Что такое твин турбо двигатель

Что такое твин турбо двигатель

Что такое твин турбо двигатель

You are using an outdated browser. Please upgrade your browser or activate Google Chrome Frame to improve your experience.

  • Главная
  • Новости
  • Тест-драйвы
  • Обзоры
  • Купить-Продать
    • Автосалоны
    • Отзывы
    • Поиск
    • Новости компаний
    • Продать
  • Рубрики
  • Фото
  • Видео
  • Автоблог

Три-турбо и квад-турбомоторы: единственные машины, на которых они есть

Время от времени автопроизводители выпускают машины с твин-турбо или би-турбо, однако три-турбо и квад-турбо по-прежнему редкость

Когда-то давно турбированный автомобиль подразумевал, что его водитель и пассажиры испытают на себе высокий уровень мощности, крутящего момента и всех сопутствующих характеристик.

По прошествии лет турбированные автомобили начали обеспечивать еще больше мощности, но ее развертывание стало более линейным. Время от времени автопроизводители выпускают машины с твин-турбо или би-турбо. Такие машины были признаны выдающимся достижением, когда люди впервые о них услышали.

Некоторые клиенты имеют возможность купить автомобиль, где сочетается турбина и приводной нагнетатель для оптимальной отдачи и производительности. В конце концов машины с двойным наддувом стали чем-то обыденным, а одиночные турбины сегодня можно найти практически под каждым капотом.

Даже самые доступные модели в линейках можно заказать с турбомотором, однако это скорее следствие принципа даунсайзинга, а не желание добыть огромные массивы мощности.

На некоторое время воцарился статус-кво, а затем Bugatti запустил новый квад-турбо мотор на Veyron. После запуска Veyron всех удивил BMW, который умудрился адаптировать философию тройного турбо к дизельному мотору.

В связи с этим обозреватели портала Autoevolution решили вспомнить все серийные автомобили с тремя турбинами и более. Логично было бы оформить «Топ-5», но, к сожалению, в мире не нашлось столько много мультитурбированных моделей, так что рассмотрим то, что есть.

Audi SQ7: три-турбо V8. Первая мультитурбинная установка в сегодняшнем обзоре прячется под капотом Audi SQ7. Она мгновенно стала самым мощным дизельным двигателем на серийном автомобиле, и это решение оказалось достаточно интересным, чтобы перекочевать на Bentley.

Мы знаем, что у дизельных моторов V8 не бывает трех традиционных турбин, так что технологическая реализация здесь довольно внушительна. Итак, мотор оснащен двумя традиционными последовательными турбинами, которым ассистирует электрический компрессор, функционирующий благодаря отдельной 48-вольтовой электрической системой.

Таким образом Audi почти полностью устранил турболаг. Мотор выдает впечатляющие 435 л. с. и 900 Нм крутящего момента.

Bugatti Chiron: квад-турбо W16. Долгое время Bugatti располагал единственным в мире квад-турбо. Однако у него появился неочевидный конкурент, о котором мы расскажем ниже. А пока важно описать инженерный шедевр, расположенный за спинами пассажиров Chiron.

Chiron имеет конфигурацию W16, которая уникальна в мире серийных автомобилей. Некоторые компании тестировали мотор V16, но никто, кроме Bugatti, не выпускал W16.

Из-за экологических норм и невообразимых издержек на производство этого чуда вряд ли кто-то еще из брендов VW Group адаптирует эту технологию.

Как вы уже знаете, Chiron оснащен установкой квад-турбо, то есть две пары турбин работают с двумя группами по 8 цилиндров.

Это решение называется двухступенчатым турбонаддувом и встречается на многих автомобилях гораздо доступнее Chiron, но ни один из них даже не приближается к уровню перфоманса этого силового агрегата.

Пиковая мощность достигает 1500 л. с., а крутящий момент – 1600 Нм (обеспечивается при 2000-6000 об/мин). Это впечатляет само по себе, но как раз таких показателей мы и ожидаем от гиперкара Bugatti.

Три-турбо 3-литровый рядный 6-цилиндровый мотор BMW. BMW удивил весь мир в 2012 году, продемонстрировав мотор с тройным турбонаддувом. Шок серьезно усилился, когда этот мотор оказался дизельным, а не бензиновым. Более того, BMW подставил букву M перед обозначениями соответствующих моделей.

BMW предлагает три-турбодизель для 5-й серии, X5 и X6. Последние две модели получили обозначение M50d. Предыдущее поколение 5-й серии было доступно с этим двигателем под именем M550d. Во всех случаях мотор стыкуется с 8-ступенчатым автоматом ZF и полным приводом xDrive.

Три-турбо является последовательной системой. Небольшая турбина обеспечивает прирост при низких оборотах, чтобы мотор мог взвинтить крутящий момент буквально с холостых. Это происходит благодаря переменной геометрии. Вскоре после этого в действие вступает большая турбина, обеспечивающая высокий момент в среднем диапазоне оборотов.

Читать еще:  Двигатель renault k7j характеристики

Третья турбина, как вы догадались, предназначена для верхней планки оборотов двигателя. Вопреки ожиданиям, это небольшая вторичная турбина, а вовсе не еще более крупная секция. Она позволяет вам уверенно ускоряться с 2500 оборотов до красной линии.

Все три турбины работают одновременно. Результат – 381 л. с. между 4000 и 4400 об/мин, а пиковый момент равен 740 Нм между 2000 и 3000 об/мин.

Квад-турбо 3-литровый рядный 6-цилиндровый мотор BMW. BMW – единственный автопроизводитель помимо Bugatti, предлагающий серийный автомобиль с четырьмя турбинами. В отличие от Audi SQ7, квад-турбомотор от BMW использует только традиционные турбины без каких-либо дополнительных компрессоров. Bugatti применяет аналогичную стратегию, но в большем масштабе и в три раза большей мощностью.

Вместо конфигурации V8, BMW реализовал квад-турбоустановку на своем фирменном рядном шестицилиндровике. Благодаря этому отряду турбин и непосредственному впрыску под высоким давлением, мотор выдает 400 л. с. между 4000 и 4400 об/мин. Не такое уж драматическое увеличение на фоне вышеописанного три-турбо, но все же.

Пиковый момент доступен с 2000 до 3000 об/мин и равен 760 Нм. Интересный момент состоит в том, что BMW интегрировал две небольшие турбины в один корпус, в то время как две других установлены отдельно. Момент при 1000 об/мин равен 450 Нм, то есть половину от момента Audi SQ7, но без 48-вольтовой электрической системы и компрессора и на моторе с объемом на литр меньше.

Мы не думаем, что квад-турбо станет мейнстримом, как это сделали сингл-турбо. Что касается три-турбо, то BMW может его упразднить ради развития квад-турбо, а более компактным силовым агрегатам придется довольствоваться твин-турбо.

Твин турбо — принцип работы

Знакомство с системой «Битурбо»

Со сборочных конвейеров известных заводов-производителей часто выходят автомобили, оснащенные сразу двумя турбинами. В данных конструкциях применены системы турбонаддува под названием Biturbo. Турбины различных габаритов здесь расположены последовательно (секвентально) по отношению друг к другу. При включении двигателя сначала вступает в работу маленькая, затем постепенно раскручивается большая.

Спаренная система турбонаддува — зачем она нужна

При использовании технического устройства «Битурбо» можно получить следующие положительные результаты:

  1. Снижение вероятности возникновения эффекта турбоямы (турбозадержки).
  2. Помощь двигателю при переходе на повышенные режимы.
  3. Повышение мощности мотора, удержание максимального крутящего момента в широком диапазоне оборотов ДВС.
  4. Увеличение экономических параметров транспортного средства (снижение потребления горючего, смазочных материалов, охлаждающей жидкости).
  5. Улучшение экологических показателей (эффективное использование выхлопных газов).

Twin Turbo — описание устройства

Схематически данная система устроена следующим образом: турбина меньших размеров плавно переходит в более крупную с усиленными техническими характеристиками.

Последовательность включения турбин системы Twin Turbo:

  • при работе машины на пониженных оборотах коленчатого вала задействована первая ступень;
  • как только вращение коленвала возрастает, в работу подключается следующая турбина.

Принцип работы битурбо (Biturbo)

Когда двигатель работает в режиме низких оборотов, выхлопные газы образуются в малых количествах. Турбина первой ступени, имеющая минимальную инерцию, функционирует постоянно, создавая тягу при небольших потоках выхлопа. Как только отработавшие газы начинают проникать в турбину крупных размеров, компрессор постепенно затягивает воздух, создавая необходимое давление во впускных/выпускных клапанах топливной системы.

Другими словами, чтобы создать необходимое давление наддува при малых оборотах, достаточно работы маленького компрессора в условиях ничтожного поступления выхлопа. По мере постепенного увеличения крутящего момента, оборотов двигателя, возрастают потоки отработавших газов, вовлекая в работу элементы большого турбокомпрессора.

Работая в условиях средних режимов мотора, турбокомпрессор первой ступени достигает предела своих возможностей, выдавая максимальную производительность. При этом заметно нарастает ускорение большой турбины, но ее потенциал пока полностью не раскрыт. На входе в первый компрессор постепенно нарастает избыточное давление, все больше сжимающее топливно-воздушную смесь.

Как только количество оборотов коленвала достигает максимальных значений, существенно увеличивается напор выхлопных газов, выхлоп через открытый перепускной клапан напрямую поступает на вторую турбину, загружая ее полностью. Работая при полной загрузке, турбина второй ступени предохраняет маленькую от повышенных механических нагрузок. Происходит согласованная работа двух частей.

При установке на транспортном средстве двойных турбокомпрессоров обеспечивается сверхвысокое давление наддува. В условиях работы компрессора одиночного типа создать подобную эффективность нереально. Теперь водитель имеет возможность плавно ускоряться без турбоямы и различных рывков машины.

Читать еще:  Двигатель weber jet mpe 750 характеристики

Благодаря применению системы двухступенчатого турбонаддува оба турбокомпрессора эффективно функционируют в условиях всех режимов ДВС: от низких оборотов до максимальных соответственно.

Ремонт системы Bi Turbo от ТурбоРотор

Компания Turbo Ротор проводит капитальный ремонт систем турбонаддува Битурбо. О стоимости наших работ вы можете узнать на нашем сайте в разделе стоимость ремонта турбины или связаться с нами по телефону.

Твин-турбо — Twin-turbo

Твин-турбо относится к двигателю , в котором два турбонагнетателя сжимают всасываемую топливно-воздушную смесь (или всасываемый воздух в случае двигателя с прямым впрыском).

В наиболее распространенной компоновке два идентичных турбокомпрессора работают параллельно; другие схемы с двойным турбонаддувом включают последовательный и ступенчатый турбонаддув.

Содержание

  • 1 Параллельный
  • 2 Последовательный
  • 3 Ступенчатый
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки

Параллельный

Параллельная конфигурация относится к использованию двух турбонагнетателей одинакового размера, каждый из которых получает половину выхлопных газов. Некоторые конструкции объединяют всасываемый заряд от каждого турбокомпрессора в один впускной коллектор, в то время как другие используют отдельный впускной коллектор для каждого турбокомпрессора.

Параллельные конфигурации хорошо подходят для двигателей V6 и V8, поскольку каждый турбонагнетатель может быть назначен на один ряд цилиндров, что сокращает количество необходимых выхлопных труб. В этом случае выхлопные газы каждого турбонагнетателя подводятся через отдельный выпускной коллектор. Для четырехцилиндровых двигателей и рядных шестицилиндровых двигателей оба турбокомпрессора могут быть установлены на одном выпускном коллекторе.

Целью использования параллельных двухтурбинных двигателей является уменьшение турбонаддува за счет возможности использования турбонагнетателей меньшего размера, чем если бы для двигателя использовался один турбонагнетатель. На двигателях с несколькими рядами цилиндров (например, V-образные двигатели и плоские двигатели ) использование параллельных двухтурбинных двигателей также может упростить выхлопную систему.

1981–1994 гг. Maserati Biturbo был первым серийным автомобилем, в котором использовались сдвоенные турбокомпрессоры. В Biturbo использовался 90-градусный двигатель SOHC V6 с одним турбонагнетателем на ряд цилиндров.

Параллельные конфигурации также использовались на двигателях с более чем двумя турбокомпрессорами. Одним из примеров является Bugatti EB110 1991–1995 годов, в котором на его двигателе V12 установлены четыре турбокомпрессора. Bugatti Veyron 2005-2015 гг. Использует четыре турбокомпрессора — по одному на ряд цилиндров — на его двигателе W16 .

Последовательный

Последовательный турбонаддув относится к системе, в которой двигатель использует один турбокомпрессор для более низких оборотов двигателя и второй или оба турбокомпрессора для более высоких оборотов двигателя. Эта система предназначена для преодоления ограничений, связанных с большими турбокомпрессорами, обеспечивающими недостаточный наддув на низких оборотах. С другой стороны, турбины меньшего размера эффективны при низких оборотах (когда в выхлопных газах присутствует меньшая кинетическая энергия), но не могут обеспечить количество сжатых впускных газов, необходимое при более высоких оборотах. Следовательно, системы с последовательным турбонаддувом позволяют уменьшить турбонаддув без ущерба для выходной мощности при высоких оборотах.

Система устроена так, что небольшой («первичный») турбонагнетатель активен, пока двигатель работает на низких оборотах. , который снижает порог наддува (число оборотов в минуту, при которых обеспечивается эффективное наддув) и турбо-задержку. По мере увеличения числа оборотов небольшое количество выхлопных газов подается в более крупный («вторичный») турбокомпрессор, чтобы довести его до рабочей скорости. Затем на высоких оборотах все выхлопные газы направляются во вторичный турбонагнетатель, чтобы он мог обеспечить наддув, необходимый двигателю на высоких оборотах.

Виды систем Tвин Tурбо, и их отличия

  • Виды систем Tвин Tурбо, и их отличия
  • Что такое Twin-Turbo (Tвин турбо)
  • Виды систем турбонаддува и их принцип работы
  • Параллельный
  • Последовательный
  • Ступенчатый
  • Какие преимущества использования Twin-Turbo и есть ли недостатки

В дословном переводе с английского языка словосочетание twin-turbo обозначает «двойное турбо» или «удвоенное турбо». Правильными являются оба варианта перевода. Теперь давайте оставим лингвистический аспект и изучим подробно техническую сторону данного вида турбонаддува.

  • Что такое Twin-Turbo (Tвин турбо)
  • Виды систем турбонаддува и их принцип работы
    • Параллельный
    • Последовательный
    • Ступенчатый
  • Какие преимущества использования Twin-Turbo и есть ли недостатки

Что такое Twin-Turbo (Tвин турбо)

Для того, чтобы добиться заметного увеличения мощности двигателя в его конструкцию устанавливают турбину. Twin-Turbo является одним из видов турбосистемы автомобиля и именно на нем мы и остановим наше внимание. Твин турбо подразумевает установку сразу двух одинаковых турбин, которые многократно увеличивают производительность всей системы турбонаддува. Подобная компоновка намного эффективней турбосистемы, в работе которой используется только одна турбина.

Изначально битурбо было спроектировано для решения главной проблемы всех надувных двигателей – устранение так называемой «турбоямы». Это явление проявляется в снижении эластичности и резком падении мощности двигателя на низких оборотах. Все это происходит в момент, когда турбина двигателя под давлением выхлопных газов не успевает раскрутиться до оптимальных оборотов.

Впоследствии было замечено, что сдвоенные турбины позволяют существенным образом расширить диапазон оборотов номинального крутящего момента, повысив тем самым максимальную мощность, одновременно сократив общий расход топлива.

Виды систем турбонаддува и их принцип работы

Существует несколько основных видов системы Twin-Turbo: параллельная, последовательная и ступенчатая. Каждый вид турбонаддува характеризуется собственной геометрией, принципом работы и выдаваемыми динамическими характеристиками.

Параллельный

Зачастую данная схема применяется в дизельных V-образных двигателях, где каждый компрессор отвечает за подачу воздуха во впускной коллектор своей группы цилиндров.

Уменьшение инертности достигается путем снижения массы ротора турбины, поскольку 2 небольших компрессора создают большее давление, раскручиваясь при этом значительно быстрее, чем один большой и более производительный компрессор. В итоге значительно уменьшается та турбояма, о которой говорилось выше, а двигатель выдает лучшие характеристики во всем диапазоне оборотов.

Последовательный

Данный тип подразумевает компоновку, состоящую из двух соизмеримых компрессоров, которые при этом могут иметь разные характеристики и работать в дополняющем режиме. Более легкий и быстрый нагнетатель работает в непрерывном режиме, устраняя тем самым глубокую и широкую турбояму. Второй нагнетатель по специальным сигналам электроники контролирует обороты двигателя и включается при более тяжелых режимах работы двигателя, обеспечивая таким образом максимальный показатель мощности и топливной эффективности.

На пиковых режимах работы двигателя включаются сразу 2 турбины, работая в паре. Подобная схема может применяться на двигателях с любым топливным циклом.

Ступенчатый

Самый сложный и прогрессивный тип турбонаддува, обеспечивающий самый широкий диапазон мощности. Создание необходимого наддува становится возможным благодаря установке двух разновеликих компрессоров, соединенных между собой особой системой bypass-клапанов и патрубков.

Данный тип турбонаддува называется ступенчатым из-за того, что выхлопные газы в минимальных режимах раскручивают малую турбину, а это позволяет двигателю легко набирать обороты и работать с большей эффективностью. При увеличении оборотов происходит открытие клапана, что в свою очередь приводит в движение большую турбину. Но давление, которое она создает необходимо увеличить, что и делает малая турбина.

После достижения максимальных оборотов большая турбина выдает огромное давление, которое превращает малый нагнетатель в аэродинамическое сопротивление. В этот самый момент автоматика открывает перепускной клапан, и сжатый воздух поступает в двигатель, минуя на своем пути малую турбину.

Но вся сложность данной системы в полной мере компенсируется гибкостью работы двигателя и его высочайшими характеристиками.

Какие преимущества использования Twin-Turbo и есть ли недостатки

Несомненным преимуществом системы Twin Turbo является большая мощность при сравнительно небольшом рабочем объеме двигателя. Сюда же относится высокий крутящий момент и отличная динамика автомобиля, оснащенным Twin-Turbo. Двигатель с двумя турбинами намного экологичнее, чем обычный, поскольку турбонаддув позволяет топливу намного эффективнее сгорать в системе цилиндров.

Из недостатков битурбо можно выделить сложность эксплуатации такой системы. Силовая установка становится более чувствительной к качеству топлива и моторного масла. Турбированные двигатели нуждаются в специальном масле, так как без него заметно уменьшается срок службы масляного фильтра. Высокие температуры, в которых работают турбины негативно сказываются на всем двигателе автомобиля.

Главный недостаток системы Twin-Turbo – это большой расход топлива. Для создания топливовоздушной смеси в цилиндрах необходим большой объем воздуха, что влечет увеличение подачи горючего.

Турбины довольно быстро изнашиваются, если при остановке авто сразу же глушить двигатель. Чтобы продлить срок эксплуатации Twin-Turbo следует давать двигателю поработать некоторое время на холостых оборотах, охладив таким образом турбины, а только после этого можно смело доставать ключ зажигания.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector