Що таке BiTurbo і TwinTurbo. Влаштування і принцип роботи.

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 - назва системи турбонаддуву, ще використовується назва (синонім) Biturbo. У деяких джерелах 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-подібних дизельних двигунах. Кожен турбокомпресор закріплений на своєму випускному колекторі. Ефективність паралельної схеми турбонаддуву базується на тому, що дві невеликі турбіни мають меншу інерційність, ніж одна велика. За рахунок цього зменшується 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).

Схема системи Twin Turbo:

1.перепускной клапан наддуву (bypass);

2.клапан управління подачею повітря;

3.датчик різниці тисків;

4.клапан управління подачею відпрацьованих газів;

5.другорядний турбокомпресор;

6.інтеркулер;

7.первинний турбокомпресор;

8.перепускний клапан відпрацьованих газів (waste gate)

Перехід між режимами забезпечує електронна система управління, яка регулює потік відпрацьованих газів до другого турбокомпресора 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 впускного колектора і розподіляється по циліндрах.

Система послідовного Twin Turbo мінімізує наслідки турбозатримки і дозволяє досягти максимальної вихідної потужності. Застосовується на бензинових і дизельних двигунах. У 2011 році компанія BMW представила систему з трьома послідовними турбокомпресорами - Triple Turbo.

Двоступеневий турбонаддув

Найдосконалішою в технічному плані є система двоступеневого турбонаддуву. З 2004 року система двоступеневого турбонаддуву застосовується на ряді дизельних двигунів від Opel. Інший виробник - компанія Borg Warner Turbo Systems впроваджує систему на дизельні двигуни BMW і Cummins.

Схема двоступеневого турбонаддуву

1.охолоджувач нагнытаючого повітря;

2.перепускний клапан наддуву (bypass);

3.турбокомпресор ступені високого тиску;

4.турбокомпресор ступені низького тиску;

5.перепускной клапан відпрацьованих газів (waste gate)

Система двоступеневих турбонаддува складається з двох турбокомпресорів різного розміру, встановленому послідовно в випускне и впускному (повітряному) трактах. В системе вікорістовується клапанів регулювання потоку відпрацьованіх газів и Повітря, что 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 невеликий. 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 двухступеневого турбонаддуву забезпечує єфективну роботу турбокомпресорів на всіх режимах роботи двигуна. Система дозволяє відоме протиріччя дизельних двигунів між високим обертовим моментом на низьких оборотах і максимальною потужністю на високих оборотах. За допомогою двоступеневих турбокомпресорів номінальний обертовий момент досягається швидко і підтримується в широкому діапазоні оборотів двигуна, забезпечується максимальне підвищення потужності.