Prije svega, trebalo bi odmah biti jasno da nema razlike između pojmova biturbo i twin-turbo. Samo što je oznaka biturbo u svijetu češća od dvostrukog turbo-a zbog prisutnosti modela Maserati Biturbo, poznatog u 80-90-ima, koji je postao pionir upotrebe biturbo sheme u serijskim automobilima. To je, zapravo, cijela razlika.
Dijagram Maserati biturbo motora
Značenje biturbo ili twin-turbo kruga je da dva turbopunjača imaju manju inerciju i njihove turbine se brže okreću, što dovodi do povećanja snage motora. Postoje i sekvencijalni biturbo krugovi, gdje jedna turbina radi pri malim brzinama motora, a druga se kasnije povezuje. Najupadljiviji primjeri modernih aplikacija za biturbo uključuju Pagani Huayra, Koenigsegg Agera, McLaren MP4-12C.
Konvencionalni automobili s turbopunjačem obično su zadovoljni s jednim turbopunjačem, a biturbo sklop je složeniji mehanizam, pa se koristi samo na najmoćnijim verzijama civilnih modela. Osim toga, posljednjih godina čini se da je upotreba jeftinije sheme twin-scroll ekonomski isplativa, čak i na snažnim izmjenama. S druge strane, radi poboljšanja učinkovitosti dizelskih motora, često se preferira upotreba jednog turbopunjača umjesto biturba, ali s promjenjivom geometrijom turbine.
Najsofisticiranije tehničke sheme za povećanje učinkovitosti motora s punjenjem uključuju raspored s tri turbopunjača (BMW X5 M50d) ili s četiri (Bugatti Veyron), kao i kombiniranu shemu s dvostrukim punjenjem, gdje mehanički kompresor radi u tandemu s turbopunjačem (Modeli Volkswagen i Volvo). Pa, najčešći način povećanja učinkovitosti motora s punjenjem je međuhladnjak, koji se koristi u gotovo svim modernim motorima s turbopunjačem.
Pioniri serijske upotrebe biturba (stol)
| Brand | Godina izdanja | Zapremina motora, l | Snaga, k.p. |
Čitanje 4 min.
Borba za poboljšanje efikasnosti (efikasnosti) traje od samog pojavljivanja motora sa unutrašnjim sagorijevanjem kao takvog. I gotovo odmah nakon motora s unutrašnjim sagorijevanjem, došli su do turbopunjača i jednostavno mehaničkih ventilatora. Radi boljeg razumijevanja, vrijedi znati da se princip rada motora temelji na ispravnom omjeru goriva i zraka koji ulazi u cilindre motora. Tačan odnos jednak je 1: 14,7. U ovom obliku osigurava se visokokvalitetna raspodjela smjese po cilindru i njeno sagorijevanje. Ugradnja turbine, ili čak dvije turbine u obliku dvostrukog turbo -a, značajno će povećati količinu zraka i pritisak s kojim će ući u motor.
Osnove
Ako doslovno prevodite twin turbo na engleski, tada će biti objavljeno ili "double turbo" ili "doubleing turbo". U principu, oboje je tačno. Odnosno, iz naziva se može razumjeti da ne postoji jedna, već dvije turbine. Postoji nekoliko načina za korištenje dva duvača istovremeno:
- Stepped.
- Paralelno.
- Dosljedan.
Bilo koji od sistema, na ovaj ili onaj način, kontrolira elektronička upravljačka jedinica; bez njega neće biti moguće stvoriti efikasan dvostruki turbo rad. ECU upravlja ulaznim senzorima turbopunjača, električnim sistemima pogona ventila za upravljanje zrakom, zbog čega je rad s dvostrukim turbom vrlo fino podešen.
Princip paralelnog rada
Paralelni dvostruki turbo istovremeni je rad dva turbopunjača koji rade paralelno jedan s drugim. Identičan rad dviju turbina postiže se zbog činjenice da svaka turbina izvlači isti dio ispušnih plinova. Svaki kompresor ostavlja i jednaku količinu zraka i pod istim pritiskom. Komprimovani vazduh ulazi u zajednički usisni razvodnik, gde se zatim distribuira po cilindrima. Paralelni dvostruki turbo tipičan je za V-motore, posebno za dizel motore, gdje je stupanj inercije vrlo važan. Dvije male turbine pružaju manju inerciju od jedne velike.
Dosljedan rad
Ideja sekvencijalnog dvostrukog turbopunjača je da turbopunjači ne rade istovremeno, već se uzastopno zamjenjuju. Odnosno, pri pokretanju motora radi jedan kompresor, a prema stupnju povećanja broja okretaja radilice drugi se uključuje. Ovo rješenje vam omogućuje uštedu goriva i ne koristite stalno jednu od turbina. Inače, takav dvostruki turbo sistem uključuje dva kompresora istih karakteristika. Prijelaz između turbina osigurava i elektronička upravljačka jedinica. U takvom sistemu, njegov glavni zadatak je regulisanje i distribucija protoka izgorelih gasova između turbina. Protok plina do drugog kompresora regulira se posebnim elektromagnetnim ventilom. Također, nije neuobičajeno da ECU unese takve karakteristike za turbine kako bi minimizirao nuspojave turbo zaostajanja. Dvostruke turbo aplikacije primijećene su i na benzinskim i na dizelskim motorima.
Postavljanje turbina
S obzirom na dvostupanjski turbo stupanjski sustav, važno je napomenuti da je upravo ona tehnički najkompetentnija i savršena, uzrokuje najveće povećanje učinkovitosti. U takvom sustavu postoji elektronička kontrola i izgorjelih plinova i odlaznog toka komprimiranog zraka. Ovdje je, za razliku od prethodnih verzija, moguće koristiti dva turbopunjača različitih veličina. Kad je broj okretaja motora nizak, premosni ventil za otpadne plinove se zatvara. Plinovi putuju kroz dvostruki turbo sistem, prvo posjećujući mali kompresor, gdje dobivaju maksimalni povrat pritiska uz minimalnu inerciju. Zatim ulaze u veliku turbinu. Kad se brzina poveća, turbine počinju raditi zajedno. Premosni ventil se postupno otvara, zatim počinje postupno vrtjeti drugu turbinu, propuštajući plinove direktno kroz nju. Kad se broj okretaja podigne na maksimum, ventil se potpuno otvara, a velika turbina počinje raditi punom snagom i zrak struji iz nje u motor.
Motori s turbopunjačem nisu tako jednostavni kako se čini, ima mnogo nesporazuma i neizvjesnosti koji lebde oko ove teme. Jedna od njih govori o dvije zgrade "bi-turbo" i "twin-turbo". Ne tako davno, on je lično bio svedok razgovora dva vlasnika automobila, jedan je uveravao da postoji razlika, ali drugi da nema razlika! Pa šta je istina? Zaista, koja je razlika između ove dvije strukture TURBO motora, shvatimo to ...
Iskreno, bit će razlike, naravno, ali to neće biti kategorično! Samo zato što su imena preuzeta od različitih proizvođača, koji instaliraju svoje jedinice s različitim rasporedom i strukturom.
Kako god, sistem "Bi-turbo" i "Twi-nturbo" - u suštini ista stvar. Ako uzmete engleski jezik i pogledate oznake Bi-Turbo i Twin-Turbo, možete vidjeti dva prefiksa « Bi "i" Blizanac " - ako je grubo prevedeno, ispada - "DVA" ili "DVA". Ništa drugo - kao oznaka prisutnosti dvije turbine na motoru, a jedno i drugo ime mogu se primijeniti na isti motor, odnosno apsolutno su zamjenjive. Ovi nazivi ne nose nikakve tehničke razlike, pa je ovo "goli marketing".
Dvije turbine po motoru - kako i zašto?
Sada se može postaviti pitanje, zašto se mučiti? Jednostavno, postoje samo dva pitanja za koja su osmišljena da ih riješe:
- Eliminacijom, možemo reći da je to primarni problem.
- Povećana snaga.
- Konstrukcija motora.
Možda ću početi s najjednostavnijom tačkom - ovo je konstrukcija motora ... Naravno, lako je postaviti jednu turbinu ako imate linijski motor sa 4 ili 6 cilindara. Prigušivač je jedan. Ali šta ako imate motor u obliku slova V? I tri - četiri cilindra sa svake strane, zatim dva prigušivača! Tako su stavili svaku od turbina, srednje ili male snage.
Uklanjanje turbo zaostajanja - kao što sam gore napisao, ovo je problem broj "1". Stvar je u tome što motor s turbopunjačem ima kvar - kada pritisnete gas, ispušni plinovi moraju proći i okrenuti rotor turbine, ovaj put snaga "posustaje", može biti od 2 do 3 sekunde! A ako trebate izvesti manevar pretjecanja velikom brzinom, to nije sigurno! Tako instaliraju razne turbine, a često i kompresor + turbinu. Jedan radi na malim okretajima, to jest na početku kako bi izbjegao "turbo zaostajanje", drugi - pri brzini kada trebate napustiti vuču.
Povećanje snage - ovo je najčešći slučaj. Odnosno, da bi se povećala snaga motora, na turbinu male snage ugrađena je još jedna snažna turbina, pa pušu dvije, što značajno povećava produktivnost. Usput, na nekim trkaćim automobilima postoje tri ili čak četiri turbine, ali to je vrlo teško i po pravilu ne ulazi u seriju!
Evo rješenja za koja se koriste "TWINTURBO" ili "BITURBO" i znate da je ovo pravi način da se riješite turbo zaostajanja i povećate snagu.
O strukturi
Sada se na mnogim automobilima koriste samo dvije glavne strukture - lokacija dviju turbina. Paralelna je i sekvencijalna (poznata i kao sekvencijalna).
Na primjer, neki Mitsubishi imaju točno "TWINTURBO", ali paralelni rad, kao što sam gore napomenuo, su dvije turbine na V6 jedinici, po jedna sa svake strane. Pušu u zajednički sakupljač. No, na primjer, na nekim AUDI -ima postoji i paralelni rad na V6 motoru, ali naziv je "BITURBO".
Na Toyotinim automobilima, posebno na "SUPRA -i", postoji direktna šestica, ali postoje i dva pojačanja - oni rade po lukavom redoslijedu, dva mogu raditi odjednom, jedan može raditi, drugi ne, može se prebaciti uključeno naizmjenično. Sve ovisi o vašem stilu vožnje - oni ovaj posao postižu sa "lukavim" zaobilaznim ventilima. Evo serijski paralelnog posla.
Kao i u nekim SUBARU automobilima - prvi (mali) ubrizgava zrak pri niskim okretajima, drugi (veliki) se spaja tek kad se broj okretaja znatno poveća, pa imate paralelnu vezu.
Dakle, postoji li razlika ili je uopće nema? Znate, iza kulisa, proizvođači i dalje razlikuju ove dvije strukture, pogledajmo pobliže.
BI-TURBO (BI-TURBO)
U pravilu se radi o dvije turbine povezane u nizu u radu. U upečatljivom primjeru, SUBARU - jedan mali, a zatim drugi veliki.
Mali se okreće mnogo brže, jer nema puno inercijalne energije - logično je da je uključen u rad na dnu, odnosno prvi. Za male brzine i do malih okretaja to je sasvim dovoljno. Ali pri velikim brzinama i okretajima, ova "beba" je praktički beskorisna, ovdje vam je potrebna opskrba mnogo većom količinom komprimiranog zraka - uključuje se druga teža i snažnija turbina. Što vam daje snagu i performanse koje su vam potrebne. Koja je korist od tako dosljednog postavljanja u BI-TURBO? Ovo je gotovo izuzetak od turbo zaostajanja (ugodno ubrzanje) i visokih performansi pri velikim brzinama, kada vuča ostaje čak i pri brzinama većim od 200 km / h.
Treba napomenuti da se može instalirati i na V6 jedinicu (sa svake strane sa svojom turbinom), i na linijsku verziju (ovdje mogu podijeliti ispušni razvodnik, na primjer, jedan udarac iz dva cilindra, i druga dva od drugog).
Nedostaci su visoki troškovi i rad na postavljanju takvog sistema. Uostalom, ovdje se koriste fine postavke zaobilaznih ventila. Stoga je instalacija posljedica skupih sportskih automobila, poput TOYOTA SUPRA, ili na automobilu elitne klase - MASERATTI, ASTON MARTIN itd.
TWIN-TURBO (TWIN-TURBO)
Ovdje glavni zadatak nije riješiti se "turbo zaostajanja", već maksimizirati produktivnost (ubrizgavanje komprimiranog zraka). U pravilu, takav sustav radi pri velikim brzinama, kada se jedan punjač ne može nositi s povećanim opterećenjem na njemu, pa se instalira još jedan isti (paralelno). Zajedno pumpaju dvostruko više zraka za gotovo isti učinak!
Ali šta je sa "turbo zaostajanjem" koje ovde vlada? Ali ne, ona je također učinkovito poražena samo na malo drugačiji način. Kao što sam već rekao, male turbine se okreću mnogo brže, pa zamislite - mijenjaju 1 veliku, za 2 male - performanse se praktično ne smanjuju (rade paralelno), ali "PIT" odlazi jer je reakcija brže. Stoga se ispostavlja da se od samog dna stvara normalna vuča.
Ugradnja može biti i na linijske modele pogonskih jedinica, i na one u obliku slova V.
Proizvodnja i prilagođavanje su mnogo jeftiniji, zbog čega ovu strukturu koriste mnogi proizvođači.
Turbina + kompresor
Ovo se može nazvati i "BI-TURBO" ili "TWIN-TURBO"-kako god želite. U stvari, i kompresor i turbo verzija rade isti posao, samo je jedan (mehanički) mnogo učinkovitiji pri dnu, drugi (od ispušnih plinova) na vrhu! ...
Posljednjih godina, automobilske kompanije su sve više počele koristiti turbopunjače u svojim motorima. Na ovaj način kompenziraju tendenciju smanjenja pomaka i, kao rezultat toga, pada snage. Ali ako se ranije u motorima koristila samo jedna turbina, sada ih može biti nekoliko. Pogledajmo šta stoji iza kriptičnih pojmova "bi-turbo" i "twin-turbo"?
Ako se malo dublje kopa, ispada da praktički nema razlike, a razlike u bi-turbo i twin-turbo leže u različitim pristupima inženjera i marketinškim trikovima kompanija. Neki ljubitelji automobila vjeruju da razlika između biturbo i twin-turbo sistema odražava rad turbo sistema u cjelini, na primjer serijski ili paralelni. Djelimično će biti u pravu. No, za potpuno razumijevanje problema, shvatimo samu suštinu sistema turbopunjenja.
Za povećanje snage motora koriste se tri različita sistema za ubrizgavanje zraka:
- rezonantno;
- mehanički;
- gasno-dinamički.
To je posljednja opcija koja se primjenjuje na izraz "turbopunjenje" - gasno -dinamičko. Ovaj sistem se zasniva na principu snabdijevanja zraka cilindrima motora posebnim uređajem koji se naziva kompresor. Takav uređaj sastoji se od kompresorske sekcije i zračne turbine. Ova dva nezavisna dijela nalaze se na istoj pogonskoj osovini, a zračnu turbinu pokreću ispušni plinovi ispušteni iz cilindara motora. Pogonsko vratilo prema tome počinje okretati odjeljak kompresora i pumpati zrak u cilindre.
Glavna prednost takvog sustava je nepostojanje gubitaka snage povezanih s povlačenjem dijela energije iz motora. Njegov glavni nedostatak je takozvani "turbo lag" efekat.
Upravo s ovim posljednjim su dvostruki sistemi s turbopunjenjem dizajnirani za borbu. Suština koncepta "turbo zaostajanja" leži na površini - pritisak ispušnih plinova tijekom ubrzanja iz zastoja nije dovoljan za brzo upumpavanje zraka u cilindre. Ako oštro pritisnete papučicu gasa, automobil praktički neće reagirati na ovu radnju i tek nakon nekoliko sekundi ubrzat će se uz primjetan trzaj. Ova "bolest" samo jedinica opremljenih sustavom plinskog dinamičkog tlaka, motora opremljenih mehaničkim kompresorom, ne pati od ove značajke.
Upotreba bi-turbo i twin-turbo sistema omogućava vam da gotovo potpuno zaboravite na koncept turbo kašnjenja. Shvatili smo teoretski dio sistema na napuhavanje, sada moramo razumjeti zašto se u takvim sistemima koristi drugi turbopunjač.
Dakle, inženjeri su trebali povećati pritisak u cilindrima, a to se može postići na dva načina.
Prva metoda je korištenje manjeg turbopunjača, za koji će čak i mala količina ispušnih plinova biti dovoljna za učinkovit pritisak na drugu, veću turbinu. Nakon postizanja maksimalnog pritiska, velika turbina počinje dovoditi potrebnu količinu zraka u cilindre. Ova struktura sistema punjenja naziva se sekvencijalna ili biturbo. Najveća učinkovitost takvog sustava očituje se kod motora linijskog dizajna, koji imaju malu radnu zapreminu i, kao rezultat, malu količinu ispušnih plinova. Jedna od glavnih kompanija koja koristi ovu vrstu sistema punjenja može se nazvati njemačka Alpina, koja koristi redne motore iz BMW-a. Kompanija to naglašava u nazivima svojih modela.
Druga metoda uključuje upotrebu dva turbopunjača iste veličine u dizajnu sistema pod tlakom. Štoviše, ne instaliraju se u seriji (kao u prvom slučaju), već paralelno. Drugim riječima, rade neovisno jedno o drugom. Ova se opcija obično naziva twin-turbo (twin-turbo). Suština takvog sistema je podjela "područja odgovornosti", odnosno svaka turbina prima potrebnu količinu ispušnih plinova iz svog dijela cilindara.
Najopravdanija primjena takvog sustava na motorima u obliku slova V, koji u pravilu imaju velike radne zapremine. Za svaki blok takvog motora postoji jedan turbopunjač, pa kao rezultat toga svaka od turbina prima vlastiti protok ispušnih plinova. Paralelne turbinske instalacije najviše koriste britanski i njemački proizvođači automobila. BMW, koji je dugo vremena tvrdoglavo odbijao da proizvodi motore sa kompresorom, odlučio je da sustigne i instalira takav sistem čak i na svoje redne motore.
Može se zaključiti da su oba sistema dizajnirana da se nose s glavnim neprijateljem svih motora sa superpunjenjem - turbo lagom. Bitubro i twin turbo sistemi zasnivaju se na istom principu korištenja dva duvača prilikom pritiska zraka u cilindre. A glavne razlike među njima su način na koji su ugrađene u motor i razlike u dizajnu turbopunjača. Zapamtite, bi-turbo znači korištenje dva duvača različitih veličina, twin-turbo znači korištenje dva duvača iste veličine. Sa tehničke tačke gledišta, oba pojma se mogu nazvati marketingom, a koji tip je bolje koristiti zavisi od samog proizvođača automobila.
- , 17. juna 2015
Bi-turbo (biturbo) je sistem s turbopunjenjem koji se sastoji od dvije turbine povezane u seriju. U takvom sustavu koriste se 2 turbine, jedna male veličine, a druga velike, to se radi zato što se mala turbina okreće mnogo brže i prva počinje s radom, a zatim, kada se postignu veće brzine motora, druga velika turbina se okreće i dodaje mnogo veće punjenje zraka. Dakle, prije svega, zaostajanje se minimizira, stvara se prilično glatko ubrzanje karakteristično za automobil bez trzaja karakterističnih za velike turbine, a moguće je koristiti velike turbine na motorima ugrađenim u automobile namijenjene ne samo za vožnju po trkaćim stazama , ali i na gradskim cestama, gdje je moguće uključiti motor, ne postoji uvijek, ali ima smisla dobiti više snage od motora male zapremine, iz bilo kojeg razloga, na primjer, povezanog sa zakonodavstvom o porezima u datoj zemlji o zapremini motora. Bi-turbo sustavi su vrlo skupi, pa se njihova instalacija, po pravilu u masovnoj proizvodnji, izvodi na automobile visoke klase, poput MASERATI ili ASTON MARTIN (postoje kompresori).
Takav sustav može se instalirati i na V6 motor, svaka turbina visjet će na ispušnoj glavi, usis je uobičajen, i na linijski motor, na primjer, linijski 4, u ovom slučaju, turbine mogu biti uključen u ispuhu paralelno, 2 cilindra po jedan, 2 u drugi i uzastopno - prvo velika turbina, zatim mala. Postoje i opcije kada je ispuh iz samo 2 cilindra pogodan za malu turbinu, a za veliki, odnosno, iz 2 preostale i iz izlaza male turbine.
Twin-turbo (twinturbo)-u ovom sistemu, za razliku od bi-turbo sistema, glavni zadatak nije smanjenje zaostajanja, već postizanje većih performansi u ispumpanom zraku ili veći pritisak pojačanja. Produktivnost ispumpanog zraka neophodna je u slučajevima kada motor, koji radi pri velikim brzinama, troši više zraka nego što turbina može dati, pa je moguć pad tlaka povišenja. Twinturbo sistemi koriste dvije identične turbine. U skladu s tim, performanse takvog sustava su 2 puta veće od onih u sustavu koji se sastoji od jedne turbine, dok ako koristite 2 male turbine koje su jednakih performansi jednoj velikoj, možete postići učinak smanjenja zaostajanja, identične performanse. Postoje i situacije u kojima kapacitet dostupnih velikih turbina nije dovoljan, na primjer pri izgradnji dregster motora, tada se koristi i kombinacija 2 turbine. Ova shema, poput biturbo verzije, može raditi i na motorima s nagibom u obliku slova V, i na linijskim motorima. Opcije uključivanja turbina su iste kao u biturbu.
Postoje i sistemi koji se sastoje od 3 ili više identičnih turbina, rezultat je isti kao kod twinturba. Takvi sustavi u civilnoj upotrebi, u pravilu, nisu rasprostranjeni i koriste se, u pravilu, za izradu snažnih sportskih motora za automobile uključene u drag racing.
U modernim motorima s turbopunjačem (posebno RRS V8 dizel), turbine imaju promjenjivu geometriju rotora. Ovo minimizira problem turbo kašnjenja i daje veliki potencijal turbopunjenja već pri najnižim brzinama motora. Osim toga, povećava ekonomičnost potrošnje goriva.
