Які відмінності між системами твін-турбо та бітурбо? Система Twin Turbo - призначення, пристрій, принцип роботи

В даний час існують такі види двигунів, які мають дві турбіни. Однак через свою вартість такі двигуни можуть дозволити собі далеко не всі автовласники. На сьогоднішній день найпопулярнішими автомобільними двигунами, на які попит зростає з кожним днем, є Twin-Turbo та Bi-Turbo. Звичайно, не кожен автолюбитель знає різницю між ними, а на перший погляд взагалі можна сказати, що вони однакові. Однак це зовсім не так. Так само не варто думати, що Bi і Twin – це та сама, однакова у своїх властивостях і якостях система турбонаддува, але з різними назвами.

Система турбонаддуву Twin-Turbo

Для того, щоб розібратися в даній системі, необхідно чітко уявляти її принцип роботи. Система виробляє необхідний тиск повітря, який повинен закачуватись у самі циліндри двигуна. У міру того, як біжить стрілка по тахометру, двигун втрачає свою потужність, а вироблення самої турбіни швидко знижується. Саме для того, щоб двигун не втрачав потужності, а вироблення турбіни тільки зростала, і була вбудована друга така ж аналогічна турбіна.

Звичайно, роботу такої системи потрібно регулювати самостійно чи в автосервісі. Турбіни можуть включатися в роботу одночасно, але бажано налаштувати турбіни так, щоб спочатку свою роботу починала одна з них, а зі зростанням обертів на тахометрі в роботу включалася друга. Однак за такої роботи турбін виникає така проблема, як турбояма. Так само не варто забувати про те, що дана система може бути встановлена ​​не тільки на V-подібні двигуни, але і на звичайні рядні двигуни.

Система турбонаддува Bi-Turbo

Bi-Turbo, як і twin, має дві турбіни. Однак їх відрізняють між собою дві абсолютно різні за потужністю турбіни. Якщо в першому випадку дві турбіни мають однакову потужність, Bi-Turbo має одну стандартну турбіну і одну зі збільшеною потужністю. Дані турбіни не потрібно самостійно регулювати. Вони спочатку настроєні так, що на початку руху включає перша звичайна турбіна, а коли стрілка тахометра показується все більша кількість оборотів на тахометрі, то в роботу включається друга більш потужна турбіна. Ця системазабезпечує не лише швидкий, а й рівний розгін машини. До того ж, такий наддув дозволяє уникнути турбоям. Таку турбіну, так само як і Twin-Turbo, Bi-Turbo можна встановити не тільки на V-подібний двигун, а й на звичайний рядний мотор.

Відмінність між цими системами

По-перше, Bi-Turbo створює плавний і рівномірний старт і розгін, а Twin-Turbo знижує максимальну потужність двигуна.

По-друге, Bi не створює турбоям, чого не можна сказати про Twin.

По-третє, Bi-Turbo дозволяє проводити експлуатацію не тільки містом і трасою, але так само і на гоночних треках, при цьому Twin-Turbo не має такої можливості.

Отже, чекаємо від Автоваза появи в модельному рядута з турбованими двигунами=)

Він дозволяє підвищити потужність двигуна завдяки збільшенню кількості палива, що впорскується в циліндр за один цикл. Ще з середини XX століття існують автомобілі, в яких використовуються відразу дві турбіни - таке компонування називають Twinturbo, Biturbo, Double Turbo та іншими словами. Нерідко можна зустріти інформацію про принципові відмінності Твінтурбо та Бітурбо – в окремих статтях наводяться визначення та сутність унікальних конструктивних елементів. Спробуємо розібратися у компонуванні цих систем і ми.

Турбонаддув все частіше застосовують для підвищення потужності двигуна

Сутність питання

Самий цікавий моменту цій проблемі полягає в тому, що принципових відмінностейякраз не існує. Biturbo та його аналог Twinturbo є просто альтернативними назвами однакових систем наддуву з двома компресорами. Причому як Biturbo, і Twinturbo припускають використання різних варіацій технічної частини.

Різні назви були вигадані маркетологами відомих автомобільних виробників, щоб виділити свою продукцію серед безлічі аналогічних машин, побудованих із застосуванням тієї ж компонування. Цікаво, що японці віддають перевагу своїм здвоєним турбокомпресорам Twinturbo, тоді як європейські компанії пишуть Biturbo - так склалося історично. До нашої країни надходять машини з обох частин світу, тому що назва Biturbo, що Twinturbo знайомі вітчизняному споживачеві. Тому суперечка про відмінності між назвами турбокомпресорів можна вважати неспроможною - а ось дізнатися про принципово різні системи, що використовуються в міжнародній практиці, буде цікаво.

Класика жанру

Якщо ви знаєте, що таке турбонаддув, зрозумієте, що в установці двох турбокомпресорів є свої складності. Обидві турбіни системи Biturbo доводиться встановлювати на одну вихлопну магістраль, причому між ними має зберігатися певна відстань. Проблема полягає в тому, що далекий турбокомпресор отримуватиме менше енергії і працюватиме не так ефективно. У середині XX століття цю проблему вирішували досить просто - друга турбіна в компонуванні Twinturbo мала характеристики підшипників і форму крильчатки. За рахунок цього вдавалося синхронізувати роботу двох агрегатів і значно підвищувати потужність двигуна за допомогою системи Biturbo.

Система Biturbo використовується все рідше

Однак практика показала, що послідовне компонування Twinturbo має кілька важливих недоліків:

• Наявність серйозної «турбоями», тобто діапазону оборотів, у якому турбіни просто не працюють;
• Достатньо великий час відгуку на подачу газу;
• ближньої турбіни;
• Незручність установки на V-подібні двигуни.

Проблему намагалися вирішити у різний спосіб. Однак найбільш елегантне та ефективне інженерне рішення запропонувала компанія Toyota, яка зробила включення турбокомпресорів свого варіанта Biturbo. На низьких оборотах клапани закриті і вихлопні гази проходять лише через невелику першу турбіну, легко розкручуючи її та забезпечуючи ранній вихід із «турбоїми». Після досягнення 3500 об/хв, коли тиск газів вже стає надлишковим, електроніка відкриває спеціальну заслінку, і гарячий потік спрямовується до другого турбокомпресора більшого розміру, Забезпечуючи суттєвий приріст потужності двигуна.

Сучасна інтерпретація

Однак з масовим поширенням V-подібних моторів послідовна система Biturbo стала застосовуватися все рідше, оскільки використовувати її було незручно з конструктивної точки зору. Приблизно на початку 80-х було запропоновано альтернативне компонування Twinturbo, в якому кожна турбіна була закріплена за кількома циліндрами двигуна - як правило, йшлося про ту чи іншу «половинку» блоку. могли розташовуватися набагато ближче до впускного та випускному колектору, що суттєво зменшило рівень механічних та аеродинамічних втрат, а також підвищило потужність двигуна. Крім того, паралельна система Biturbo, що використовує компактні турбіни, дозволила позбавитися «турбоями» і зробити мотор дуже чутливим до зміни подачі палива.

У більшості випадків паралельна схема Twin Turbo передбачає використання загального впускного колектора, що спрощує її та робить менш витратною в обслуговуванні, але обмежує динамічний потенціал автомобіля. Тому альтернативою було запропоновано компонування Biturbo з роздільними впускними трактами і колекторами. Крім того, це дозволило адаптувати систему для використання на компактних рядних моторах, які раніше оснащувалися виключно двома турбокомпресорами, розташованими послідовно.

Однак найбільш цікаву схему Twinturbo запропонувала компанія BMW - її відмінність полягала в розташуванні турбін у розвалі V8, а не по сторонах від блоку циліндрів. Причому кожен із турбокомпресорів був запитаний від циліндрів, що знаходяться по обидва боки двигуна! Незважаючи на величезні складнощі, які довелося подолати інженерам, результат перевершив усі очікування. Така оригінальна система Biturbo зменшила протяжність турбоями на 40% без зниження надійності вузла. Крім того, суттєво підвищилася стабільність роботи двигуна та зменшилася інтенсивність його вібрацій.

Не зовсім Бітурбо

Іноді з компонуванням Twinturbo плутають турбіну Twinscroll. Остання передбачає використання однієї турбіни, що має два канали та дві ділянки крильчатки з різною формою лопатей. На низьких оборотах відкривається клапан, що веде до меншої крильчатки - в результаті турбокомпресор розганяється досить швидко і забезпечує приріст потужності без "турбоями". Однак із підвищенням швидкості тиск вихлопних газівстає надмірним і відкривається другий клапан - тепер використовується тільки велика крильчатка. Як наслідок, автомобіль отримує додаткове зростання продуктивності.

Звичайно, така система має дещо меншу ефективність, ніж класична Biturbo. Однак у порівнянні з однією турбіною тягові можливості двигуна все ж зростають. Звичайно, компонування Twinscroll складне у виробництві і вважається досить ненадійним. Проте в даний час її дуже часто застосовують у потужних автомобілях- у тому числі у складі системи Biturbo.

Поєднати несумісне

Якщо ви знаєте, чим відрізняється механічний компресор від турбіни, то зрозумієте, чому ці дві системи вважаються несумісними – перший наводиться від колінвалу, тоді як турбокомпресор використовує енергію вихлопних газів та поєднати їх практично неможливо. Однак для інженерів Volkswagen немає нічого неможливого - у свій варіант системи Twinturbo вони включили обидва вузли. Турбіна працює постійно, тоді як компресор допомагає усунути "турбояму" на низьких обертах. Згодом він відключається, але при різкому натисканні педалі газу знову набуває чинності, покращуючи реакцію двигуна на подачу палива.

Результатом використання такого варіанту Biturbo стало значне досягнення межі крутного моменту на малих оборотах, прискорення набору оборотів, а також зменшення часу відгуку на натискання педалі газу. Різниця з простим Twinturbo для водія практично непомітна - він відчуває лише прогнозовану потужну динаміку і не відволікається на провали потужності або інші проблеми. Однак система, розроблена Volkswagen, виявилася дуже складною у виробництві та ненадійною. Тому в даний час на машинах брендів, що входять до групи компаній, використовує лише один із двох варіантів наддуву.

Підсумки

Резюмуючи вищесказане, можна дійти невтішного висновку у тому, що відмінності Twinturboвід Biturbo полягають лише у назві. Якщо вас дійсно цікавлять різні системи наддуву, вам варто звернути увагу на паралельні і послідовні компонування. Крім того, незайвим буде детальніше ознайомитися з відмінностями турбокомпресора від механічного наддуву і плюсами їх спільного застосування.

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, 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 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 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 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.

Багатьом із вас доводилося чути про існування двигунів, посилених двома турбінами. Звичайно, такі силові агрегатидоступні лише обраним через високу дорожнечу, але все ж таки, якщо не придбати, то хоча б поцікавитися кожен з нас має право. А чи замислювалися ви, чим відрізняється Твін-Турбо, від Бі-Турбо, адже на перший погляд, можна подумати, що це одне й те саме – двигун, обладнаний двома турбінами. Давайте трохи заглибимося в технічні характеристикиі розберемося до чого.

Деякі помилково вважають, що Twin-Turboі – це різні комерційні назви однієї системи наддуву. Запевняємо, що різниця не тільки у компанії, а й у способі наддуву.

Двигуни із системою наддуву Twin-Turbo

Уявімо, як діє турбіна. Вона створює певний тиск повітря, що закачується в циліндри двигуна. У процесі зростання оборотів ефективність турбіни знижується і потужність мотора падає. Щоб унеможливити падіння потужності та забезпечити приріст навіть на високих оборотах, була встановлена ​​друга аналогічна турбіна.

Примітно, що роботу турбіни можуть вступати по-різному. Наприклад, можна налаштувати турбіни таким чином, щоб вони діяли паралельно, або ж є можливість налаштувати так, щоб спочатку тиск нагнітала одна турбіна, потім, коли її потужності стає недостатньо, підключалася друга і, таким чином, компенсувала втрату.

Варто згадати, що система наддуву Twin-Turbo може встановлюватися як на V-подібні двигуни, так і рядні, тут немає особливої ​​різниці.

Двигуни із системою Bi-Turbo

Bi-Turbo також має на увазі наявність двох турбін, проте якщо в попередньому варіанті турбіни були однаковими, то Бі-турбо включає наявність звичайної турбіни і збільшеної, більш потужної. мають послідовний спосіб включення, тобто на малих і середніх оборотах працює перша турбіна, на великих оборотах - збільшена. Завдяки такій конфігурації забезпечується рівний розгін автомобіля.

У свою чергу, встановлюватись Bi-Turbo також може і на V-подібні двигуни, і на рядні.

Відмінність у роботі Bi-Turbo від Twin-Turbo

Отже, конструктивні особливостікожній із систем вплинули на загальний характер поведінки автомобіля. Якщо система Bi-Turbo завдяки використанню різних за потужністю турбін забезпечує автомобілю рівномірний розгін, без втрати, або різкого збільшення потужності, то головним пріоритетом Twin-Turbo є зняття максимальної потужності з мотора. Twin-Turbo, на відміну від конкурента, все ще страждає т.зв. турбоямою, тобто. невеликою затримкою, поки розкрутиться турбіна і дасть приріст. Звідси виникає різкий поштовх у розгоні, з системою Bi-Turbo розгін відбувається плавно.