Система twin turbo

Система турбонаддува, в якій використовується два турбокомпресора, носить назву Twin Turbo. Спочатку два турбокомпресора застосовувалися для подолання інерційності системи, т.зв. турбозадержкі (турбоями). Надалі область застосування спарених турбокомпресорів розширилася і в даний час дозволяє значно підвищувати вихідну потужність, підтримувати номінальний крутний момент в широкому діапазоні оборотів двигуна, знижувати питома витрата палива.

Розрізняють три конструктивні схеми системи Twin Turbo: паралельну, послідовну і ступінчасту. Схеми розрізняються характеристиками, розташуванням і порядком роботи турбокомпресорів. Роботу турбокомпресорів регулює електронна система управління, що включає вхідні датчики, блок управління і приводи клапанів управління потоком повітря і відпрацьованих газів.

Twin Turbo - торгова назва системи турбонаддува, інше використовується назва (синонім) Biturbo. У деяких істоніков інформації під назвою Biturbo розуміється система з паралельною схемою роботи турбокомпресорів, що не зовсім вірно.

Паралельний Twin Turbo

Система паралельного Twin Turbo включає два однакових турбокомпресора, що працюють одночасно і паралельно один одному. Паралельна робота реалізується шляхом рівномірного розподілу потоку відпрацьованих газів між турбокомпресорами. Стисле повітря від кожного компресора надходить в загальний впускний колектор і далі розподіляється по циліндрах.

Паралельний Twin Turbo застосовується в основному на V-образних дизельних двигунах. Кожен турбокомпресор закріплений на своєму випускному колекторі. Ефективність паралельної схеми турбонаддува базується на тому, що дві невеликі турбіни мають меншу інерційність, ніж одна велика. За рахунок цього скорочується «турбояма», турбокомпресори працюють на всіх оборотах двигуна, забезпечуючи швидке підвищення тиску наддуву.

Послідовний Twin Turbo

Система послідовного Twin Turbo включає два порівнянних за характеристиками турбокомпресора. Перший турбокомпресор працює постійно, другий включається в роботу при певних режимах роботи двигуна (частота обертів, навантаження).

Перехід між режимами забезпечує електронна система управління, яка регулює потік відпрацьованих газів до другого турокомпрессору за допомогою спеціального клапана. При повному відкритті клапана управління подачею відпрацьованих газів обидва турбокомпресора працюють паралельно, тому правильно систему називати послідовно-паралельна. Стисле повітря від двох турбокомпресорів подається до загального впускний колектор і розподіляється по циліндрах.

двоступеневий турбонаддув

Система двоступеневого турбонаддува складається з двох турбокомпресорів різного розміру, встановлених послідовно в випускному і впускному (повітряному) трактах. В системі використовується клапанне регулювання потоку відпрацьованих газів і повітря, що нагнітається.

При низьких оборотах двигуна перепускний клапан відпрацьованих газів закритий. Відпрацьовані гази проходять через малий турбокомпресор (має мінімальну інерцію і максимальну віддачу) і далі через великий турбокомпресор. Тиск відпрацьованих газів невелика. Тому велика турбіна майже не обертається. На впуску перепускний клапан наддуву закритий. Повітря проходить послідовно через великий (перший ступінь) і малий (другий ступінь) компресори.

З ростом оборотів здійснюється спільна робота турбокомпресорів. Пропускний клапан відпрацьованих газів поступово відкривається. Частина відпрацьованих газів йде безпосередньо через велику турбіну, яка розкручується все більш інтенсивно. На впуску великий компресор стискає повітря з певним тиском, але воно недостатньо велике. Тому далі стиснене повітря надходить в малий компресор, де відбувається подальше підвищення тиску. Пропускний клапан наддуву при цьому як і раніше закритий.

При повному навантаженні перепускний клапан відпрацьованих газів відкритий повністю. Гази практично повністю проходять через велику турбіну, розкручуючи її до максимальної частоти. Мала турбіна зупиняється. На впуску великий компресор забезпечує максимальний тиск наддуву. Малий компресор, навпаки, створює перешкоду для повітря, тому в певний момент відкривається перепускний клапан наддуву і стиснене повітря надходить безпосередньо до двигуна.

Таким чином, система двоступеневого турбонаддува забезпечує ефективну роботу турбокомпресорів на всіх режимах роботи двигуна. Система дозволяє відоме протиріччя дизельних двигунів між високим крутним моментом на низьких оборотах і максимальною потужністю на високих оборотах. За допомогою двоступеневих турбокомпресорів номінальний крутний момент досягається швидко і підтримується в широкому діапазоні оборотів двигуна, забезпечується максимальне підвищення потужності.