разгоняется, имеет большую мощность и не требует большего количества топлива, чем атмосферный двигатель.
Турбокомпрессор работает от выхлопных газов, что означает, что он использует энергию, которая в противном случае была бы потрачена впустую. Вращение турбонагнетателя с помощью выхлопа очень эффективно, потому что турбонагнетатель не получает мощности от двигателя, в отличие от компрессора, который механически приводится в действие от мощности двигателя.
Основная часть турбокомпрессора представляет собой турбину или пропеллер. Он может вращаться до 300 000 оборотов в минуту и оказывает наибольшее влияние на некоторые характеристики турбонагнетателя. Размер турбины определяет количество воздуха, которое будет поступать в двигатель. Как правило, чем больше турбина, тем больше пропускная способность.
Производительность турбокомпрессора тесно связана с его размерами. Большие турбонагнетатели нуждаются в большем давлении выхлопных газов, что вызывает турбо нагнетание на низкой скорости. Небольшие турбонагнетатели вращаются быстро, но могут не иметь одинаковую мощность при высоком ускорении. Различные вариации турбокомпрессоров используются для эффективного сочетания преимуществ больших и малых турбокомпрессоров.
Технология TwinPower Turbo
Технология BMW TwinPower Turbo нового четырехцилиндрового двигателя. Этот новый двигатель является самым мощным агрегатом нового поколения четырехцилиндровых бензиновых двигателей. Силовые агрегаты основываются на базовом двигателе с оптимизированным внутренним трением, на мощность которого в первую очередь влияет технология впрыска и наддува. С точки зрения конструкции двигатель ориентируется на современный, многократно отмеченный призами рядный шестицилиндровый двигатель с технологией BMW TwinPower Turbo, который в своем классе стал эталоном динамичного набора мощности и впечатляющей эффективности. К компонентам этой не имеющей мировых аналогов технологии относятся непосредственный высокоточный впрыск High Precision Injection, наддув по принципу Twin Scroll, система бесступенчатого регулирования фаз газораспределения Double VANOS и система регулирования хода клапанов VALVETRONIC. Вооруженный таким образом силовой агрегат нового BMW 328i достигает диапазонов мощности, которые традиционные атмосферные двигатели реализуют только с большим числом цилиндров и рабочим объемом. Вместе с тем конструкция двигателя с цельноалюминиевым блоком цилиндров легче и компактнее, чем конструкция шестицилиндрового двигателя аналогичной мощности. Преимущества в динамичности очевидны: благодаря сниженной нагрузке на передней оси спортивный седан BMW дополнительно повысил маневренность и демонстрирует оптимизированную управляемость и поворачиваемость.
Наддув по принципу Twin Scroll. Наддув нового четырехцилиндрового двигателя осуществляется по принципу Twin Scroll (турбонагнетатель с двумя «улитками»): потоки ОГ цилиндров 1 и 4, а также цилиндров 2 и 3 отдельно по спирали направляются на турбинное колесо. Таким образом при низких оборотах возникает лишь незначительное противодавление ОГ и эффекты пульсации давления потоков газа могут использоваться наиболее эффективно. В результате двигатель чутко реагирует на каждую команду педали акселератора и быстро набирает обороты, которые клиент BMW реализует непосредственно в удовольствии от управления.
VALVETRONIC, Double VANOS и непосредственный впрыск. Высокая мощность при сниженных вредных выбросах достигается благодаря использованию системы бесступенчатого регулирования хода клапанов VALVETRONIC и системы бесступенчатого регулирования фаз газораспределения Double VANOS. Система VALVETRONIC новейшего поколения оснащается оптимизированным серводвигателем со встроенным датчиком и работает с более высокими скоростями регулирующего воздействия. Поскольку регулировка хода клапанов на стороне впуска осуществляется плавно, можно отказаться от общепринятой дроссельной заслонки. Так как управление массой воздуха происходит внутри двигателя, удалось оптимизировать реакции силового агрегата, а потери на дросселирование при газообмене свести к минимуму. Кроме того, высокая эффективность двигателя обеспечивается благодаря непосредственному высокоточному впрыску бензина High Precision Injection. Топливо впрыскивается электромагнитными форсунками, расположенными по центру между клапанами. Поскольку впрыск осуществляется в непосредственной близости от свечи зажигания и с максимальным давлением 200 бар, обеспечивается равномерное и чистое сгорание. Кроме того, охлаждающее воздействие топлива, впрыскиваемого непосредственно, способствует более высокой степени сжатия, чем в двигателях с впрыском во впускной коллектор, что дополнительно повышает КПД.
Би-турбо, Твин-турбо
Twin-Turbo или Bi-Turbo — это два турбонагнетателя, которые работают параллельно (вместе) или последовательно (отдельно). В параллельной конфигурации оба турбонагнетателя одинаково велики, причем одна турбина приводится в движение одной половиной, а другая — другой половиной выхлопа двигателя, и оба работают одновременно. Это особенно актуально для многоцилиндровых двигателей.
Небольшие турбонагнетатели имеют низкую инерцию, поэтому для вращения турбины обычно требуется лишь небольшое количество энергии выхлопа, поэтому часто вместо двух больших используются два небольших турбонагнетателя.
В последовательной конфигурации, которая используется чаще, турбонагнетатель меньшего размера работает на низкой скорости, оба работают на средней скорости, и только большой турбонагнетатель работает в одиночку на более высоких заданных оборотах двигателя.
Последовательные турбокомпрессоры отвечают требованиям как высокой производительности, так и низкоскоростного двигателя. Однако такая конструкция требует сложных комплектов трубопроводов для питания обоих турбонагнетателей.
— Они отвечают высоким эксплуатационным требованиям, а также гибкости при низких оборотах двигателя.
— они устраняют турболаг
— Более высокие затраты на обслуживание
Турбо с изменяемой геометрией лопатки
Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией используют подвижные лопасти для регулировки потока воздуха к турбине, имитируя турбокомпрессор оптимального размера по всей кривой мощности. В результате получается турбокомпрессор без заметного турбоагрегата.
Однако этот тип турбокомпрессора используется исключительно для двигателей с воспламенением от сжатия. Причиной является восприимчивость лопастного механизма к высоким температурам. Для тех, кто не знает, температура выхлопных газов бензиновых двигателей на несколько сотен градусов выше, чем у дизельных двигателей. Однако даже в этом случае есть исключения, и поэтому вы можете столкнуться с турбокомпрессором такого типа даже с бензиновым двигателем.
— Работает в широком диапазоне оборотов двигателя
— цена сопоставима с ценой простого турбокомпрессора
— Меньшая надежность, чем у одного турбонагнетателя
— Предназначен в основном для двигателей с воспламенением от сжатия. Для бензиновых двигателей это требует использования дорогих, более долговечных материалов
БИ-ТУРБО (BI-TURBO)
Как правило, это два последовательно включаемых турбины в работу. На ярком примере СУБАРУ – одна малая и затем другая большая.
Малая раскручивается намного быстрее, потому как не обладает большой инерционной энергией – логично она включается в работу на низах, то есть первой. Для малых скоростей и до невысоких оборотов этого вполне достаточно. Но при больших скоростях и оборотах этот «малыш» практически бесполезен, тут нужна подача, куда большего объема сжатого воздуха – включается вторая более тяжелая и мощная турбина. Которая дает нужную мощность и производительность. Что дает такое последовательное размещение в BI-TURBO? Это почти исключение турбоямы (комфортное ускорение) и высокая производительность на высоких скоростях, когда тяга остается даже на скоростях за 200 км/ч.
Нужно отметить, что могут быть установлены как на V6 агрегат (с каждой стороны по своей турбине), так и на рядную версию (здесь могут разделить выпускной коллектор, например с двух цилиндров дует одна, с других двух другая).
Минусами можно назвать высокую стоимость и работы по настройки такой системы. Ведь здесь применяются тонкие настройки перепускных клапанов. Поэтому установка обусловлена на дорогих спортивных машинах, таких как ТОЙОТА СУПРА, либо на авто элитного класса – МАЗЕРАТТИ, АСТОН МАРТИН и т.д.
Ступенчатая работа турбин
Рассматривая ступенчатую систему твин турбо важно отметить, что именно она является самой технически грамотной и совершенной, обуславливает самый большой подъем КПД. В такой системе присутствует электронное управление как сгоревшими газами, так и выходящим потоком сжатого воздуха
Здесь, в отличие от предыдущих вариантов, есть возможность применять два разных по размеру турбонаддува. Когда обороты двигателя низкие перепускной клапан сгоревших газов закрыт. Газы следуют по системе твин турбо сначала посещая малый компрессор, где получают максимальную отдачу на давление при минимальной инерции. Далее, они попадают в большую турбину. Когда обороты увеличиваются начинается совместная работа турбин. Перепускной клапан постепенно открывается, то начинает постепенно раскручивать вторую турбину, пуская газы прямо через нее. Когда обороты растут до максимальных, то клапан открывается полностью, и большая турбина начинает работать на полную свою мощность и воздух поступает из нее в двигатель.
Перепускной клапан
Вначале wastegate срабатывал сразу после падения давления. Впоследствии задача для предпускового клапана была усложнена. Wastegate стал слушаться как давления, так и электронике, следящей за температурой и детонацией. Но управлялся переливной клапан пневматикой. Он открывался, когда надо сбросить избыточное давление.
Требуемые характеристики достигаются настройкой клапана. Из-за этого даже на малых оборотах турбина может функционировать очень эффективно. Основная «беда» такой технологии — сложность и ненадежность, выражающаяся в сильной вибрации и больших температур.
Система турбонаддува Twin-Turbo
Для того, чтобы разобраться в данной системе, необходимо четко представлять себе ее принцип работы. Система вырабатывает необходимое давление воздуха, которое должно закачиваться в сами цилиндры движка. По мере того, как бежит стрелка по тахометру, движок теряет свою мощность, а выработка самой турбины стремительно снижается. Именно для того, чтобы мотор не терял мощности, а выработка турбины только возрастала, и была встроена вторая такая же аналогичная турбина.
Конечно, работу такой системы нужно регулировать самостоятельно или в автосервисе. Турбины могут включаться в работу одновременно, но желательно настроить турбины так, чтобы сначала свою работу начинала одна из них, а по мере возрастания оборотов на тахометре в работу включалась вторая. Однако при такой работе турбин возникает такая проблема, как турбояма. Так же не стоит забывать о том, что данная система может быть установлена не только на V-образные движки, но и на обычные рядные двигатели.
