Які відмінності між системами твін-турбо та бітурбо? Бітурбо (biturbo): що це і принцип роботи Чим відрізняється twin turbo від biturbo

Багато помиляються, вважаючи ці системи турбування принципово різними!
Твін-турбо і БіТурбо-це лише різні комерційні назви системи наддуву, що складається з 2-х турбін.
Назва не відображає схему роботи турбін (паралельна або послідовна (секвентальна))
Наприклад, Міцубіші 3000 VR-4 і має назву Twin Turbo, там V6 і дві турбіни, кожна з яких живиться від своїх 3 циліндрів і дме в загальний колектор. Аналогічно на Audi S4 2.7, але там вже в назві BiTurbo. Аналогічно на Мазер Джіблі або Кватропорт.
На Тойоті Супра Twin Turbo рядна шістка, і турбіни там працюють у хитрому порядку, включаючись і вимикаючись за допомогою спеціальних перепускних клапанів (послідовно-паралельна схема)
На Субару В4 там дві турбіни, але працюють вони секвентально: на низьких обертах працює одна-маленька-турбіна, на високих до неї підключається друга-велика.
Бі-турбо (biturbo) - система турбонаддува, що складається з двох турбін, що послідовно включаються в роботу. У такій системі застосовують 2 турбіни, одну маленького розміру іншу великого, зроблено це тому, що маленька турбіна розкручується значно швидше, і вступає в роботу першої, потім, при досягненні більш високих оборотів мотора, розкручується друга, велика турбіна, і додає значно більший повітряний заряд. Таким чином перш за все мінімізується лаг, утворюється досить рівна розгінна характеристика автомобіля без ривка, властивого великим турбінам, і досягається можливість використовувати великі турбіни на двигунах, що встановлюються в автомобілях призначених не тільки для їзди погоновим трасам, але і по міських дорогах, де можливість крутити мотор постійно є не завжди, отримати більше потужності з мотора невеликого обсягу має сенс, з якихось причин, наприклад, пов'язаних із законодавством з податків даної країни на літражмотора. Системи бі-турбо дуже дорогі, і тому їх установка, як правило в серійне виробництво, Виробляється на автомобілі високого класу, типу MASERATI або ASTON MARTIN (там компресори).
Така система може бути встановлена ​​як на двигун V6, кожна турбіна буде висіти на своїй головці по вихлопу, впуск загальний, так і на рядному моторі наприклад рядна 4-ка, в цьому випадку турбіни можна включити по вихлопу як парралельно, 2 циліндри на одну, 2 на іншу, так і послідовно - спочатку велика турбіна, потім маленька. Зустрічаються так само варіанти, коли до маленької турбіни підходить вихлоп тільки з 2-х циліндрів, а до великої відповідно з 2-х, що залишилися, і з виходу малої турбіни.
==============================Biturbo=================== ================

Твін-турбо (twinturbo) - в цій системі на відміну від системи бі-турбо, основним завданням є не знизити лаг, а домогтися більшої продуктивності по повітрі, що прокачується, або більшого тиску наддуву. Продуктивність по повітрі, що прокачується, необхідна, у випадках коли мотор працюючи на високих оборотахспоживає повітря більше, ніж турбіна здатна забезпечити, таким чином можливе падіння тиску наддуву. У системах Twinturboзастосовуються дві однакові турбіни. Відповідно продуктивність такої системи в 2 рази більше ніж системи, що складається з однієї турбіни, при цьому якщо застосувати 2 невеликі турбіни які продуктивності дорівнюють одній великій, то можна досягти ефекту зниження лага, при ідентичній продуктивності. Існують також ситуації, коли продуктивності наявних великих турбін, виявляється недостатньо, наприклад при побудові моторадрегстера, тоді так само використовується комбінація з 2-х турбін. Дана схема як і варіант biturbo може працювати як на двигунах з V-подібним розвалом головок, так і на рядних двигунах. Варіанти включення турбін такі ж, як і в бітурбо.
Існують так само системи, що складаються з 3-х і більш однакових турбін, результат переслідується той же, що і в twinturbo. Такі системи в цивільному застосуванні як правило не мають поширення, і застосовуються як правило, для побудови потужних спортивних моторів, для автомобілів беруть участь у драгрейсингу.
У сучасних турбованих двигунах (зокрема RRS V8 дизель) турбіни мають змінну геометрію крильчаток. Це мінімізує проблему турбоями і дає високий потенціал турбонадув вже на найнижчих оборотах колінвала двигуна. Крім того це додає економію палива
=========================Twin-turbo====================== ==.

Бі-турбо (biturbo) - система турбонаддува, що складається з двох турбін, що послідовно включаються в роботу. У такій системі застосовують 2 турбіни, одну маленького розміру іншу великого, зроблено це тому, що маленька турбіна розкручується значно швидше, і вступає в роботу першої, потім, при досягненні більш високих оборотів мотора, розкручується друга, велика турбіна, і додає значно більший повітряний заряд. Таким чином, перш за все мінімізується лаг, утворюється досить рівна розгінна характеристика автомобіля без ривка, властивого великим турбінам, і досягається можливість використовувати великі турбіни на двигунах, що встановлюються в автомобілях, призначених не тільки для їзди по гоночних трасах, але і по міських дорогах, де можливість крутити мотор. Завжди є не завжди, а отримати більше потужності з мотора невеликого обсягу має сенс, з якихось причин, наприклад, пов'язаних із законодавством по податках цієї країни на літраж мотора. Системи бі-турбо дуже дорогі, і тому їх установка, як правило в серійному виробництві, виробляється на автомобілі високого класу, типу MASERATI або ASTON MARTIN (там компресори).

Така система може бути встановлена ​​як на двигун V6, кожна турбіна висітиме на своїй головці по вихлопу, загальний впуск, так і на рядному моторі наприклад рядна 4-ка, в цьому випадку турбіни можна включити по вихлопу як парралельно, 2 циліндра на одну, 2 на іншу, так і послідовно – спочатку велика турбіна, потім маленька. Зустрічаються так само варіанти, коли до маленької турбіни підходить вихлоп тільки з 2-х циліндрів, а до великої відповідно з 2-х, що залишилися, і з виходу малої турбіни.

Твін-турбо (twinturbo) - в цій системі на відміну від системи бі-турбо, основним завданням є не знизити лаг, а домогтися більшої продуктивності по повітря, що прокачується або більшого тиску наддуву. Продуктивність по повітрі, що прокачується, необхідна, у випадках коли мотор працюючи на високих оборотах, споживає повітря більше, ніж турбіна здатна забезпечити, таким чином можливе падіння тиску наддуву. У системах Twinturbo використовуються дві однакові турбіни. Відповідно продуктивність такої системи в 2 рази більше ніж системи, що складається з однієї турбіни, при цьому якщо застосувати 2 невеликі турбіни які за продуктивністю дорівнюють одній великій, то можна досягти ефекту зниження лага, при ідентичній продуктивності. Існують так само ситуації, коли продуктивності наявних великих турбін виявляється недостатньо, наприклад при побудові мотора дрегстера, тоді так само використовується комбінація з 2-х турбін. Дана схема як і варіант biturbo може працювати як на двигунах з V-подібним розвалом головок, так і на рядних двигунах. Варіанти включення турбін такі ж, як і в бітурбо.

Існують так само системи, що складаються з 3-х і більш однакових турбін, результат переслідується той же, що і в twinturbo. Такі системи в цивільному застосуванні як правило не мають поширення, і застосовуються як правило, для побудови потужних спортивних моторів, для автомобілів, що беруть участь у драгрейсингу.

У сучасних турбованих двигунах (зокрема RRS V8 дизель) турбіни мають змінну геометрію крильчаток. Це мінімізує проблему турбоями і дає високий потенціал турбонадування вже на найнижчих обертах колінвала двигуна. Крім того, це додає економію палива.

Twin Turbo - це комерційне позначення просунутої системи турбонаддуву.

Використовують також назву Biturbo, проте можна зустріти і некоректне позначення цим терміном паралельної системи з двома турбінами. Під цим терміном розуміють багатоланкову систему нагнітання повітря в циліндри за допомогою двох і більше компресорів з приводом вихлопних газів, що дає приріст ККД, потужності та знижує токсичність викидів.

Система Twin Turbo

Twin Turbo проектувалася для вирішення ключової проблеми наддувних двигунів - ліквідації турбоями, що виявляється як зниження еластичності і різке на низьких оборотах двигуна, поки турбіна ще не встигла розкрутитися під тиском вихлопних газів до оптимальних оборотів. Пов'язано це з тим, що крильчатка нагнітача виготовляється з спеціальних жароміцних матеріалів з великим запасом міцності і тому має відчутну вагу і момент інерції.

Навіть високотехнологічні легкі керамічні ротори розкручуються до 200 тисяч обертів за хвилину за помітний час. Турбояма, або turbo-lag, вкрай негативно позначається на динамічних характеристиках двигуна, зрештою впливаючи і активну безпеку водія і пасажирів.

Як виявилося згодом, здвоєна дозволяє суттєво розширити діапазон оборотів номінального крутного моменту, підвищити максимальну потужність та скоротити питому витрату палива.

Як і будь-яка інша система з більш ніж одного елемента, Twin Turbo може бути паралельною, послідовною або ступінчастою. Кожна з цих схем відрізняється від іншої геометрії, динамічними характеристикамита принципом роботи. Управління наддувом бере на себе мікроконтролерний блок, що отримує інформацію від датчиків і управляє клапанами та приводами на впускному та випускному колекторі.

Принцип роботи та особливості

Паралельна система

Відносно проста система, що включає симетричну пару компресорів, що працюють одночасно, рівномірно розподіляючи повітря, що входить. Найчастіше таку схему застосовують на V-подібних дизельних двигунахде кожен компресор подає повітря в впускний колекторсвоєї групи циліндрів.

Зменшення інертності досягається за рахунок зниження маси ротора турбіни, як відомо, два невеликі компресори забезпечують трохи більший тиск і розкручуються швидше, ніж один, але більший за габаритами та продуктивністю. Тим самим ширина турбоями суттєво зменшується, а двигун забезпечує кілька найкращі характеристикиу всьому діапазоні оборотів.

Послідовна система

При такому компонуванні два сумірних компресора (не обов'язково однакових за характеристиками) працюють у додатковому режимі.

Схема послідовного Twin Turbo:
1 - перепускний клапан наддуву (bypass); 2 - клапан управління подачею повітря; 3 - датчик різниці тисків; 4 - клапан управління подачею відпрацьованих газів; 5 - вторинний турбокомпресор; 6 - інтеркулер; 7 - первинний турбокомпресор; 8 - перепускний клапан відпрацьованих газів (wastegate).

Один, зазвичай більш легкий і швидкий, нагнітач працює постійно, ліквідуючи глибоку та широку турбояму, другий за сигналом електроніки, що стежить за оборотами двигуна, включається в роботу на більш важких режимах, забезпечуючи максимальну потужність та ефективність палива. Така послідовно-паралельна схема (у пікових режимах обидві турбіни працюють одночасно) застосовується на двигунах будь-якого паливного циклу.

В 2011 році німецька BMWпредставила вдосконалену систему послідовного наддування Triple Turbo.

Ступінчаста система

Найскладніша і найпрогресивніша система, що забезпечує найширший діапазон потужностей.

Схема регульованого двоступеневого турбонаддуву:
1 - охолоджувач наддувного повітря; 2 - перепускний клапан наддуву (bypass); 3 - турбокомпресор щаблі високого тиску; 4 - турбокомпресор щаблі низького тиску; 5 - перепускний клапан відпрацьованих газів (wastegate).

Для створення такого наддуву встановлюють два різні компресори, з'єднаних один з одним системою патрубків і bypass-клапанів.

Ступінчастим цей вид турбонаддува називають через те, що в мінімальних режимах вихлопні гази розкручують малу турбіну, а двигун легко розкручується. Зі зростанням оборотів клапан відкривається і починає розкручуватися велика турбіна, проте створюваний нею тиск потрібно збільшити, що робить розташована слідом за нею маленька турбіна.

При досягненні максимальних оборотів велика турбіна видає настільки високий тиск, що малий нагнітач стає аеродинамічний опір. У цей момент автоматика відкриває перепускний клапан, і стиснене повітря йде в двигун, минаючи меншу з турбін.

Рис - роботи системи регульованого двоступеневого турбонаддуву.

Складність такої системи з лишком компенсується гнучкістю роботи та найвищими характеристиками двигуна.

Сучасні системи Twin Turbo наддува використовують інші технічні трюки, щоб забезпечити меншу інертність і більшу потужність. Електронне регулювання об'єму вихлопних газів на колесі турбіни, змінна геометрія лопаток, клапан, що стравлює, незабутній свист якого свідчить про безпечне видалення надлишку повітря у впускному колекторі при скиданні газу. Перепускний клапан здатний не тільки включати і відключати турбіну, що не використовується в даний момент, але і забезпечувати збереження тиску при короткочасному закритті дроселя, повертаючи запас у впускний колектор миттєво, за час закриття клапана.

Відео:

Таку важливу систему, як Twin Turbo може використовувати по-різному. Це може бути один радіатор із загальним колектором, і окремі охолоджувачі для кожного нагнітача. Ступінчаста система, з очевидних причин, завжди обходиться одним радіатором.

Автомобіль цінується не лише за якість складання та дизайн, а й за швидкість. дозволяє домогтися нових можливостей від траспортного засобуТому водії часто замислюються про збільшення швидкості у своїй машині. Популярним методом є використовувати твін-турбо та бітурбо, але чи є між ними різниця?

Сутність питання

багато сучасні автомобілівикористовують такі збільшення палива. За рахунок більшої кількості палива, що впорскується, підвищується загальна швидкість руху. Справжня технологія була відома ще у ХХ столітті – компонування із двох труб називали Double Turbo, Twin-turbo і так далі. Сьогодні вони представлені як технології твін-турбо та бітурбо.

Що це означає

Biturbo є конструкцією турбонаддува, яка має вигляд двох турбін. Перша їх великого розміру, а друга зменшеного. У той час, як перша додає потужний потік повітря, менша турбіна служить основним елементом для роботи в середньому діапазоні швидкостей. Така система орієнтована більш плавну роботу прискореного руху.

Конструкція twin-turbo більше орієнтується на приріст потужності, ніж стабільну роботу автомобіля. Тому в ній використовуються дві однакові турбіни, які впливають безпосередньо на швидкість руху.

Відмінності компонування

За словами виробників, між цими системами є велика різниця. Насправді значних відмінностей у технології немає. Це успішний маркетинговий хід, який позитивно впливає продажу виробів. Biturbo та twin-turbo здатні використовувати різні технологічні варіації у вигляді різного розмірутурбін тому є універсальними системами.

Наприклад, турбонаддув у багатьох автомобілях зветься Twin-turbo (Mitsubishi 3000 VR-4). При цьому в машині V6, що має дві турбіни для трьох циліндрів, що використовують потік вихлопних газів. У німецькому виробництві також є такі системи, але вони мають назву Biturbo.

Як показує практика, японці більшою мірою використовують twin-turbo, коли в Європі популярнішим є biturbo. У нашій країні можна придбати обидві варіації із різними технологічними особливостями.

Класичний варіант

Технологія подвійного турбонаддуву означає, що використовуються два компресори. Виникає досить велика складність із встановленням двох вихлопних трубна одну магістраль, оскільки між ними має бути простір. Частою проблемоює неоднаковий розподіл енергії між двома компресорами. Цей недолік був вирішений оригінальною формою турбіни twin-turbo у вигляді крильчатки, що синхронізувало роботу всього пристрою.

Особливостями компонування системи twin-turbo є деякі недоліки:

• присутність так званої «турбоями», за якої турбіни не працюють;
• ближня турбіна отримує прискорене зношування;
• подача газу відбувається із уповільненням;
• складна установка для двигунів V-типу.

Компанія Toyota запропонувала своє вирішення цих проблем – вона зробила власний варіант для турбокомпресорів biturbo. При малих обертах клапани виробу закриті, тому вихлопні гази виходять через першу турбіну. Вона, у свою чергу, швидко розкручується і дає змогу обійти «турбояму» на ранньому етапі. Коли рух досягає 3500 оборотів на хвилину, двигун відкриває спеціальні клапани для надлишків газу, через що все гаряче повітря перенаправляється до турбокомпресора, суттєво збільшуючи потужність двигуна.

Сучасний погляд

Система biturbo стала застосовуватися менше, адже V-мотори набули великого поширення. Вона виявилася незручною через свої конструктивних особливостей. У 80-х роках було впроваджено систему з кріпленням турбіни за циліндрами. Це дозволило встановити турбокомпресори ближче до колекторів, щоб знизити аеродинамічні втрати та підвищити загальну швидкість. Це також покращило загальну стійкість системи.

Особливості збирання

Найчастіше система twin-turboдозволяє використовувати єдиний впускний колектор, через що витрати на обслуговування дещо знижуються, хоч і зменшується. Щоб це компенсувати, були використані роздільні колектори та впускні тракти. Це дозволило використовувати систему для невеликих двигунів, на яких турбокомпресори завжди розміщувалися послідовно.

Компанія BMW має своє бачення для технології twin-turbo – розташування турбін знаходилося у розвалі V8, а не по сторонах, як завжди. Головною особливістю було те, що компресори були запитані циліндрами, які розташовувалися по обидва боки. Завдяки такому рішенню, «турбояма» була зменшена на 40% без суттєвих втрат потужності. До того ж, це зменшило вібрації від роботи обладнання.

Для звичайного користувача автомобіля необов'язково знати різницю, що таке твін-турбо та бітурбо, тому що ці системи є максимально схожими. Особливість у варіаціях розміру турбін та послідовності їх підключення робить ці конструкції універсальними. Twin-turbo більше націлена на зручність та комфортну поїздку, тоді як biturbo представлена ​​у вигляді потужнішої системи. Їхнє складання може змінюватися, виходячи з вимог, тому вибирати можна будь-яку з цих систем.

Якщо ви чули про технології biturbo та twin-turbo, але не знаєте, яку з них краще вибрати, варто звернути увагу на технічну частинуавтомобіля. Найчастіше всі відмінності між системами представлені лише у назві.

Я спростив формулювання, щоб текст був доступний для розуміння широкому колу читачів. Але для кращого розуміння питання рекомендую прочитати мої минулі публікації про і.

Прогрес не стоїть на місці, і кожне нове покоління автомобілів має бути швидшим, економічнішим і потужнішим. Часто для підвищення потужності використовуються комбіновані системи наддуву, та й «звичайні» турбіни зовсім не такі прості, як здається на перший погляд. Яким чином інженери навчили турбомотори бути одночасно потужними, еластичними та економічними? Які технології дозволяють створювати масові двигуни з питомою потужністю 150 к.с. на літр і чудовою тягою на низах, і тисячосильних монстрів?

«Звичайна» турбіна

Як я вже писав, турбокомпресор простий на перший погляд, але є високотехнологічним пристроєм, який працює у дуже жорстких умовах. І будь-яке його ускладнення позначається на надійності. Для прикладу я намагатимуся докладніше описати пристрій типового турбокомпресора без особливих ускладнень.

Основною частиною турбокомпресора є середній корпус, в ньому розташовані підшипники ковзання, завзятий підшипник та сідло ущільнення з кільцями. У самому корпусі є канали для проходження через нього олії та охолоджуючої рідини. На старих конструкціях обходилися тільки маслом і для змащення і для охолодження, але такі турбіни не використовуються на серійних машинах вже давно. Для захисту середнього корпусу від впливу гарячих вихлопних газів служить жаровідбивач.

У середній корпус встановлюється турбінний вал. Ця деталь не просто вал, конструктивно він з'єднаний з турбінним колесом нероз'ємним з'єднанням, найчастіше зварюванням тертям або виконаний із цільного шматка металу. Іноді для створення крильчатки використовується кераміка-міцності та корозійної стійкості кращих конструкційних сталей може не вистачати. Сам вал має складну форму, на ньому є потовщення для ущільнення та завзятий виступ, а форма циліндричної частини розрахована з урахуванням теплового розширення під час роботи.

На турбінний вал одягається компресорне колесо. Воно зазвичай виготовлено їх алюмінію і фіксується на валу гайкою.

Конструкція із середнього корпусу, встановленого в нього турбінного валу та компресорного колеса називається картриджем. Після складання цей вузол ретельно балансується, адже працює він за дуже високих оборотів і найменший дисбаланс швидко виведе його з ладу.

Ще турбіні потрібні два «равлики» - турбінна та компресорна. Часто вони індивідуальні для кожного виробника машин, тоді як центральна частина - картридж та розміри турбінного та компресорного колеса є ознаками конкретної моделі турбіни та її модифікації.

Для запобігання надто високому тиску наддуву використовується клапан скидання тиску газів, він же вастегейт. Зазвичай він є частиною турбінного равлика і керується вакуумом. Він закритий при звичайному режимі роботи турбіни і відкривається у разі надто високого тиску наддуву або інших проблем в роботі двигуна, скидаючи швидкість обертання турбіни.

А тепер про те, як використовують турбіни та які технології застосовують, щоб досягти найвищих показників моторів.

Twin-turbo та Bi-turbo

Чим більше і потужніший мотортим більше повітря потрібно подавати в циліндри. Для цього потрібно зробити турбіну більше чи швидше. А чим більше розміртурбіни, тим важче її крильчатки і тим інерційніша вона виходить. При натисканні на педаль газу відкривається дросельна заслінка і більше займистої суміші потрапляє в циліндри. Утворюється більше вихлопних газів і вони розкручують турбіну до вищої частоти обертання, що, у свою чергу, збільшує кількість паливної суміші, що подається в циліндри. Щоб скоротити час розкручування турбін і супутню їм «турбояму», спочатку випробували способи, які називаються твін-турбо та бі-турбо.

Це дві різні технології, але маркетологи компаній-виробників зробили чимало плутанини. Наприклад, на Maserati Biturbo та Mercedes AMG Biturbo насправді використовують технологію твін-турбо. То в чому ж різниця? Спочатку Twin Turbo («турбіни-близнюки») називалася технологія, за якої вихлопні гази поділялися на два рівні потоки і розподілялися на дві однакові турбіни малого розміру. Це дозволяло отримати найкращий час відгуку, а іноді і спростити конструкцію двигуна, використовуючи недорогі турбокомпресори, що дуже актуально для V образних двигунів з вихлопними колекторами «вниз».

Позначення Biturbo («подвійна турбіна») ж відносять до конструкцій, в яких використовуються послідовно підключені до впуску дві турбіни-малу і більшу. Маленька добре працює на малому навантаженні, швидко розкручується і забезпечує тягу на низах, а потім в дію вступає велика турбіна, більш ефективна на великому навантаженні. Невелика турбіна в цей момент відключається системою дросельних заслінок.

Перевагою такої схеми є велика ефективність однієї великої турбіни на великому навантаженні: вона забезпечує кращий тискі менше нагрівання повітря при великому ресурсі. А ще замість маленького турбокомпресора можна використовувати механічний або електронагнітач. Вони нагрівають повітря менше, ніж турбокомпресор і не інерційні.

Але як же втрати потужності, які потрібні для їхньої розкрутки? Втрати на їх привід при малому навантаженні не такі істотні. Але розплатою за покращення характеристик турбін є ускладнення впускної системи, доводиться використовувати багато труб та дросельні заслінки, що перемикає потоки повітря.

Обидві технології використовуються досі всіма виробниками, але всі вони значно здорожчають двигун, адже дорогих турбокомпресорів стає вдвічі більше, а система керування ними – складніша. Для сильно форсованих двигунів альтернативи цим технологіям немає або майже немає. Але іноді можна просто покращити конструкцію стандартної турбіни.

Тонке керування вастегейтом

Wastegate - це, буквально, "ворота для скидання", тобто перепускний клапан. На перших турбінах вастегейт працює дуже просто: коли тиск на впуску долав натяг пружини, він відкривався, стравлював гази і тиск падав. Пізніше систему ускладнили: тепер його відкриттям керувала не тільки різниця тисків, а й електроніка, що враховує безліч параметрів - збагачення суміші, режим руху, температуру, детонацію і вміння уникати небажаних режимів роботи турбіни. Але керувався він так само - пневматикою. Коли потрібно було скинути тиск, клапан просто відкривався.

Отримати якісний стрибок характеристик дозволяло плавне регулювання ступеня відкриття перепускного клапана. У цьому випадку турбіна може частіше працювати з максимальною віддачею, навіть при малих оборотах, а на середніх навантаженнях вже набирає чинності регулювання і в небезпечні режими турбіна не переходить.

На жаль, такий спосіб складніший. Для його реалізації потрібно було розмістити електропривод регулювання поруч із турбіною, що знизило її надійність: електроніці доводиться працювати в дуже жорстких умовах, за високої температури і високої вібрації. Але поліпшення характеристик варте того і багато сучасних турбін високофорсованих невеликих моторів мають таку конструкцію.

Більш ефективне турбінне колесо. Twinscroll

У пошуках підвищення ефективності одиночної турбіни конструкторська думка придумала спосіб, який дозволяв збільшити ефективність роботи турбіни і малих і великих навантаженнях. Турбінне колесо, на яке впливають вихлопні гази, розділили на дві частини. компресорне колесо на загальному валу. Турбіна виходить не набагато складніше, але дещо ефективніше.

У поєднанні з підведенням вихлопних газів до різних частин «равлика» від різних груп циліндрів і точного налаштування це дозволяє отримати непогане збільшення продуктивності без погіршення характеристик у зоні малих оборотів. Звичайно, така турбіна не дасть максимальної можливої ​​потужності, зате такий мотор буде тяговішим і на практиці зручніше і швидше.

Більш ефективне турбінне колесо – турбіни зі змінною геометрією

У твін-скрол турбіні вихлопні гази поділяються на два потоки і один завжди працює з меншою ефективністю, ніж можливо. Але є й інший спосіб! Можна регулювати напрямний апарат турбінного колеса, і вихлопні гази завжди працюватимуть з максимальною ефективністю. Все це вимагає дуже складної механічної системи, розташованої в самій гарячій частині турбіни-на вихлопному «равлику». І складного механізму керування.

Геометрію впускного каналу турбіни змінюють за допомогою напрямних лопаток. На малих оборотах, коли тиск вихлопних газів мінімальний, лопатки, повертаючись, звужують канал. Через вузький отвір гази проходять із вищою швидкістю, забезпечуючи швидке розкручування турбіни. Коли обороти мотора зростають, лопатки тиску газів, що пропорційно зростає, розширюють отвір, і швидкість обертання турбіни залишається стабільною.

Поліпшення механіки турбін

Підшипники кочення (з кульками) мають набагато кращі характеристики, ніж підшипники ковзання (з олією) – це практично аксіома. Вони дозволяють зменшити тертя, а значить зробити обертання турбіни легким, зменшити масу валу, знизити залежність від тиску олії. Але високоточні і дуже «витривалі» підшипники кочення для величезних швидкостей обертання і температур стали застосовувати масово порівняно недавно.

Турбіни на керамічних (а не металевих) підшипниках кочення надійніші і довговічніші, вони не бояться втрати тиску олії та зупинок, менш чутливі до вібрацій та перегріву. Зрозуміло, вони дорожчі за турбіни минулого покоління, і серійні моделі машин з ними з'явилися тільки недавно, але в автоспорті їх можливості оцінили вже давно. Наприклад, турбіни IHI VF серії або Garrett GTxxR/RS застосовуються на тюнінгових машинах вже багато років.

На закінчення

Поступово нові технології дешевшають і впроваджуються на масових машинах. Для останнього покоління двигунів майже обов'язковим атрибутом стало електронне регулювання роботи турбіни. Все частіше застосовуються twinscroll-варіанти. На великих V-образних моторах майже завжди використовують технологію twin-turbo, але і турбіни при цьому не прості, а використовують весь необхідний арсенал нових технологій виготовлення.

У поєднанні з прямим упорскуванням палива це дозволяє створювати мотори, характеристики яких ще років десять тому визнали б фантастичними - при потужності в 400-500 кінських силвони задовольняються 95-м бензином, та й його «їдять» не надто більше, ніж малолітражки недавнього минулого. Щодо надійності сучасних моторів, то про це я вже розповідав в іншій статті, адже в техніці ніщо не дається просто так.