Twin -turbo - Twin-turbo

Twin-turbo (nezaměňovat s biturbo , což je podobné s několika výraznými drobnými rozdíly, nebo nastavení twincharger , což je kombinace kompresoru a turbodmychadla) označuje motor, ve kterém dvě turbodmychadla stlačují nasávané palivo/vzduch směs (nebo nasávaný vzduch, v případě motoru s přímým vstřikováním ). Nejběžnější uspořádání obsahuje dvě identická turbodmychadla paralelně. Dvě turbodmychadla mohou být shodná nebo různých velikostí (tj. Jedno velké a jedno malé).

Typy a kombinace

Pro nastavení dvojitého turba se používají tři typy nastavení turbíny:

  • Paralelní
  • Sekvenční
  • Série

Ty lze použít na jakýkoli z pěti typů nastavení kompresoru (což teoreticky může mít 15 různých nastavení):

  • Složené kompresory
  • Složené kompresory
  • Fázové sekvenční kompresory
  • Paralelní sekvenční kompresory
  • Paralelní kompresory

Paralelní

Chevrolet big-block V8 motor s paralelními twin-turbo
Šestiválcový motor Porsche 935 s paralelními dvojitými turby

Paralelní konfigurace znamená použití dvou stejně velkých turbodmychadel, z nichž každé přijímá polovinu výfukových plynů . Některé konstrukce kombinují sací náplň z každého turbodmychadla do jednoho sacího potrubí , zatímco jiné používají pro každé turbodmychadlo samostatné sací potrubí.

Paralelní konfigurace jsou vhodné pro motory V6 a V8, protože každé turbodmychadlo lze přiřadit k jedné skupině válců, což snižuje množství potřebného výfukového potrubí. V tomto případě je každé turbodmychadlo napájeno výfukovými plyny samostatným výfukovým potrubím. U čtyřválcových motorů a šestiválcových motorů lze obě turbodmychadla namontovat na jediné výfukové potrubí.

Cílem používání paralelních dvojitých turbodmychadel je snížit zpoždění turba tím, že bude možné použít menší turbodmychadla, než kdyby bylo pro motor použito jediné turbodmychadlo. U motorů s více řadami válců (např. Motory V a ploché motory ) může použití paralelních dvojitých turbodmychadel také zjednodušit výfukový systém.

1981-1994 Maserati Biturbo byl první sériově vyráběný vůz s dvojitým turbodmychadlem. Biturbo používalo 90stupňový motor SOHC V6 s jedním turbodmychadlem na řadu válců.

Paralelní konfigurace byly použity také u motorů s více než dvěma turbodmychadly. Jedním z příkladů je 1991-1995 Bugatti EB110 , který na svém motoru V12 používá čtyři turbodmychadla . 2005–2015 Bugatti Veyron používá na svém motoru W16 čtyři turbodmychadla .

V aplikacích poháněných vznětovým motorem jsou pozoruhodnými příklady Volkswagen V10 TDI, který využívá dvě turbodmychadla BorgWarner v paralelním uspořádání a řadový motor BMW 6 B57 (B57D30O0, B57D30T0, B57D30S0), který je k dispozici v konfiguracích až 4 turbodmychadel, která pracují v uspořádání dvojitých sérií.

Sekvenční

Sekvenční přeplňování se týká nastavení, ve kterém motor používá jedno turbodmychadlo pro nižší otáčky motoru a druhé nebo obě turbodmychadla při vyšších otáčkách motoru. Tento systém má překonat omezení velkých turbodmychadel poskytujících nedostatečné zvýšení při nízkých otáčkách. Na druhé straně menší turba jsou účinná při nízkých otáčkách (když je ve výfukových plynech přítomna menší kinetická energie), ale nejsou schopna poskytnout množství stlačených nasávaných plynů potřebné při vyšších otáčkách. Sekvenční systémy turbodmychadel proto poskytují způsob, jak snížit zpoždění turba, aniž by byl ohrožen výkon při vysokých otáčkách.

Systém je uspořádán tak, že je aktivní malé („primární“) turbodmychadlo, zatímco motor pracuje při nízkých otáčkách, což snižuje práh posílení (otáčky, při nichž je zajištěno účinné posilování) a zpoždění turba. Jak se otáčky zvyšují, je do většího („sekundárního“) turbodmychadla přiváděno malé množství výfukových plynů, aby bylo dosaženo provozní rychlosti. Poté jsou při vysokých otáčkách všechny výfukové plyny směrovány do sekundárního turbodmychadla, takže může poskytnout podporu požadovanou motorem při vysokých otáčkách.

První sériové auto, které používalo sekvenční přeplňování, bylo Porsche 959 z let 1986-1988 , které na svém šestiválcovém motoru používalo sekvenční dvojitá turba. Sekvenční přeplňování lze použít také u více než dvou turbodmychadel, jako například u vznětového motoru BMW N57S s přímým šestiválcem 2012-2017 , který využívá tři sekvenční turba.

Sekvenční provoz turba: primární turbo při nízkých otáčkách (vlevo), předřazování sekundárního turba (uprostřed), provoz sekundárního turba (vpravo)

Série

Sériové turbodmychadlo je místo, kde jsou turbodmychadla zapojena do série s výkonem prvního turbodmychadla a poté je dále stlačována druhým turbodmychadlem a v některých případech napájením větší turbíny.

Sekvenční turbo může být také užitečné v systému, kde výstupní tlak musí být větší, než může být zajištěno jediným turbo, běžně nazývaným složený twin-turbo systém. V tomto případě se používá několik podobně velkých turbodmychadel za sebou, ale neustále v provozu. První turbo boost poskytuje počáteční kompresi (například na trojnásobek sacího tlaku). Následná turba vezmou náboj z předchozího stupně a dále jej stlačí (například na dodatečný trojnásobek sacího tlaku, pro celkové zvýšení devítinásobku atmosférického tlaku).

Temnou stránkou stupňovitého přeplňování je, že často vede k velkému množství zpoždění turba, proto se většinou používá u letadel s pístovým motorem, které obvykle nepotřebují rychle zvyšovat a snižovat otáčky motoru. (a tedy tam, kde turbo zpoždění není primárním konstrukčním hlediskem), a kde je vstupní tlak kvůli nízkému atmosférickému tlaku ve výšce poměrně nízký, což vyžaduje velmi vysoký poměr tlaku. Tuto konfiguraci někdy používají také vysoce výkonné vznětové motory, protože vznětové motory netrpí problémy s předstihem, a proto mohou používat vysoké plnicí tlaky.

Složený dvojitý turbo diagram
Složený fázový dvojitý turbo diagram

Quad-turbo

Quad-turbodmychadlo je extrémní způsob aplikace 4 turbodmychadel v dříve uvedených polohách. Tyto konfigurace se používají pro exotická superauta, hlavně Bugatti, přičemž Veyron a Chiron využívají quad-turbocharging. Tyto metody obvykle přinášejí obrovské množství koňských sil a točivého momentu a jsou velmi zřídka používány v produkčních automobilech, dokonce i ty nejnudnější hyperauta se lepí na dvojitá turba nebo kompresory.

Viz také

Reference

externí odkazy

http://mkiv.supras.org.nz/articles/twinturbosetups.htm