Мерседес использует битурбо или твинтурбо

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 05.10.2024

BITURBO и TWINTURBO: есть ли разница?

В наше время современными производителями нередко используется турбонаддув, при котором увеличивается объём топлива, поступающего в цилиндр. Тем самым увеличивается мощность мотора. Машины с двумя турбинами чаще всего называют Twinturbo, Biturbo или Double Turbo. Однако в среде автомобилистов не прекращаются споры о серьёзных отличиях Битурбо и Твинтурбо. Сегодня мы постараемся выяснить истину: действительно ли стоит говорить о различиях данных систем, или нет.

Суть вопроса

Если взять Битурбо и Твинтурбо, то мы не увидим никаких важных различий. Обе системы наддува имеют два компрессора. Обе имеют различные вариации технических частей. Даже касаемо названий приставка - twin, так же как и - bi означает наличие двойных элементов, или пары. В нашем случае - двух турбин.

Несколько вариантов названий придумали маркетологи, чтобы выделить свою продукцию из общей массы машин, имеющих аналогичную компоновку. Как правило, Японские производители предпочитают писать на своих авто Твинтурбо, а европейские - Битурбо. Так как в Россию поступают автомобили со всего света, именно на этой почве и возникли споры о различии этих двух систем. Поэтому, спорить о различиях не имеет смысла. Зато вам наверняка будет любопытно узнать про абсолютно разные варианты этих систем, которые используются в мире.

Классический подход

Если вам известно что представляет собой турбонаддув, тогда вы знаете о сложностях установки двойного турбокомпрессора. Обычно на одну выхлопную магистраль ставятся обе турбины Biturbo на некотором расстоянии друг от друга. Получается следующее: турбокомпрессор, который установлен дальше, получает меньшее количество энергии, и соответственно, менее активно работает. Раньше такая проблема решалась просто: на второй турбине системы Twinturbo ставили разные подшипники, и меняли форму крыльчатки. Это позволяло сбалансировать работу всей системы, и повышало мощность мотора с помощью системы Biturbo.

Спустя некоторое время выявились присущие данному методу недостатки, а именно:

Наличие турбоямы. То есть определённого диапазона в оборотах, когда турбины перестают работать
Долгий отклик на подачу газа
Быстрое изнашивание ближней турбины
Сложности с установкой на V - образных моторах

Возникшую задачу пробовали решить разными способами, но наилучший вариант оказался возможен благодаря компании Toyota, установившая турбокомпрессоры Biturbo в своём варианте. При низких оборотах двигателя и закрытых клапанах весь выхлоп идёт в первую турбину, тем самым она раскручивается, что обеспечивает лёгкость выхода из турбоямы. Когда достигается планка в 3500 об/мин, при избыточном давлении газов в системе, срабатывает датчик, и открывается специальная заслонка. При этом происходит устремление горячего потока ко второму компрессору, который больше по размеру. Следовательно, мощность двигателя увеличивается в несколько раз.

Современные варианты

При сильном распространении V - образных двигателей, значительно уменьшилось использование системы Biturbo из-за неудобства технического процесса. Годах в 80-ых был разработан альтернативный вариант Twinturbo, при котором за каждой турбиной закреплялись несколько цилиндров разных половин блока. Данный метод позволял располагать турбины близко к впускному и выпускному коллекторам, что в свою очередь помогало увеличить мощность силового агрегата, и частично избавиться от эффекта турбоямы.

Самый интересный вариант Twinturbo был осуществлён компанией BMW, которая предложила расположить турбины в развале V8, вместо расположения с разных сторон цилиндров. В свою очередь, оба турбокомпрессора были запитаны от всех цилиндров двигателя. Эта сложная задача была блестяще реализована инженерами компании BMW, а результат смог превзойти все ожидания. Были решены следующие задачи:

Уменьшилась вибрация двигателя
Увеличилась его мощность и стабильная работа
Снизился эффект турбоямы практически в половину

В заключение

Битурбо (Твинтурбо)

Битурбо (Твинтурбо) — неофициальное обозначение наддувного мотора с двумя турбокомпрессорами. Прежде всего следует сразу пояснить, что разницы между терминами битурбо и твинтурбо не существует. Просто обозначение битурбо в мире более распространенное, чем твинтурбо ввиду наличия известной в 80-90х годах модели Maserati Biturbo, ставшей первопроходцем применения схемы битурбо на серийных автомобилях. Вот, собственно говоря, и вся разница.

Схема битурбо двигателя Maserati

Смысл схемы битурбо или твинтурбо заключается в том, что два турбокомпрессора имеют меньшую инерционность и их турбины быстрее раскручиваются, что приводит к увеличению отдачи мотора. Также встречаются последовательные схемы битурбо, где одна турбина работает на низких оборотах двигателя, а вторая подключается позже. К наиболее ярким примерам современного применения битурбо относятся Pagani Huayra, Koenigsegg Agera, McLaren MP4-12C.

Обычные автомобили с турбонаддувом, как правило, довольствуются одним турбокомпрессором, а схема битурбо — это более сложный механизм, поэтому применяется только на самых мощных версиях гражданских моделей. Кроме того, в последнее время экономически выгодным выглядит применение более дешевой схемы twin-scroll даже на мощных модификациях. В свою очередь, для повышения эффективности дизельных двигателей часто предпочитают применять один турбокомпрессор взамен битурбо, но с изменяемой геометрией турбины.

К наиболее изощренным технически схемам повышения отдачи наддувных моторов следует отнести компоновку с тремя турбокомпрессорами (BMW X5 M50d) или с четырьмя (Bugatti Veyron), а также комбинированную схему Twincharger, где в паре с турбокомпрессором трудится механический нагнетатель (модели концерна Volkswagen и Volvo). Ну а самым распространенным способом повышения отдачи наддувных моторов остается интеркулер, который применяется практически на всех современных двигателях с турбонаддувом.

Основные отличия Twin-Turbo от Bi-Turbo двигателей

К сожалению, большинство водителей думают, что на самом деле они ничем не отличаются между собой, но это совсем не так. Существенные отличия все-таки есть и прямо сейчас мы узнаем, какие именно.

Характеристика Bi-Turbo двигателя

Итак, начнём с того, что Битурбо – система турбонаддува, состоящая из двух турбин (маленькая и большая). Маленькая турбина раскручивается в несколько раз быстрее, запуская работу большой турбины. После того, как вторая турбина раскручивается, добавляется большой воздушный заряд. Без работы большой турбины, маленькая просто не смогла бы обеспечить автомобиль нужной производительностью, а совокупность двух турбин позволяет добиваться большой мощности, а соответственно и быстрого ускорения автомобиля.

Что это дает? Прежде всего то, что двигатель запускается плавно, без надрыва, то есть двигатель направлен на то, чтобы минимизировать вероятность лага. Такой двигатель отлично подходит не только для использования его в гоночных машинах на длинных дорожных трассах, но и для городской размеренной езды. Стоит отметить, что система Битурбо достаточно дорогостоящая, поэтому установка производится в основном в автомобилях высокого класса.

Характеристика Twin-Turbo двигателя

Теперь поговорим о Твин-турбо, в чем основные отличия данного двигателя. Система отличия состоит в том, что двигатель направлен не на снижение лага, а на увеличение производительности при прокачке воздуха. Это нужно в случае, когда мотор автомобиля работает, потребляя больший воздух, нежели способна дать турбина. Из-за такого диссонанса возникает не только сбой в системе, но и поломка в механизме наддува, а ведь на этом список не заканчивается, существует еще ряд поломок, с которыми вы можете ознакомится на https://turboday.com.ua/.

В отличие от Битурбо, система Твин-Турбо включает в себя две одинаковых турбины, что в несколько раз увеличивает производительность двигателя. При этом, если установить две маленькие турбины, которые будут наравне с производительностью одной большой турбины, то можно эффективно снизить лаг.

Таким образом, мы можем выделить несколько главных отличий двигателей Твин-Турбо и Битурбо:

Разные способы достижения нужных уровней производительности
Стоимость, так как Битурбо несколько дороже, чем Твин-Турбо
Разные внутренние составляющие (разная величина турбины)
Битурбо снижает возможность появления турбо-лага
Твин-турбин увеличивает плавность динамики запуска двигателя

Мало кто знает, но помимо двух вышеперечисленных вариантов существует также третий, который предполагает установку трёх или более турбин.

Установка трех или более турбин преследует практически такую же цель, как и установка Twin-Turbo, так как улучшение производительности автомобиля играет большую роль для всех автомобилистов. Тем не менее, третий способ является менее популярным, он практически никогда не устанавливается на серийных автомобилях и является более распространенным в драг-рейсинге.

Biturbo и twinturbo: общее и отличия систем надува

На автомобилях нового поколения стал очень часто применяться турбонаддув. Что это такое?

Турбонаддув – это устройство, которое применяется для того, чтобы увеличить работоспособность двигателя путем увеличения подачи топлива в двигатель автомобиля. Стоит отметить, что уже более пятидесяти лет в автомобиле нередко можно встретить сразу две турбины. Такая комбинация имеет различные названия, включая и те, которые указаны название самой статьи. На многих автофорумах, однако, находится в открытом доступе много информации о различиях между этими двумя видами. Поэтому мы решили тоже внести свою лепту.

Суть

Чтобы перейти к рассуждению, в свою очередь стоит отметить, что принципиальных отличий между этими двумя системами не выявлено, потому что Twinturbo является ничем иным, как аналогом своего предшественника - Biturbo. Разница в названиях обусловлена в основном тем, что они были придуманы в качестве передового маркетингового хода среди автокомпаний, дабы выделить свою продукцию среди аналогичных. Но тем не менее различия в них все-таки небольшие есть, но они заключаются именно в технической составляющей.

В начале было

Если вам знакомо такое понятие как турбонаддув, мы уверены, вы поймете, что установка сразу двух турбокомпрессоров представляет своеобразную сложность. У двух видов турбонаддува имеются как общие черты, так и отличия. Из общего можно сказать, что турбины системы biturbo обычно устанавливают на одну выхлопную магистраль. Однако турбокомпрессор, который находится дальше, энергии получает гораздо меньше. Оттого его работа, соответственно, будет снижаться по качеству и эффективности. Поэтому был придуман аналог , такой как TwinTurbo. Его вторая труба была оборудована дополнительными характеристиками, например, подшипниками, а также другой формы крыльчатки. Но тем не менее при исследованиях было выявлено, что Twin Turbo имеет несколько недостатков: наличие серьезной «турбоямы» - диапазона, при которых обе турбины одновременно перестают работать, а также достаточно большой промежуток времени между подачей газа, что отражается на его работе. Некоторые исследователи дополнительно отмечают, что ближняя турбина при такой работе очень быстро подвергается износу, и плюс ко всему, неудобно на подобные устройства устанавливать v-образные моторы.

Конечно, при всех выявленных недостатках автомобильные инженеры пытались найти решение проблемы. Так специалистами компании Тойота было предложено включение в своей модели Biturbo турбокомпрессоров. Клапаны при работе на низких оборотах закрыты, выхлопные газы, соответственно, могут выходить только через первую турбину. Она раскручивается и таким образом обеспечивается выход из так называемой турбоямы. Кроме того, нововведения еще и в том, что как только турбина достигнет трех с половиной тысяч оборотов в минуту, при котором давление газов уже становится, скажем так, избыточным, открывается заслонка, и горячий воздух уходит автоматически ко второму компрессору, который изначально сделан в большем размере, и, таким образом принимая на себя весь поток воздуха, обеспечивает прирост мощности для двигателя.

Наши дни

Однако пятьдесят лет спустя, уже в наши дни, стали более распространены v-образные моторы, и в соответствии с этим, система biturbo стала применяться все реже и реже, поскольку она не совмещалась с такими моторами, о которых мы писали ранее. Именно такое неудобство и привело к появлению альтернативы — twinturbo, в которой каждая турбина закреплена с помощью нескольких цилиндров к какой-либо из двух половин блока. Турбокомпрессоры обычно располагались ближе либо впускному, либо к выпускному коллектору, что значительно уменьшало уровень потерь, а также повышало мощность работы двигателя. Такое решение инженерной мысли не только смогло улучшить мощность двигателя, но и полностью избавиться от возможности попадания в турбояму, из-за которых страдал страдала комплектовка мотора biturbo.

Плюсом альтернативной схемы Твинтурбо является еще и то, что использование общего впускного коллектора значительно упрощает использование системы в целом и делает ее менее затратной для обслуживания. Однако здесь есть и оборотная сторона медали, так как такая система ограничивает динамику автомобиля полностью, и поэтому альтернативным вариантом стала компоновка biturbo уже с раздельными выпускными трактами и коллекторами. Это обеспечило возможность устанавливать ее на рядовых моторах, которые прежних моделях оснащались лишь двумя турбокомпрессорами, которые были расположены в последовательном порядке.

Еще одно нововведение в альтернативной схеме twin-turbo: это то же самое, что и предыдущая версия Twin Turbo, только от компании BMW. Главное отличие такой схемы заключалось в том, что турбина располагалась в развале v8, а не по сторонам от блока цилиндров, питавших турбокомпрессор, как в предыдущих версиях. Результат не заставил себя долго ждать, и положительным моментом стало то, что возможность попадания в турбоямы снизилась более чем на 40%, двигатель повысил свою работу, интенсивность его вибраций снизилась.

Точность формул ировок

Стоит отметить, что время от времени twinturbo путают с twinscroll, которая предполагает использование только одной турбины. Разница в том,что в ней всего два канала и два участка крыльчатки, которые имеют различную форму лопастей. Благодаря этому клапан, который ведет к маленькой на низких оборотах открывается, тем самым разгоняя компрессор и способствуя автоматичесому увеличению мощности – без возможности попадания в турбояму. Однако стоит отметить, что при растущей скорости вращения коленного вала давление, исходящее от выхлопных газов, может стать избыточным, и только в таком случае открывается второй клапан с большой крыльчаткой, и, как следствие, производительность автомобиля растет.

Среди недостатков такой системы можно выявить меньшую эффективность, в отличие от классической системы biturbo, но в сравнении с одной турбиной возможности двигателя определенно возрастают. Безусловно, такая компоновка, как твинскролл немного сложнее в производстве, и в последнее время она числится в списке ненадежных, хотя ее по-прежнему продолжают применять как отдельно, так и в качестве составной части системы biturbo.

Черное и белое

Если вы опытный автолюбитель и знаете, в чем отличие компрессора и турбокомпрессора, то должны понимать, почему эти системы инженеры считают несовместимыми. В первую очередь, различие в том, что компрессор приводится в действие от коленвала, в то время как турбокомпрессор в основном работает на энергии выхлопных газов и, соответственно, понятно, почему совместить системы становится нереальным решением. Однако выход из этой ситуации нашли инженеры компании Volkswagen. Они предложили включить два узла в свой вариант системы твинтурбо, благодаря чему эта турбина начинает работать постоянно, в то время как компрессор является лишь помощником в устранении турбоям. Компрессор постепенно начнет отключаться, но если вы резко нажмете на газ, он начнет работу, параллельно улучшая работу двигателя на момент подачи топлива. Конечно, разница при езде для водителя не сильно очевидна, но на уровне производства система, которая была разработана инженерами Volkswagen оказалась не такой-то простой и не совсем надежной. Оттого на брендовых автомобилях используется всего один из двух предложенных вариантов.

Делаем выводы

Подводя итоги того, о чем мы рассуждали данной статье, можно отметить следующее: TwinTurbo и Битурбо - это всего лишь разные названия одного и того же, изобретенные маркетологами. Если же вам как автолюбителю интересны различные системы наддува, то мы посоветуем обратить внимание на то, как устроены различные виды компоновки, а также посмотреть отличие турбокомпрессора от простого механического наддува и их особенностях.

Какие отличия между системами твин-турбо и битурбо?

Автомобиль ценится не только за качество сборки и дизайн, но и за скорость. Мощность двигателя позволяет добиться новых возможностей от транспортного средства, поэтому водители часто задумываются об увеличении скорости в своей машине. Популярным методом является использовать твин-турбо и битурбо, но есть ли между ними разница?

Суть вопроса

Многие современные автомобили используют такие технологии двигателей для увеличения используемого топлива. За счёт большего количества впрыскиваемого горючего, повышается общая скорость движения. Настоящая технология была известна ещё в ХХ веке — компоновку из двух труб называли Double Turbo, Twin-turbo и так далее. Сегодня они представлены как технологии твин-турбо и битурбо.

Что это значит

Biturbo представляет собой конструкцию турбонаддува, которая имеет вид двух турбин. Первая из них большого размера, а вторая уменьшенного. В то время как первая добавляет к двигателю мощный поток воздуха, меньшая турбина служит основным элементом для работы в среднем диапазоне скоростей. Такая система нацелена на более плавную работу ускоренного движения.

Конструкция twin-turbo больше ориентируется на прирост мощности, чем на стабильную работу автомобиля. По этой причине в ней используются две одинаковые турбины, которые воздействуют непосредственно на скорость движения.

Отличия компоновки

По словам производителей, между этими системами ощущается большая разница. На самом деле значительных отличий в технологии не наблюдается. Это успешный маркетинговый ход, который положительно влияет на продажи изделий. Biturbo и twin-turbo способны использовать разные технологические вариации в виде разного размера турбин, поэтому являются универсальными системами.

Например, турбонаддув во многих автомобилях носит название Twin-turbo (Mitsubishi 3000 VR-4). При этом в машине установлен двигатель V6, обладающий двумя турбинами для трёх цилиндров, использующих поток выхлопных газов. В немецком производстве также есть подобные системы, но они имеют название Biturbo.

Как показывает практика, японцы в большей степени используют twin-turbo, когда в Европе более популярным является biturbo. В нашей стране можно приобрести обе вариации с различными технологическими особенностями.

Классический вариант

Технология двойного турбонаддува значит, что используются два компрессора. Возникает достаточно большая сложность с установкой двух выхлопных труб на одну магистраль, так как между ними должно находиться пространство. Частой проблемой является неодинаковое распределение энергии между двумя компрессорами. Этот недостаток был решён оригинальной формой турбины twin-turbo в виде крыльчатки, что синхронизировало работу всего устройства.

Особенностями компоновки системы twin-turbo являются некоторые недостатки:

присутствие так называемой «турбоямы», при которой турбины не работают;
ближняя турбина получает ускоренный износ;
подача газа происходит с замедлением;
сложная установка для моторов V-типа.

Компания Toyota предложила своё решение этих проблем — она сделала собственный вариант для турбокомпрессоров biturbo. При малых оборотах клапаны изделия закрыты, поэтому выхлопные газы выходят через первую турбину. Она, в свою очередь, быстро раскручивается и позволяет обойти «турбояму» на раннем этапе. Когда движение достигает 3500 оборотов в минуту, двигатель открывает специальные клапаны для излишков газа, отчего весь горячий воздух перенаправляется к турбокомпрессору, существенно увеличивая мощность мотора.

Современный взгляд

Система biturbo стала применяться меньше, ведь V-моторы получили большое распространение. Она оказалась неудобной из-за своих конструктивных особенностей. В 80-х годах была внедрена система с креплением турбины за цилиндрами. Это позволило установить турбокомпрессоры ближе до коллекторов, чтобы снизить аэродинамические потери и повысить общую скорость. Это также улучшило общую устойчивость системы.

Особенности сборки

Чаще всего система twin-turbo позволяет использовать единый впускной коллектор, отчего затраты на обслуживание несколько снижаются, хотя и мощность двигателя уменьшается. Чтобы это компенсировать, были использованы раздельные коллекторы и впускные тракты. Это позволило использовать систему для небольших моторов, на которых турбокомпрессоры всегда размещались последовательно.

Компания BMW имеет своё видение для технологии twin-turbo — расположение турбин находилось в развале V8, а не по сторонам, как обычно. Главной особенностью было то, что компрессоры были запитаны цилиндрами, которые располагались в обеих сторонах. Благодаря такому решению, «турбояма» была уменьшена на 40% без существенных потерь мощности. К тому же это уменьшило вибрации от работы оборудования.

Для обычного пользователя автомобиля необязательно знать разницу, что такое твин-турбо и битурбо, потому что эти системы являются максимально похожими. Особенность в вариациях размера турбин и последовательности их подключения делает эти конструкции универсальными. Twin-turbo больше нацелена на удобство и комфортную поездку, в то время как biturbo представлена в виде более мощной системы. Их сборка может изменяться, исходя из требований, поэтому выбирать можно любую из этих систем.

Если вы наслышаны о технологиях biturbo и twin-turbo, но не знаете, какую из них лучше выбрать, стоит обратить внимание на техническую часть автомобиля. Чаще всего все различия между системами представлены лишь в названии.

Twin Turbo: описание,виды,преимущества и недостатки.

Twin Turbo — это коммерческое обозначение продвинутой системы турбонаддува двигателей внутреннего сгорания.

Используют так же наименование Biturbo, однако можно встретить и некорректное обозначение этим термином параллельной системы с двумя турбинами. Под этим термином понимают многозвенную систему нагнетания воздуха в цилиндры при помощи двух и более компрессоров с приводом от выхлопных газов, дающую прирост КПД, мощности и снижающую токсичность выбросов.

Twin Turbo проектировалась для разрешения ключевой проблемы наддувных двигателей — ликвидации турбоямы, проявляющейся как снижение эластичности и резкое падение мощности на низких оборотах двигателя, пока турбина еще не успела раскрутиться под давлением выхлопных газов до оптимальных оборотов. Связано это с тем, что крыльчатка нагнетателя изготавливается из особых жаропрочных материалов с немалым запасом прочности и потому имеет ощутимый вес и момент инерции.

Даже высокотехнологичные легкие керамические роторы раскручиваются до 200 тысяч оборотов в минуту за вполне заметное время. Турбояма, или turbo-lag, крайне отрицательно сказывается на динамических характеристиках двигателя, в конечном итоге влияя и на активную безопасность водителя и пассажиров.

Как оказалось впоследствии, сдвоенная турбина позволяет существенно расширить диапазон оборотов номинального крутящего момента, повысить максимальную мощность и сократить удельный расход топлива.

Как и любая другая система из более, чем одного элемента, Twin Turbo может быть параллельной, последовательной или ступенчатой. Каждая из этих схем отличается от другой геометрией, динамическими характеристиками и принципом работы. Управление наддувом берет на себя микроконтроллерный блок, получающий информацию от датчиков и управляющий клапанами и приводами на впускном и выпускном коллекторе.

Параллельный Twin Turbo

Система параллельного Twin Turbo включает два одинаковых турбокомпрессора, 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 базируется 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 соизмеримых по характеристикам турбокомпрессора. Первый турбокомпрессор работает постоянно, второй включается в работу при определенных режимах работы двигателя (частота оборотов, нагрузка).

Схема системы Twin 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)

Переход между режимами обеспечивает электронная система управления, которая регулирует поток отработавших газов ко второму турокомпрессору с помощью специального клапана. При полном открытии клапана управления подачей отработавших газов оба турбокомпрессора работают параллельно, поэтому правильно систему называть последовательно-параллельная. Сжатый воздух от двух турбокомпрессоров подается в общий впускной коллектор и распределяется по цилиндрам.

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.

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.

Преимущества и недостатки двойного турбонаддува

В настоящее время TwinTurbo в основном устанавливается на мощных автомобилях. Применение этой системы позволяет добиться такого преимущества как обеспечение максимального крутящего момента в широком диапазоне оборотов двигателя. Также благодаря двойному турбонаддуву достигается увеличение мощности при относительно небольших габаритах двигателя, что делает его более экономичным по сравнению с атмосферным двигателем.

К основным недостаткам БиТурбо можно отнести высокую стоимость, что обусловлено сложностью конструкции. Так же, как и с классической турбиной, системы с двумя турбокомпрессорами нуждаются в более бережном отношении, качественном топливе и своевременной замене масла.

Чем отличается Twin-Turbo от Bi-Turbo?

Обе установки разработаны для повышения эффективности и производительности двигателя автомобиля при наличии нагрузки. Кроме того,они обе состоят из двух турбин, которые устанавливаются непосредственно в подкапотном пространстве автомобиля.

Система Bi-Turbo считается лучше, чем ее аналог Twin-Turbo. В ее конструкцию входят две турбины, которые имеют разные параметры размера и мощности. Они предоставляют автомобилю преимущество в равномерном наборе скорости, без потери мощности и появления «провалов». Основная гиперфункция Bi-Turbo в ее плавной работе и отличном старте без рывков и задержек. Систему можно использовать на автомобилях предназначенных для езды по городу.

Установка Twin-Turbo представляет собой систему из двух турбин одинакового размера и мощности. Явное преимущество в том,что синхронная работа турбин обеспечивает взятие максимального потенциала и силы с мотора автомобиля.Отрицательным качеством,принято считать наличие турбоямы-так называемого провала, который возникает по причине провалов и задержек со стороны педали акселератора. Выражаются подобные нюансы в режиме скоростной езды. Водитель ощущает резкий толчок при старте, и при переключении передач.

Как работают двигатели Biturbo и Twin Turbo в автомобилях?

В дословном переводе с английского языка словосочетание twin-turbo обозначает "двойное турбо" или "удвоенное турбо". Правильными являются оба варианта перевода. Теперь давайте оставим лингвистический аспект и изучим подробно техническую сторону данного вида турбонаддува.

Что такое Twin-Turbo (Tвин турбо)Виды систем турбонаддува и их принцип работыПараллельныйПоследовательныйСтупенчатыйКакие преимущества использования Twin-Turbo и есть ли недостатки

Что такое Twin-Turbo (Tвин турбо)

Для того, чтобы добиться заметного увеличения мощности двигателя в его конструкцию устанавливают турбину. Twin-Turbo является одним из видов турбосистемы автомобиля и именно на нем мы и остановим наше внимание. Твин турбо подразумевает установку сразу двух одинаковых турбин, которые многократно увеличивают производительность всей системы турбонаддува. Подобная компоновка намного эффективней турбосистемы, в работе которой используется только одна турбина.

Изначально битурбо было спроектировано для решения главной проблемы всех надувных двигателей – устранение так называемой "турбоямы". Это явление проявляется в снижении эластичности и резком падении мощности двигателя на низких оборотах. Все это происходит в момент, когда турбина двигателя под давлением выхлопных газов не успевает раскрутиться до оптимальных оборотов.

Впоследствии было замечено, что сдвоенные турбины позволяют существенным образом расширить диапазон оборотов номинального крутящего момента, повысив тем самым максимальную мощность, одновременно сократив общий расход топлива.

Знаете ли Вы? Эксклюзивный суперкар Bugatti Veyron оснащен сразу четырьмя турбинами, а такая система турбонаддува получила соответствующее название - Quad-Turbo.

Виды систем турбонаддува и их принцип работы

Существует несколько основных видов системы Twin-Turbo: параллельная, последовательная и ступенчатая. Каждый вид турбонаддува характеризуется собственной геометрией, принципом работы и выдаваемыми динамическими характеристиками.

Это относительно простой тип турбосистемы, конструкция которого включает симметричную пару одновременно работающих компрессоров. Благодаря такой синхронизации достигается равномерное распределение входящего воздуха.

Зачастую данная схема применяется в дизельных V-образных двигателях, где каждый компрессор отвечает за подачу воздуха во впускной коллектор своей группы цилиндров.

Уменьшение инертности достигается путем снижения массы ротора турбины, поскольку 2 небольших компрессора создают большее давление, раскручиваясь при этом значительно быстрее, чем один большой и более производительный компрессор. В итоге значительно уменьшается та турбояма, о которой говорилось выше, а двигатель выдает лучшие характеристики во всем диапазоне оборотов.

Данный тип подразумевает компоновку, состоящую из двух соизмеримых компрессоров, которые при этом могут иметь разные характеристики и работать в дополняющем режиме. Более легкий и быстрый нагнетатель работает в непрерывном режиме, устраняя тем самым глубокую и широкую турбояму. Второй нагнетатель по специальным сигналам электроники контролирует обороты двигателя и включается при более тяжелых режимах работы двигателя, обеспечивая таким образом максимальный показатель мощности и топливной эффективности.

На пиковых режимах работы двигателя включаются сразу 2 турбины, работая в паре. Подобная схема может применяться на двигателях с любым топливным циклом.

Самый сложный и прогрессивный тип турбонаддува, обеспечивающий самый широкий диапазон мощности. Создание необходимого наддува становится возможным благодаря установке двух разновеликих компрессоров, соединенных между собой особой системой bypass-клапанов и патрубков.

Данный тип турбонаддува называется ступенчатым из-за того, что выхлопные газы в минимальных режимах раскручивают малую турбину, а это позволяет двигателю легко набирать обороты и работать с большей эффективностью. При увеличении оборотов происходит открытие клапана, что в свою очередь приводит в движение большую турбину. Но давление, которое она создает необходимо увеличить, что и делает малая турбина.

После достижения максимальных оборотов большая турбина выдает огромное давление, которое превращает малый нагнетатель в аэродинамическое сопротивление. В этот самый момент автоматика открывает перепускной клапан, и сжатый воздух поступает в двигатель, минуя на своем пути малую турбину.

Но вся сложность данной системы в полной мере компенсируется гибкостью работы двигателя и его высочайшими характеристиками.

Какие преимущества использования Twin-Turbo и есть ли недостатки

Несомненным преимуществом системы Twin Turbo является большая мощность при сравнительно небольшом рабочем объеме двигателя. Сюда же относится высокий крутящий момент и отличная динамика автомобиля, оснащенным Twin-Turbo. Двигатель с двумя турбинами намного экологичнее, чем обычный, поскольку турбонаддув позволяет топливу намного эффективнее сгорать в системе цилиндров.

Из недостатков битурбо можно выделить сложность эксплуатации такой системы. Силовая установка становится более чувствительной к качеству топлива и моторного масла. Турбированные двигатели нуждаются в специальном масле, так как без него заметно уменьшается срок службы масляного фильтра. Высокие температуры, в которых работают турбины негативно сказываются на всем двигателе автомобиля.

Главный недостаток системы Twin-Turbo – это большой расход топлива. Для создания топливовоздушной смеси в цилиндрах необходим большой объем воздуха, что влечет увеличение подачи горючего.

Турбины довольно быстро изнашиваются, если при остановке авто сразу же глушить двигатель. Чтобы продлить срок эксплуатации Twin-Turbo следует давать двигателю поработать некоторое время на холостых оборотах, охладив таким образом турбины, а только после этого можно смело доставать ключ зажигания.

Помните! Twin-Turbo – это сложная и весьма чувствительная система турбонаддува, которая нуждается в бережном отношении и качественных комплектующих. Соблюдение этих простых правил позволяет максимально насладиться скоростью и динамикой автомобиля.

Воздушный “компресс”. Что нужно знать о современных видах наддува

За долгие годы такие термины, как турбина, наддув, компрессор, нагнетатель, успели плотно войти в обиход практически любого автолюбителя. Давайте разберемся, для чего в цилиндры нужно “вдувать” воздух под давлением и какие устройства для этого вообще используют.

Не секрет, что для работы ДВС нужно закачать смесь из топлива и воздуха в каждый цилиндр, а затем воспламенить ее, чтобы произошел микровзрыв, который, в свою очередь, толкнет поршень и запустит циклический процесс. Как же увеличить отдачу? Да просто устроить взрыв помощней. А вот тут нюанс: если топлива мы можем подать сколько угодно, то вот закачать больше воздуха можно только при помощи специального нагнетателя наддува.

Турбонаддув

Самым популярным и простым таким устройством является классический турбонагнетатель, работающий за счет энергии выхлопных газов. Он состоит из двух частей (“улиток”), внутри которых на одном валу стоят две крыльчатки: турбинная в “горячей” части (контактирует с отработавшими газами) и компрессорная в отдельном “холодном” корпусе. Турбинное колесо вращается за счет энергии выхлопных газов двигателя, раскручивая тем самым крыльчатку компрессорного колеса. Вот оно, в свою очередь, всасывает в “холодный” корпус разреженный воздух, сжимает его и направляет прямиком в цилиндры: чем больше обороты мотора, тем выше давление на впуске. Если же воздуха образуется в избытке, то специальный клапан стравливает лишнюю порцию в атмосферу (“блоу-офф“) или направляет его обратно на впуск (“байпас“).

Вроде бы получается, что увеличивать давление наддува с турбиной на выхлопных газах можно до бесконечности: поставил здоровенный нагнетатель и получил большую порцию сжатого воздуха. Но не так все просто. Ведь большая турбина имеет широкие каналы и крыльчатку, которую можно раскрутить только на высоких оборотах мотора. А маленький нагнетатель, наоборот, на низких оборотах работает отменно, но на высоких просто не успевает прокачивать через себя большую порцию воздуха. Именно поэтому автомобильные инженеры “играют” с размерами улиток, устанавливают сразу несколько турбин (большую и маленькую) и используют разные хитрые конструкции, чтобы обеспечить компромисс - хорошую тягу турбомотора во всем диапазоне оборотов без задержек и турбоямы. К слову, последним именуют так называемый провал в работе наддувного двигателя на низких оборотах, когда турбина еще не получает достаточно отработавших газов, чтобы раскрутиться и добавить двигателю дополнительных “лошадок”.

Твинскрольная турбина

Так выглядит турбонагнетатель твинскрольного типа. Красный канал - помогает турбине “раздуваться” с низких оборотов, а желтый - эффективен на "верхах".

Одним из видов компромиссного наддува можно назвать турбину типа Twin Scroll. Она имеет двойную “горячую” часть, внутри которой есть пара параллельных каналов разного диаметра. Каждый из них соединен со своей половиной цилиндров и воспринимает от них персональную порцию выхлопных газов для раскрутки единой крыльчатки турбинного колеса: одна доза выхлопов вращает турбинное колесо на низких оборотах (за счет узкого сечения канала первого “горячего” контура), а другая - подает выхлоп в более крупную улитку, которая эффективно работает на повышенных оборотах. В основном твинскрольные нагнетатели нашли применение на малообъемных современных двигателях, где важно получать оптимальный подхват при любой частоте вращения мотора, а также экономить вес и место под капотом. Из недостатков твинскрольной турбины можно отметить сложность конструкции, дороговизну и низкую эффективность работы на высоких оборотах из-за ограничений размера горячей части.

Турбина с изменяемой геометрией

Специальные активные лопатки вокруг крыльчатки "горячей" части турбины, позволяют нагнетателю эффективно работать практически во всем диапазоне оборотов двигателя. В народе такое устройство наддува называют "супертурбиной".

Самым совершенным видом традиционного наддува, который применяется на автомобилях, можно назвать турбокомпрессор с изменяемой геометрией рабочей части (Variable Geometry Turbocharger). Называется он так, поскольку имеет подвижные лопатки вокруг крыльчатки “горячей улитки”. В зависимости от оборотов двигателя специальный электропривод меняет их угол атаки, имитируя маленькую и большую турбины: на низких оборотах лопатки делают впускной канал “горячки” узким, помогая турбинному колесу быстрее раскрутиться, а по мере увеличения оборотов двигателя тракт приоткрывается, чтобы турбина могла получать необходимую для эффективного наддува порцию выхлопных газов. В отличие от твинскрольного нагнетателя турбокомпрессор с изменяемой геометрией может одинаково эффективно работать на всех уровнях оборотов. Поначалу такой тип наддува устанавливали только на турбодизели, поскольку те выделяют меньше тепла, которое компрессор с изменяемой геометрией не любит. Сейчас же турбину VNT научились использовать и на бензиновых двигателях, в частности, на моторе высокофорсированного спорткара Porsche 911 Turbo.

Механический нагнетатель

Еще до того, как начали применять энергию отработавших газов, для наддува использовали механический нагнетатель (чаще всего его называют просто компрессором или “суперчарджером”). В классическом виде это устройство представляет собой корпус, в котором продолговатые роторы-лопасти расположены параллельно друг другу и соединены ременным приводом с коленчатым валом двигателя. Воздух, проходящий между этими винтообразными роторами, сжимается и направляется в цилиндры.

Основное преимущество механического нагнетателя над традиционной турбиной - давление наддува присутствует даже на холостых оборотах двигателя и растет прямо пропорционально частоте вращения коленвала. Вот поэтому турбоямы у двигателей с компрессором попросту не бывает. Плюс стоит отметить звук: так как отработавшие газы в процессе наддува не участвуют, звучание двигателя не искажается и сохраняет свой первозданный вид.

Впрочем, не так все прекрасно, поскольку механический нагнетатель отбирает львиную долю мощности у двигателя (порой до 30%) и гораздо тяжелее турбины, а сам наддув с ростом оборотов получается неравномерным (высокая эффективность достигается только на высоких частотах). Именно поэтому в наше время компрессоры наддува - вещь немного устаревшая и на серийных автомобилях встречается редко. Сейчас моторы c механическими нагнетателями можно встретить на некоторых моделях Toyota, Land Rover, Cadillac и Audi, которые имеют под капотом объемные двигатели (более двух литров).

Различают три вида механических нагнетателей: кулачковый (типа Roots), винтовой (Lysholm) и центробежный. В первых двух для сжатия всасываемого воздуха используются специальные продолговатые роторы-лопасти (у кулачкового их два, у винтового - один), а в последнем типе за это отвечает холодная часть традиционного турбокомпрессора.

Электрический наддув

В эпоху развития электрокаров и различных электронных систем грех не использовать электрическую тягу и для наддува. Конструкция электрического нагнетателя проста: электромотор, который питается от аккумулятора, соединен с валом “холодной” компрессорной части классической турбины. По сути, такая конструкция - идеальный источник нагнетаемого воздуха, поскольку в любой момент может обеспечить максимальное давление на впуске.

Электрокомпрессор Valeo, который устанавливается на двигатель от Audi SQ7, питается от 48 вольтовой батареи, а крыльчатка раскручивается до 70 000 об/мин всего за 250 миллисекунд (глазом моргнуть не успеешь).

Из-за многочисленных трудностей по части бесперебойного питания устройства, на серийные автомобили электротурбину начали ставить только с недавнего времени. В частности, впервые она появилась на “заряженном” кроссовере Audi SQ7, который оснащен 435-сильным четырехлитовым турбодизелем. Электронагнетатель на этом моторе “надувает” воздух в цилиндры только на низких оборотах, а дальше подключаются в работу две классические турбины. Такая схема позволяет получить 900 Нм крутящего момента уже в диапазоне от 1000 (!) до 3 250 об/мин.

Кстати, в автоспорте тоже используют электрическую турбину, но немного для других нужд. Система MGU-H (устаравливается на силовые установки современных болидов Формулы-1) представляет собой электрическое устройство на валу классического турбокомпрессора, которое при необходимости помогает держать турбокомпрессор раскрученным, чтобы в первую очередь избавится от турболага (не путать с турбоямой) - так называемой задержки между нажатием педали газа и попаданием наддувного воздуха в двигатель.

Составные схемы наддува

В погоне за максимальной эффективностью турбодвигателей автомобильные инженеры применяют схемы с несколькими турбинами, а порой даже смешивают вместе разные системы наддува. И все это ради одной цели - получить в одном “коктейле” как можно больше преимуществ и избавится от недостатков.

Отдельного обсуждения заслуживает система Twin turbo или просто - двойной турбонаддув. Все его разновидности можно разбить на три типа (двухступенчатый, параллельный и последовательный), каждый из которых подбирается инженерами для конкретного мотора с учетом его конструкции, характеристик и режимов работы.

Двойной параллельный турбонаддув

Самая простая и популярная схема Twin Turbo представляет собой пару одинаковых турбин, каждая из которых подключена к своей половине цилиндров. Оба турбокомпрессора работают параллельно и отдельно друг от друга, но надувают воздух в единый впускной коллектор.

Бензиновый V-образный двигатель с двойным параллельным наддувом. Оба нагнетателя расположены в развале блока цилиндров для улучшения отклика на нажатие педали акселератора.

За счет того, что каждая турбина раскручивается от “своих” цилиндров, параллельная схема наддува работает линейно практически во всем диапазоне оборотов, создавая эффект атмосферного двигателя большего объема. Данный вид турбонаддува можно встретить на большинстве V-образных двигателях (BMW N74 V12 TwinPower Turbo или Mercedes-Benz M278 V8 Biturbo), где нагнетатели чаще всего устанавливаются в развале блока цилиндров для более быстрого отклика турбомотора на нажатие педали газа. Причем на более современных моторах (например, BMW S63TU от X5 M) обе турбины могут быть твинскрольного типа.

Последовательный Twin turbo

Следующая система также имеет два идентичных турбонагнетателя, но подключены они к одному каналу и включаются по очереди, друг за другом. Одна турбина работает постоянно, а вторая активируется электроникой при определенных условиях (нагрузка на двигатель, частота вращения коленвала, положение педали газа и т.д.). Когда блок управления дает команду включить вторую турбину, специальная заслонка открывается и два нагнетателя работают вместе.

При двойном последовательном наддуве сначала работает только один нагнетатель, а потом к нему присоединяется второй по команде электронных "мозгов". Также стоит обратить внимание на промежуточный охладитель (интеркулер), который применяется на моторах с турбонаддувом и необходим для охлаждения воздуха после его сжатия (холодный воздух имеет более высокую плотность и эффективность)

Правда, бывает, что двумя турбонагнетателями некоторые автопроизводители не ограничиваются. В частности, компания BMW несколько лет назад установила на свой дизельный мотор сразу три турбины, а двигатели Bugatti Veyron (W16 на восемь литров) и вовсе имеют целый квартет из турбонагнетателей.

Двухступенчатый турбонаддув

Данный схема агрегатного наддува является наиболее сложной и в то же время самой эффективной. Тут две турбины разного размера установлены последовательно (большая идет следом за маленькой), а процессом наддува руководят специальные перепускные клапана. Сначала отработавшими газами раскручивается малая турбина, обеспечивающая тягу двигателя на “низах”, а большой нагнетатель параллельно просто пропускает через себя газы и сжатый воздух, находясь в “боевой” готовности.

Читайте также: