8-900-374-94-44
На автомобилях нового поколения стал очень часто применяться турбонаддув. Что это такое?
Турбонаддув – это устройство, которое применяется для того, чтобы увеличить работоспособность двигателя путем увеличения подачи топлива в двигатель автомобиля. Стоит отметить, что уже более пятидесяти лет в автомобиле нередко можно встретить сразу две турбины. Такая комбинация имеет различные названия, включая и те, которые указаны название самой статьи. На многих автофорумах, однако, находится в открытом доступе много информации о различиях между этими двумя видами. Поэтому мы решили тоже внести свою лепту.
Суть
Чтобы перейти к рассуждению, в свою очередь стоит отметить, что принципиальных отличий между этими двумя системами не выявлено, потому что Twinturbo является ничем иным, как аналогом своего предшественника — Biturbo. Разница в названиях обусловлена в основном тем, что они были придуманы в качестве передового маркетингового хода среди автокомпаний, дабы выделить свою продукцию среди аналогичных.
Но тем не менее различия в них все-таки небольшие есть, но они заключаются именно в технической составляющей.
В начале было
Если вам знакомо такое понятие как турбонаддув, мы уверены, вы поймете, что установка сразу двух турбокомпрессоров представляет своеобразную сложность. У двух видов турбонаддува имеются как общие черты, так и отличия. Из общего можно сказать, что турбины системы biturbo обычно устанавливают на одну выхлопную магистраль. Однако турбокомпрессор, который находится дальше, энергии получает гораздо меньше. Оттого его работа, соответственно, будет снижаться по качеству и эффективности. Поэтому был придуман аналог , такой как TwinTurbo. Его вторая труба была оборудована дополнительными характеристиками, например, подшипниками, а также другой формы крыльчатки. Но тем не менее при исследованиях было выявлено, что Twin Turbo имеет несколько недостатков: наличие серьезной «турбоямы» — диапазона, при которых обе турбины одновременно перестают работать, а также достаточно большой промежуток времени между подачей газа, что отражается на его работе.
Некоторые исследователи дополнительно отмечают, что ближняя турбина при такой работе очень быстро подвергается износу, и плюс ко всему, неудобно на подобные устройства устанавливать v-образные моторы.
Конечно, при всех выявленных недостатках автомобильные инженеры пытались найти решение проблемы. Так специалистами компании Тойота было предложено включение в своей модели Biturbo турбокомпрессоров. Клапаны при работе на низких оборотах закрыты, выхлопные газы, соответственно, могут выходить только через первую турбину. Она раскручивается и таким образом обеспечивается выход из так называемой турбоямы. Кроме того, нововведения еще и в том, что как только турбина достигнет трех с половиной тысяч оборотов в минуту, при котором давление газов уже становится, скажем так, избыточным, открывается заслонка, и горячий воздух уходит автоматически ко второму компрессору, который изначально сделан в большем размере, и, таким образом принимая на себя весь поток воздуха, обеспечивает прирост мощности для двигателя.
Наши дни
Однако пятьдесят лет спустя, уже в наши дни, стали более распространены v-образные моторы, и в соответствии с этим, система biturbo стала применяться все реже и реже, поскольку она не совмещалась с такими моторами, о которых мы писали ранее. Именно такое неудобство и привело к появлению альтернативы — twinturbo, в которой каждая турбина закреплена с помощью нескольких цилиндров к какой-либо из двух половин блока. Турбокомпрессоры обычно располагались ближе либо впускному, либо к выпускному коллектору, что значительно уменьшало уровень потерь, а также повышало мощность работы двигателя. Такое решение инженерной мысли не только смогло улучшить мощность двигателя, но и полностью избавиться от возможности попадания в турбояму, из-за которых страдал страдала комплектовка мотора biturbo.
Плюсом альтернативной схемы Твинтурбо является еще и то, что использование общего впускного коллектора значительно упрощает использование системы в целом и делает ее менее затратной для обслуживания.
Однако здесь есть и оборотная сторона медали, так как такая система ограничивает динамику автомобиля полностью, и поэтому альтернативным вариантом стала компоновка biturbo уже с раздельными выпускными трактами и коллекторами. Это обеспечило возможность устанавливать ее на рядовых моторах, которые прежних моделях оснащались лишь двумя турбокомпрессорами, которые были расположены в последовательном порядке.
Еще одно нововведение в альтернативной схеме twin-turbo: это то же самое, что и предыдущая версия Twin Turbo, только от компании BMW. Главное отличие такой схемы заключалось в том, что турбина располагалась в развале v8, а не по сторонам от блока цилиндров, питавших турбокомпрессор, как в предыдущих версиях. Результат не заставил себя долго ждать, и положительным моментом стало то, что возможность попадания в турбоямы снизилась более чем на 40%, двигатель повысил свою работу, интенсивность его вибраций снизилась.
Точность формулировок
Стоит отметить, что время от времени twinturbo путают с twinscroll, которая предполагает использование только одной турбины.
Разница в том,что в ней всего два канала и два участка крыльчатки, которые имеют различную форму лопастей. Благодаря этому клапан, который ведет к маленькой на низких оборотах открывается, тем самым разгоняя компрессор и способствуя автоматичесому увеличению мощности – без возможности попадания в турбояму. Однако стоит отметить, что при растущей скорости вращения коленного вала давление, исходящее от выхлопных газов, может стать избыточным, и только в таком случае открывается второй клапан с большой крыльчаткой, и, как следствие, производительность автомобиля растет.
Среди недостатков такой системы можно выявить меньшую эффективность, в отличие от классической системы biturbo, но в сравнении с одной турбиной возможности двигателя определенно возрастают. Безусловно, такая компоновка, как твинскролл немного сложнее в производстве, и в последнее время она числится в списке ненадежных, хотя ее по-прежнему продолжают применять как отдельно, так и в качестве составной части системы biturbo.
Черное и белое
Если вы опытный автолюбитель и знаете, в чем отличие компрессора и турбокомпрессора, то должны понимать, почему эти системы инженеры считают несовместимыми. В первую очередь, различие в том, что компрессор приводится в действие от коленвала, в то время как турбокомпрессор в основном работает на энергии выхлопных газов и, соответственно, понятно, почему совместить системы становится нереальным решением. Однако выход из этой ситуации нашли инженеры компании Volkswagen. Они предложили включить два узла в свой вариант системы твинтурбо, благодаря чему эта турбина начинает работать постоянно, в то время как компрессор является лишь помощником в устранении турбоям. Компрессор постепенно начнет отключаться, но если вы резко нажмете на газ, он начнет работу, параллельно улучшая работу двигателя на момент подачи топлива. Конечно, разница при езде для водителя не сильно очевидна, но на уровне производства система, которая была разработана инженерами Volkswagen оказалась не такой-то простой и не совсем надежной.
Оттого на брендовых автомобилях используется всего один из двух предложенных вариантов.
Делаем выводы
Подводя итоги того, о чем мы рассуждали данной статье, можно отметить следующее: TwinTurbo и Битурбо — это всего лишь разные названия одного и того же, изобретенные маркетологами. Если же вам как автолюбителю интересны различные системы наддува, то мы посоветуем обратить внимание на то, как устроены различные виды компоновки, а также посмотреть отличие турбокомпрессора от простого механического наддува и их особенностях.
На современных автомобилях нередко применяется турбонаддув — он позволяет повысить мощность двигателя благодаря увеличению количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр за один цикл.
Ещё с середины XX века существуют автомобили, в которых используются сразу две турбины — такую компоновку называют Twinturbo, Biturbo, Double Turbo и другими словами. Нередко можно встретить информацию о принципиальных различиях Твинтурбо и Битурбо — в отдельных статьях приводятся определения и сущность уникальных конструктивных элементов. Попробуем разобраться в компоновке этих систем и мы.
Турбонаддув всё чаще применяют для повышения мощности двигателя
Содержание
Самый интересный момент в этой проблеме заключается в том, что принципиальных отличий как раз не существует. Biturbo и его аналог Twinturbo являются просто альтернативными названиями одинаковых систем наддува с двумя компрессорами. Причём как Biturbo, так и Twinturbo предполагают использование различных вариаций технической части.
Различные названия были придуманы маркетологами известных автомобильных производителей, чтобы выделить свою продукцию среди множества аналогичных машин, построенных с применением той же компоновки. Интересно, что японцы предпочитать свои сдвоенные турбокомпрессоры Twinturbo, тогда как европейские компании пишут Biturbo — так сложилось исторически. В нашу страну поступают машины из обеих частей света, поэтому что название Biturbo, что Twinturbo знакомы отечественному потребителю. Поэтому спор о различиях между названиями турбокомпрессоров можно считать несостоятельным — а вот узнать о принципиально разных системах, используемых в международной практике, будет интересно.
Если вы знаете, что такое турбонаддув, то поймёте, что в установке двух турбокомпрессоров есть свои сложности. Обе турбины системы Biturbo приходится устанавливать на одну выхлопную магистраль, причём между ними должно сохраняться определённое расстояние. Проблема заключается в том, что дальний турбокомпрессор будет получать меньше энергии и работать не столь эффективно.
В середине XX века эту проблему решали достаточно просто — вторая турбина в компоновке Twinturbo имела отличающиеся характеристики подшипников и форму крыльчатки. За счёт этого удавалось синхронизировать работу двух агрегатов и существенно повышать мощность двигателя при помощи системы Biturbo.
Система Biturbo используется всё реже
Однако практика показала, что последовательная компоновка Twinturbo имеет несколько важных недостатков:
Проблему пытались решить различными способами. Однако наиболее элегантное и эффективное инженерное решение предложила компания Toyota, которая сделала включение турбокомпрессоров своего варианта Biturbo. На низких оборотах клапаны закрыты и выхлопные газы проходят только через небольшую первую турбину, легко раскручивая её и обеспечивая ранний выход из «турбоямы».
После достижения 3500 об/мин, когда давление газов уже становится избыточным, электроника открывает специальную заслонку, и горячий поток устремляется ко второму турбокомпрессору большего размера, обеспечивая существенный прирост мощности двигателя.
Однако с массовым распространением V-образных моторов последовательная система Biturbo стала применяться всё реже, поскольку использовать её было неудобно с конструктивной точки зрения. Приблизительно в начале 80-х была предложена альтернативная компоновка Twinturbo, в которой каждая турбина была закреплена за несколькими цилиндрами двигателя — как правило, речь шла о той или иной «половинке» блока. Турбокомпрессоры могли располагаться намного ближе к впускному и выпускному коллектору, что существенно уменьшило уровень механических и аэродинамических потерь, а также повысило мощность двигателя. Кроме того, параллельная система Biturbo, использующая компактные турбины, позволила избавиться от «турбоямы» и сделать мотор очень чувствительным к изменению подачи топлива.
В большинстве случаев параллельная схема Twin Turbo предполагает использование общего впускного коллектора, что упрощает её и делает менее затратной в обслуживании, но ограничивает динамический потенциал автомобиля. Поэтому в качестве альтернативы была предложена компоновка Biturbo с раздельными впускными трактами и коллекторами. Помимо прочего, это позволило адаптировать систему для использования на компактных рядных моторах, которые ранее оснащались исключительно двумя турбокомпрессорами, расположенными последовательно.
Однако наиболее интересную схему Twinturbo предложила компания BMW — её отличие заключалось в расположении турбин в развале V8, а не по сторонам от блока цилиндров. Причём каждый из турбокомпрессоров был запитан от цилиндров, находящихся по обе стороны двигателя! Несмотря на огромные сложности, которые пришлось преодолеть инженерам, результат превзошёл все ожидания. Такая оригинальная система Biturbo уменьшила протяжённость «турбоямы» на 40% без снижения надёжности узла.
Иногда с компоновкой Twinturbo путают турбину Twinscroll. Последняя предполагает использование одной турбины, имеющей два канала и два участка крыльчатки с разной формой лопастей. На низких оборотах открывается клапан, ведущий к меньшей крыльчатке — в результате турбокомпрессор разгоняется достаточно быстро и обеспечивает прирост мощности без «турбоямы». Однако с повышением скорости вращения коленвала давление выхлопных газов становится избыточным и открывается второй клапан — теперь используется только большая крыльчатка. Как следствие, автомобиль получает дополнительный рост производительности.
Конечно, такая система имеет несколько меньшую эффективность, чем классическая Biturbo. Однако в сравнении с одной турбиной тяговые возможности двигателя всё же возрастают. Конечно, компоновка Twinscroll сложна в производстве и считается достаточно ненадёжной.
Если вы знаете, чем отличается механический компрессор от турбины, то поймёте, почему эти две системы считаются несовместимыми — первый приводится от коленвала, тогда как турбокомпрессор использует энергию выхлопных газов и совместить их практически невозможно. Однако для инженеров Volkswagen нет ничего невозможного — в свой вариант системы Twinturbo они включили оба узла. Турбина работает постоянно, тогда как компрессор помогает устранить «турбояму» на низких оборотах. Впоследствии он отключается, но при резком нажатии педали газа вновь вступает в действие, улучшая реакцию двигателя на подачу топлива.
Результатом использования такого варианта Biturbo стало значительное повышение мощности, достижение предела крутящего момента на малых оборотах, ускорение набора оборотов, а также уменьшение времени отклика на нажатие педали газа.
Разница с простым Twinturbo для водителя практически незаметна — он чувствует лишь легко прогнозируемую мощную динамику и не отвлекается на провалы мощности либо иные проблемы. Однако система, разработанная Volkswagen, оказалась очень сложной в производстве и ненадёжной. Поэтому в настоящее время на машинах брендов, входящих в группу компаний, использует только один из двух вариантов наддува.
Резюмируя вышесказанное, можно сделать вывод о том, что отличия Twinturbo от Biturbo заключаются только в названии. Если же вас действительно интересуют различные системы наддува, вам стоит обратить внимание на параллельные и последовательные компоновки. Кроме того, нелишним будет более подробно ознакомиться с отличиями турбокомпрессора от механического наддува и плюсами их совместного применения.
При обсуждении спецификаций автомобилей термины «би-турбо» и «двойной турбонаддув» часто используются взаимозаменяемо, но между этими двумя терминами есть разница.
Хотя обе конфигурации работают с двумя турбинами, подключенными к одному блоку двигателя, их компоновка и преимущества отличают их друг от друга.
Ниже мы узнаем, что это значит для среднестатистического автомобилиста.
Турбины — это детали с турбинным приводом, которые ускоряют подачу сжатого воздуха в двигатель для увеличения мощности без ущерба для эффективности. Этот процесс известен как принудительная индукция.
Принудительная индукция нагнетает больше воздуха в камеры сгорания цилиндров, что позволяет им наполняться и воспламеняться топливом быстрее, чем в двигателе без турбонаддува.
«Чем быстрее и эффективнее заполняется камера, тем больше топлива может быть использовано и, следовательно, может быть произведена большая мощность», — заявляет Mercedes-Benz.
Недостатком этого метода является «турбо-лаг», который возникает, когда турбине требуется много времени, чтобы раскрутиться, прежде чем подавать сжатый воздух в двигатель.
Это вызывает ощущение повешения при резком нажатии на педаль акселератора, прежде чем вас откинет на сиденье, когда поток воздуха наконец ударит по двигателю.
К счастью, за последние годы технология турбонаддува значительно продвинулась вперед, и эта склонность к зависанию была сокращена с помощью различных методов турбонаддува.
Двумя популярными технологиями являются установки би-турбо и твин-турбо.
Би-турбо двигатели также классифицируются как параллельные двигатели с двойным турбонаддувом, поскольку в этой компоновке два турбонагнетателя одинакового размера работают в унисон.
Конфигурация в основном используется в автомобилях с V-образными двигателями, при этом один турбонагнетатель предназначен для одного ряда двигателей, а другой турбонагнетатель обеспечивает подачу сжатого воздуха на противоположный ряд.
Согласно Mercedes-Benz, эта конфигурация создает наддув быстрее, чем другие компоновки, и при этом более эффективна, поскольку у каждой турбины меньше работы.
Однако основным недостатком этого типа двигателя является большая потеря максимальной мощности по сравнению с секвентальной установкой с двойным турбонаддувом.
Традиционное название Twin-Turbo часто используется для обозначения последовательного двигателя с двойным турбонаддувом, в котором две турбины разного размера работают независимо, обеспечивая наддув во всем диапазоне оборотов.
Меньший турбокомпрессор используется для низких оборотов двигателя, когда парный, больший турбонагнетатель не начал регистрировать воздушный поток. Это обеспечивает ощущение линейного ускорения при ускорении.
По мере того, как вы увеличиваете скорость, меньший турбонагнетатель будет вращаться до тех пор, пока не создаст достаточно давления, чтобы больший турбонагнетатель включился прямо перед тем, как это потребуется, тем самым вызывая минимальную турбозадержку без ущерба для выходной мощности наддува или мощности двигателя.
Кроме того, последовательный турбонаддув обеспечивает более низкий порог наддува и повышенную выходную мощность при более низких оборотах двигателя.
Основным недостатком этой установки является стоимость, поскольку она дорога в строительстве и столь же дорога в ремонте.
20.07.2019
Автор: Juliet Onyeachonam
Поделиться этой записью:
Если вас интересует разница между битурбированными и твинтурбовыми автомобильными двигателями, вам следует прочитать эту статью, в которой подробно описаны оба типа.
Автомобильный двигатель играет очень важную роль в механическом устройстве каждого автомобиля.
Как и ожидалось, потенциальные автовладельцы и автолюбители в процессе поиска автомобилей своей мечты сталкиваются с целым рядом технических автомобильных жаргонов, которые они могут не понимать.
В связи с этим, Naijauto.com сегодня представляет вам эту статью, в которой объясняется разница между битурбированными и твин-турбированными автомобильными двигателями .
Автомобильные двигатели с двойным турбонаддувом и двойным турбонаддувом описывают тип турбокомпрессоров, используемых в автомобильном двигателе
Как уже говорилось ранее, автомобильный двигатель для автомобиля то же, что сердце для человеческого тела. Без двигателя или хотя бы исправного в машине машина все равно что мертвая.
Термины «битурбо» и «твин-турбо» просто описывают турбонагнетатели в двигателе автомобиля. Турбокомпрессор или просто турбо — это устройство с турбинным приводом, повышающее КПД двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Причина, по которой производители автомобилей используют разные компоненты для своих автомобильных двигателей и автомобилей, обычно заключается в том, чтобы соответствовать требованиям рынка и максимизировать прибыль. Тем не менее, ответственность за определение того, какой компонент автомобиля подходит ему лучше всего, лежит на покупателе.
Учитывая, что автомобильный двигатель является сердцем каждого автомобиля, важно понимать, что его долговечность определяется надлежащим уходом и обслуживанием в руках конечного пользователя, а не только компонентами.
Автомобильный двигатель с двойным турбонаддувом просто относится к автомобильному двигателю с турбонаддувом, который использует два турбонагнетателя для сжатия всасываемого воздуха.
Двигатель с двойным турбонаддувом использует два турбонагнетателя для сжатия всасываемого воздуха
Двигатели с двойным турбонаддувом обычно доступны либо в последовательном, либо в параллельном исполнении.
>>> Обратите внимание: Почему нельзя резко останавливать двигатель с турбонаддувом?
1.1. Последовательные автомобильные двигатели с двойным турбонаддувомВ автомобильных двигателях с последовательным двойным турбонаддувом трансмиссия зависит от двух турбонагнетателей двух разных размеров, малого и большого.
Небольшой турбонагнетатель отвечает за подачу мощности при низких скоростях вращения, в то время как большой турбокомпрессор обеспечивает дополнительную мощность с помощью клапана сжатия.
Компрессионный клапан делает это, позволяя гигантской турбине обеспечивать большую мощность при более высоких оборотах, когда автомобиль ускоряется.
Два турбокомпрессора разного размера (большой и малый) присутствуют в автомобильном двигателе с секвентальным двойным турбонаддувом
1.2. Параллельные автомобильные двигатели с двойным турбонаддувомЭто наиболее распространенная компоновка автомобильных двигателей с двойным турбонаддувом. Параллельный твин-турбо просто означает конфигурацию турбокомпрессора, в которой два идентичных турбокомпрессора работают вместе. По сути, они распределяют свои обязанности по турбонаддуву между собой.
На самом деле два турбокомпрессора одинакового размера лучше подходят для компоновки двигателя автомобиля. Причина в том, что каждый из отдельных турбонагнетателей может тогда приводиться в действие только половиной израсходованной энергии выхлопа этого автомобильного двигателя.
В большинстве автомобильных двигателей сжатый воздух от обоих турбонагнетателей встречается и разделяет общий впускной коллектор, откуда он направляется в отдельные цилиндры.
Эти параллельные турбокомпрессоры очень распространены в автомобильных двигателях V6 и V8.
Теперь, когда мы обсудили автомобильный двигатель с двойным турбонаддувом в дополнение к двум категориям двигателей с двойным турбонаддувом, теперь мы рассмотрим автомобильный двигатель с двойным турбонаддувом.
>>> Да, у нас есть еще один термин — наддув: Чем нагнетатели отличаются от турбокомпрессоров
2. Автомобильный двигатель с битурбоавтомобильные двигатели , то вы должны знать, что автомобильный двигатель с битурбо — это просто еще один термин для двигателя с двойным турбонаддувом. Термин «Би», что означает «два», просто относится к количеству турбонагнетателей, присутствующих в двигателе автомобиля.
Автомобильный двигатель с турбонаддувом описывает двигатель с турбонаддувом, в котором два турбонагнетателя работают вместе для сжатия всасываемого воздуха. Автомобильный двигатель с битурбо также можно назвать параллельным твин-турбо.
Например, в двигателях с битурбо в автомобилях Mercedes Benz специально используются два одинаковых турбонагнетателя, по одному с каждой стороны коллектора. Они расположены таким образом, чтобы получить до 20 фунтов на квадратный дюйм через двигатель. Каждый турбонагнетатель соединен с тремя цилиндрами на соответствующей стороне двигателя. Все работает вместе, чтобы повысить эффективность двигателя.
Системы двигателей Biturbo более эффективны и меньше нагружают двигатели, что снижает их производительность.
Хотя вы должны знать, что помимо отсутствия реальной разницы между автомобильными двигателями с двойным турбонаддувом и двойным турбонаддувом, даже без турбонагнетателей автомобильный двигатель максимально экономичен по топливу и обеспечивает такую же производительность.
Когда вы управляете автомобилем с битурбированным двигателем, вы не почувствуете никакой разницы. Однако эти типы автомобильных двигателей часто более надежны, прочны и эффективны.