Bi-turbo engine.

Сегодня мы расскажем вам про систему турбонаддува Twin Turbo.

Twin Turbo – торговое название системы турбонаддува концерна BMW, более популярное название Biturbo.

Twin Turbo - система турбонаддува, в которой используется два турбокомпрессора.
Вы спросите зачем два? Это сделано для преодоления инерционности системы, а в простонародье турбояма. Но сейчас уже используется для поддержание номинального крутящего момента в широком диапазоне оборотов двигателя, снижает удельный расход топлива.

Система Twin Turbo бывает 3-х типов:
- параллельная
- последовательная
- ступенчатая.

Схемы различаются расположением и порядком работы турбокомпрессоров и соответственно различными техничекими характеристиками.

Мы начнем с параллельного Twin Turbo.

Сотоит она из 2-х одинаковых турбокомпрессоров, работающих одновременно и параллельно друг другу. Параллельная работа реализуется путем равномерного разделения потока отработавших газов между турбокомпрессорами. Сжатый воздух от каждого компрессора поступает в общий впускной коллектор и далее распределяется по цилиндрам.



Параллельный Twin Turbo применяется в основном на V-образных дизельных двигателях. Каждый турбокомпрессор закреплен на своем выпускном коллекторе. Эффективность параллельной схемы турбонаддува основывается на том, что две небольшие турбины имеют меньшую инерционность, чем одна большая. За счет этого сокращается «турбояма», турбокомпрессоры работают на всех оборотах двигателя, обеспечивая быстрое повышение давления наддува.

Последовательный Twin Turbo

Система последовательного Twin Turbo включает два идентичных турбокомпрессора. Первый турбокомпрессор работает постоянно, второй включается в работу при определенных оборотах, либо нагрузках.

Включение второго турбокомпрессора происходит с помощью электронной системы управления. Второй турокомпрессор включается с помощью специального клапана. При полном открытии клапана управления подачей отработавших газов оба турбокомпрессора работают параллельно, поэтому правильно систему называть последовательно-параллельная.



Система последовательного Twin Turbo минимизирует последствия турбозадержки и позволяет достичь максимальной выходной мощности. Применяется на бензиновых и дизельных двигателях. В 2011 году компания BMW представила систему с тремя последовательными турбокомпрессорами – Triple Turbo.





1. перепускной клапан наддува (bypass);
2. клапан управления подачей воздуха;
3. датчик разности давлений;
4. клапан управления подачей отработавших газов;
5. вторичный турбокомпрессор;
6. интеркулер;
7. первичный турбокомпрессор;
8. перепускной клапан отработавших газов (wastegate)

Двухступенчатый турбонаддув

Самой совершенной в техническом плане является система двухступенчатого турбонаддува. С 2004 года система двухступенчатого турбонаддува применяется на ряде дизельных двигателей от Opel. Другой производитель - компания BorgWarner Turbo Systems внедряет систему на дизельные двигатели BMW и Cummins.



1. охладитель наддувочного воздуха;
2. перепускной клапан наддува (bypass);
3. турбокомпрессор ступени высокого давления;
4. турбокомпрессор ступени низкого давления;
5. перепускной клапан отработавших газов (wastegate)



Система двухступенчатого турбонаддува состоит из двух турбокомпрессоров разного размера, установленных последовательно в выпускном и впускном (воздушном) трактах. В системе используется клапанное регулирование потока отработавших газов и нагнетаемого воздуха.

Теперь немного конкретнее о том, что изображено на схеме.





При низких оборотах двигателя перепускной клапан закрыт. Отработавшие газы проходят через малый турбокомпрессор (имеет минимальную инерцию и максимальную отдачу) и далее через большой турбокомпрессор. Давление отработавших газов невелико. Поэтому большая турбина почти не вращается. На впуске перепускной клапан наддува закрыт. Воздух проходит последовательно через большой (первая ступень) и малый (вторая ступень) компрессоры.





С ростом оборотов осуществляется совместная работа турбокомпрессоров. Перепускной клапан отработавших газов постепенно открывается. Часть отработавших газов идет непосредственно через большую турбину, которая раскручивается все более интенсивно. На впуске большой компрессор сжимает воздух с определенным давлением, но оно недостаточно большое. Поэтому далее сжатый воздух поступает в малый компрессор, где происходит дальнейшее повышение давления. Перепускной клапан наддува при этом по прежнему закрыт.





При полной нагрузке перепускной клапан отработавших газов открыт полностью. Газы практически полностью проходят через большую турбину, раскручивая ее до максимальной частоты. Малая турбина останавливается. На впуске большой компрессор обеспечивает максимальное давление наддува. Малый компрессор, наоборот, создает препятствие для воздуха, поэтому в определенный момент открывается перепускной клапан наддува и сжатый воздух поступает напрямую к двигателю.







Таким образом, система двухступенчатого турбонаддува обеспечивает эффективную работу турбокомпрессоров на всех режимах работы двигателя. Система разрешает известное противоречие дизельных двигателей между высоким крутящим моментом на низких оборотах и максимальной мощностью на высоких оборотах. С помощью двухступенчатых турбокомпрессоров номинальный крутящий момент достигается быстро и поддерживается в широком диапазоне оборотов двигателя, обеспечивается максимальное повышение мощности.

Смотрим видео о работе различных систем двойного турбирования.

twin-turbo bmw



bi-turbo opel



triple-turbo bmw

Вопрос

Купили бы вы себе автомобиль с системами bi-, twin- или triple- turbo?

Всем удачи!