Biturbo, twin turbo, twin scroll turbo – co to znaczy i jakie są różnice?

Wolnossące silniki są wypierane z rynku przez motory turbodoładowane i to już od dobrych kilku lat. Skąd ta tendencja? Za tym trendem stoi przede wszystkim łatwość osiągnięcia dużej mocy nawet z małej jednostki napędowej. Wszyscy ci, którzy zetknęli się w swoim życiu z tuningiem silnika wiedzą, że łatwiejszym, często tańszym i efektowniejszym rozwiązaniem jest dołożenie turbo niż modyfikowanie "wolnossaka". Fakt, zastosowanie turbosprężarki może sprawić, że pojawi się tzw. turbodziura, a moc i moment obrotowy nie będą tak liniowo przekazywane na koła, ale producenci aut i turbin starają się temu przeciwdziałać. Jak? Stosując turbosprężarki różnych rodzajów.

Turbosprężarka ze zmienną geometrią

Pierwszym rozwiązaniem jest turbosprężarka ze zmienną geometrią, wyposażona w przestawiane łopatki (tzw. kierownice). Przymknięcie tych elementów powoduje wzrost prędkości spalin trafiających na łopatki turbiny i szybsze przyspieszanie jej obrotów. Przy wysokich obrotach kierownice otwierają się, zapewniając dopływ dużej ilości spalin i optymalną w tych warunkach pracę urządzenia. Taki układ, zwany turbosprężarką o zmiennej geometrii, jest stosunkowo niewielki i lekki, ale zawiera dodatkowe elementy ruchome, w tym siłownik podciśnieniowy sterowany elektrozaworem.

0

Porady

Jak bezpieczne jeździć po śniegu?

Podwójne turbodoładowanie

Drugi sposób to wykorzystanie dwóch turbosprężarek w układzie biturbo lub twin turbo. Określenia te są często używane zamiennie, jednak nie zawsze oznaczają to samo, bowiem dwie sprężarki mogą pracować równolegle (biturbo) lub szeregowo (twin turbo). Układ równoległy oznacza po prostu dwie identyczne turbosprężarki, z których każda współpracuje ze swoją połową silnika – np. z czterema cylindrami jednego bloku V8. Ponieważ w tej sytuacji turbosprężarki są mniejsze, mają też mniejszą bezwładność, a zatem i krótszy czas reakcji.

Sprawdź też: Cykl Atkinsona oszczędza paliwo

W układzie sekwencyjnym stosuje się mniejszą turbosprężarkę dla małych obrotów i większą dla dużych, co zapewnia zarówno szybką reakcję silnika, jak i dużą moc – oczywiście kosztem wzrostu komplikacji układu i masy.

Turbosprężarka typu twin scroll

Powyższe metody mają pewną wadę, wynikającą z cyklu pracy silników czterosuwowych i charakterystyki pracy rozrządu zaworów – przepływy spalin z poszczególnych cylindrów, łącząc się w kolektorze wydechowym, zakłócają się wzajemnie, co zmniejsza efektywność turbiny. Rozwiązaniem, pozwalającym tego uniknąć, a jednocześnie wyeliminować opóźnienia reakcji turbosprężarki, jest tzw. twin scroll turbo.

Polega to na rozdzieleniu kolektora wydechowego na dwa kanały, z których jeden obsługuje cylindry zewnętrzne, a drugi wewnętrzne, co pozwala uniknąć interferencji przepływu. Kanały różnią się przekrojem i są ukształtowane tak, że jeden zapewnia dużą prędkość przepływu spalin przy małych obrotach, a drugi odpowiedni przepływ gazów przy dużej mocy. Wypływające z nich gazy trafiają na optymalnie ukształtowane łopatki tego samego wirnika turbiny. W ten sposób uzyskano niejako dwie turbiny w jednej, gwarantującą bardzo dobrą dynamikę silnika, praktycznie bez turbodziury, wysoką moc, a także znakomitą charakterystykę momentu obrotowego w szerokim zakresie obrotów.