Vlastnosti systému preplňovania TwinTurbo

Hlavným problémom pri použití turbodúchadla je zotrvačnosť systému alebo vznik takzvaného „turbo lag“ (časový interval medzi zvýšením otáčok motora a skutočným zvýšením výkonu). Na jeho odstránenie bola vyvinutá schéma využívajúca dve turbodúchadlá, ktorá sa nazývala TwinTurbo. Táto technológia je niektorými výrobcami známa aj ako BiTurbo, no konštrukčný rozdiel je len v obchodnom názve.

Funkcie Twin Turbo

Pre dieselové a benzínové motory sú k dispozícii systémy s dvoma kompresormi. Tá si však vyžaduje použitie kvalitnejšieho paliva s vysokým oktánovým číslom, čo znižuje pravdepodobnosť detonácie (negatívny jav, ktorý sa vyskytuje vo valcoch motora, ničí skupinu valec-piest).

Okrem svojej primárnej funkcie skrátiť čas oneskorenia turbodúchadla umožňuje schéma Twin Turbo čerpať z motora vozidla viac výkonu, znižuje spotrebu paliva a udržuje špičkový krútiaci moment v širokom rozsahu otáčok. To sa dosiahne použitím rôznych schém zapojenia kompresora.

Typy preplňovania dvoma turbodúchadlami

V závislosti od zapojenia dvojice turbodúchadiel existujú tri základné rozloženia systému TwinTurbo:

• paralelne;
• dôsledný;
• stupňovaný.

Paralelné zapojenie turbín

Zabezpečuje spojenie dvoch identických turbodúchadiel pracujúcich paralelne (súčasne). Podstatou návrhu je, že dve menšie turbíny majú menšiu zotrvačnosť ako veľká.

Vzduch čerpaný oboma turbodúchadlami sa pred vstupom do valcov dostáva do sacieho potrubia, kde sa mieša s palivom a rozvádza sa do spaľovacích priestorov. Táto schéma sa najčastejšie používa na dieselových motoroch.

Sériové pripojenie

Sériovo-paralelný obvod umožňuje inštaláciu dvoch rovnakých turbín. Jeden pracuje neustále a druhý je spojený so zvýšením otáčok motora, zvýšením zaťaženia alebo inými špeciálnymi režimami. Prepínanie z jedného prevádzkového režimu do druhého prebieha prostredníctvom ventilu ovládaného ECU motora vozidla.

Tento systém je primárne zameraný na odstránenie oneskorenia turba a dosiahnutie hladšej dynamiky zrýchlenia auta. Systémy TripleTurbo fungujú podobne.

Kroková schéma

Dvojstupňové preplňovanie pozostáva z dvoch turbodúchadiel rôznych veľkostí, inštalovaných v sérii a pripojených k saciemu a výfukovému hrdlu. Tie sú vybavené obtokovými ventilmi, ktoré regulujú prietok vzduchu a výfukových plynov. Krokový obvod má tri režimy prevádzky:

• Ventily sú zatvorené pri nízkych otáčkach. Výfukové plyny prechádzajú oboma turbínami. Pretože tlak plynu je nízky, veľké obežné kolesá turbíny sa sotva otáčajú. Vzduch prúdi cez oba stupne kompresora, čo vedie k minimálnemu pretlaku.
• Keď sa otáčky zvýšia, výfukový ventil sa začne otvárať, čo poháňa veľkú turbínu. Väčší kompresor stláča vzduch, potom sa posiela do menšieho kolesa, kde sa aplikuje dodatočná kompresia.
• Keď motor beží na plné otáčky, oba ventily sú plne otvorené, čím sa prúd výfukových plynov nasmeruje priamo na veľkú turbínu, vzduch prechádza cez veľký kompresor a okamžite sa posiela do valcov motora.

Stupňovitá verzia sa najčastejšie používa pre dieselové vozidlá.

Výhody a nevýhody Twin Turbo

V súčasnosti sa TwinTurbo montuje najmä na vysokovýkonné vozidlá. Použitie tohto systému ponúka také výhody, ako je prenos maximálneho krútiaceho momentu v širokom rozsahu otáčok motora. Navyše sa vďaka duálnemu turbodúchadlu pri relatívne malom pracovnom objeme pohonnej jednotky dosahuje nárast výkonu, čím je lacnejší ako „nasávaný“.

Hlavnou nevýhodou BiTurbo sú vysoké náklady v dôsledku zložitosti zariadenia. Rovnako ako pri klasickej turbíne, systémy s dvoma turbodúchadlami vyžadujú šetrnejšie zaobchádzanie, lepšie palivo a včasnú výmenu oleja.