Twinpower turbo на моторах bmw, чем они отличаются и в чем их преимущества

Электрический турбокомпрессор

На самом деле это не турбо, а электрический компрессор. Этот тип турбонагнетателя не нуждается в энергии отработавших газов для его движения, потому что он использует электродвигатель и специальную батарею для его питания. В результате у электрического турбо есть несколько преимуществ. Возможно, самым большим является полное устранение турбовлаг. Электрический турбо может регулировать скорость своей турбины, изменяя скорость электродвигателя. Этот тип турбокомпрессора, следовательно, не нуждается в дополнительном оборудовании, таком как продувочный клапан, перепускная заслонка или регулируемые лопатки, чтобы регулировать турбоагрегат.

Однако электрический турбонаддув не используется отдельно для наддува двигателя. При высоких оборотах двигателя энергии от специальной батареи недостаточно для вращения турбины на достаточной скорости. Если используется более толстый аккумулятор или большее количество таких аккумуляторов, цена электрического турбо будет превышать цену всего автомобиля. Вот почему электрический турбонагнетатель работает только на низких и средних оборотах двигателя, а на высоких оборотах он отключается и выходит из функции наддува обычного турбонагнетателя.

— полное отсутствие турболага

— Не требует дополнительного устройства контроля давления наддува

— не подвержен высокой тепловой нагрузке

— Требуется специальная батарея для питания этого «турбо»

Источник

Задержка турбокомпрессора [ править | править код ]

Задержка турбокомпрессора – это время, необходимое для изменения выходной мощности после изменения состояния дроссельной заслонки, проявляющееся в виде замедленной реакции на открытие дроссельной заслонки по сравнению с поведением безнаддувного двигателя. Это связано с тем, что выхлопной системе и турбонагнетателю требуется время для раскрутки, чтоб обеспечить требуемый поток нагнетаемого воздуха. Инерция, трение и нагрузка на компрессор являются основными причинами задержки турбокомпрессора.

• 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)

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.

Схемы подключения амперметра

Альтернативное решение вопроса

ваккуумникваккуумникВ руководстве по эксплуатации автомобиля с ABS может быть оговорено присутствие в конструкции антиблокировочного модуля сливного штуцера. Для обслуживания подобной системы может понадобиться компрессор или самодельная установка в виде груши и видоизмененной крышки бачка тормозной жидкости. Технология замены в этом случае выглядит куда проще:

• изъять из емкости использованную жидкость и залить новую;
• прокачать классическим методом по оговоренной производителем схеме все четыре тормозных цилиндра;
• установить вместо крышки «тормозного бачка» специальный переходник под компрессор или самодельную установку;
• подсоединить к сливному штуцеру модуля антиблокировки шланг и отвернуть его на 1 оборот;
• создать давление около 1 BAR;
• идентифицировать окончание выхода старой жидкости и пузырьков;
• сбросить давление.

В процессе замены использованной тормозной жидкости новой в системе с АБС следует принять во внимание такие замечания:

• необходим постоянный контроль над уровнем жидкости в бачке: снижение ниже минимальной отметки (MIN, Low) не допускается;
• допустимое время работы гидронасоса – 2 мин., в случае превышения – выключить зажигание и дать остыть установке 5-10 минут.
• перед сливом жидкости необходимо «разрядить» систему, нажимая на педаль тормоза не менее 20 раз;
• использованную жидкость или длительно простоявший в открытой таре состав заливать строго запрещено;
• при включении зажигания и открытом сливном штуцере следует быть готовым к резкому выбросу жидкости.

Схема битурбо двигателя Maserati

Смысл схемы битурбо или твинтурбо заключается в том, что два турбокомпрессора имеют меньшую инерционность и их турбины быстрее раскручиваются, что приводит к увеличению отдачи мотора. Также встречаются последовательные схемы битурбо, где одна турбина работает на низких оборотах двигателя, а вторая подключается позже. К наиболее ярким примерам современного применения битурбо относятся Pagani Huayra , Koenigsegg Agera , McLaren MP4-12C .

Обычные автомобили с турбонаддувом, как правило, довольствуются одним турбокомпрессором, а схема битурбо — это более сложный механизм, поэтому применяется только на самых мощных версиях гражданских моделей. Кроме того, в последнее время экономически выгодным выглядит применение более дешевой схемы twin-scroll даже на мощных модификациях. В свою очередь, для повышения эффективности дизельных двигателей часто предпочитают применять один турбокомпрессор взамен битурбо, но с изменяемой геометрией турбины .

К наиболее изощренным технически схемам повышения отдачи наддувных моторов следует отнести компоновку с тремя турбокомпрессорами (BMW X5 M50d) или с четырьмя (Bugatti Veyron), а также комбинированную схему Twincharger, где в паре с турбокомпрессором трудится механический нагнетатель (модели концерна Volkswagen и Volvo). Ну а самым распространенным способом повышения отдачи наддувных моторов остается интеркулер , который применяется практически на всех современных двигателях с турбонаддувом.

Перепускной клапан

Вначале wastegate срабатывал сразу после падения давления. Впоследствии задача для предпускового клапана была усложнена. Wastegate стал слушаться как давления, так и электронике, следящей за температурой и детонацией. Но управлялся переливной клапан пневматикой. Он открывался, когда надо сбросить избыточное давление.

Требуемые характеристики достигаются настройкой клапана. Из-за этого даже на малых оборотах турбина может функционировать очень эффективно. Основная «беда» такой технологии — сложность и ненадежность, выражающаяся в сильной вибрации и больших температур.

Пионеры серийного применения битурбо (таблица)

Многим из вас приходилось слышать о существовании моторов, усиленных двумя турбинами. Конечно, такие силовые агрегаты доступны лишь избранным по причине высокой дороговизны, но все же, если не приобрести, то хотя бы поинтересоваться каждый из нас имеет право. А задумывались ли вы, чем отличается Твин-Турбо, от Би-Турбо, ведь на первый взгляд, можно подумать, что это одно и тоже – двигатель, оснащенный двумя турбинами. Давайте немного углубимся в технические характеристики и разберемся что к чему.

Некоторые ошибочно считают, что Twin-Turbo
и – это разные коммерческие название одной систем наддува. Уверяем, что разница не только в компании, но и в способе наддува.

Система Bi-Turbo

Подобная система относится к методике по усовершенствованию турбины, путем установки еще одной. В системе Bi-Turbo одна турбина имеет значительно больший размер и мощность по отношению к другой. Подключать их можно только последовательно. На пониженных и слабых оборотах двигателя начинает работу первая турбина, а после увеличения давления на педаль акселератора включается вторая.

При низкой нагрузке работает та турбина,которая имеет слабую мощность,при усиленных оборотах в работу запускается мощная. За счет подобного алгоритма автомобиль работает без провалов и потери мощности во в время движения.

Bi-Turbo можно установить на двигатели типа V-образного типа и рядного типа. Кроме положительного эффекта от работы на двигателе, установка может нести и неприятные моменты

Первое, что немаловажно, позволить ее могут не многие в виду ее высокой стоимости. Второе- сложные пуско-наладочные и монтажные работы

Они являются достаточно специфическими и требуют наличия оборудования, инструмента и знающего мастера. Чаще всего установку можно встретить на дорогих суперкарах от известных мировых производителей.

Турбонагнетатель с двойной спиралью

Этот тип турбокомпрессора имеет два выхлопных канала в секции турбины. Выпускные коллекторы из цилиндров ведут к одному и другим двухконтурным турбо каналам, так что вакуум не уменьшает энергию выхлопа одного цилиндра, пока выпускной клапан другого цилиндра еще не закрыт, но его впускной клапан уже начал открываться.

Если зажигание в цилиндрах имеет порядок 1-3-4-2, выводы из цилиндров 1 и 4 приведут к одному каналу, а выводы из цилиндров 2 и 3 — к другому каналу. В этом случае не будет потери энергии выхлопа, поскольку цилиндр 3, который будет получать энергию от выхлопного газа из цилиндра 1, не подключен к той же трубе.

Недостатком турбонагнетателя с двойной спиралью является его требовательная конструкция выпускных коллекторов, а также необходимость иметь четное количество цилиндров для подачи выхлопных газов из одинакового количества цилиндров в каждый канал.

— цена аналогична одному турбокомпрессору

— КПД похож на турбонагнетатель

— Требовательная конструкция выпускного коллектора

— Сложный дизайн для двигателей с большим количеством цилиндров

Типы турбокомпрессоров: Turbo, Twin Turbo, Twin-Scroll, вы их всех знаете?

Turbo, Twin Turbo, Bi-Turbo, Twin-scroll или электрический турбонагнетатель? Какой из них является лучшим и каковы их преимущества или недостатки? Все эти типы турбокомпрессоров рассмотрим в этой статье и напишем что-нибудь об их дизайне. Но сначала мы напишем несколько слов о том, что такое турбокомпрессор и для чего он нужен.

Турбокомпрессор или разговорный турбо — это устройство, которое увеличивает мощность двигателя внутреннего сгорания путем нагнетания воздуха в камеру сгорания. Увеличение производительности заключается в том, что двигатель получает гораздо больше молекул кислорода из того же объема воздуха, потому что воздух сжимается, что делает смесь более взрывоопасной. Двигатель с турбонаддувом, следовательно, легче разгоняется, имеет большую мощность и не требует большего количества топлива, чем атмосферный двигатель.

Турбокомпрессор работает от выхлопных газов, что означает, что он использует энергию, которая в противном случае была бы потрачена впустую. Вращение турбонагнетателя с помощью выхлопа очень эффективно, потому что турбонагнетатель не получает мощности от двигателя, в отличие от компрессора, который механически приводится в действие от мощности двигателя.

Основная часть турбокомпрессора представляет собой турбину или пропеллер. Он может вращаться до 300 000 оборотов в минуту и оказывает наибольшее влияние на некоторые характеристики турбонагнетателя. Размер турбины определяет количество воздуха, которое будет поступать в двигатель. Как правило, чем больше турбина, тем больше пропускная способность.

Производительность турбокомпрессора тесно связана с его размерами. Большие турбонагнетатели нуждаются в большем давлении выхлопных газов, что вызывает турбо нагнетание на низкой скорости. Небольшие турбонагнетатели вращаются быстро, но могут не иметь одинаковую мощность при высоком ускорении. Различные вариации турбокомпрессоров используются для эффективного сочетания преимуществ больших и малых турбокомпрессоров.

Последовательный Twin Turbo

Система последовательного Twin Turbo включает два соизмеримых по характеристикам турбокомпрессора. Первый турбокомпрессор работает постоянно, второй включается в работу при определенных режимах работы двигателя (частота оборотов, нагрузка).

Схема системы Twin Turbo
1.перепускной клапан наддува (bypass);
2.клапан управления подачей воздуха;
3.датчик разности давлений;
4.клапан управления подачей отработавших газов;
5.вторичный турбокомпрессор;
6.интеркулер;
7.первичный турбокомпрессор;
8.перепускной клапан отработавших газов (wastegate)

Переход между режимами обеспечивает электронная система управления, которая регулирует поток отработавших газов ко второму турокомпрессору с помощью специального клапана. При полном открытии клапана управления подачей отработавших газов оба турбокомпрессора работают параллельно, поэтому правильно систему называть последовательно-параллельная. Сжатый воздух от двух турбокомпрессоров подается в общий впускной коллектор и распределяется по цилиндрам.

Система последовательного Twin Turbo минимизирует последствия турбозадержки и позволяет достичь максимальной выходной мощности. Применяется на бензиновых и дизельных двигателях. В 2011 году компания BMW представила систему с тремя последовательными турбокомпрессорами – Triple Turbo.

Двигатели с системой наддува Twin-Turbo

Представим себе, как действует турбина. Она создает определенное давление воздуха, закачиваемого в цилиндры двигателя. В процессе роста оборотов эффективность турбины снижается и, мощность мотора падает. Чтобы исключить падение мощности и обеспечить прирост даже на высоких оборотах, была установлена вторая аналогичная турбина.

Примечательно, что в работу турбины могут вступать по-разному. К примеру, можно настроить турбины таким образом, чтобы они действовали параллельно, либо же, есть возможность настроить так, чтобы сначала давление нагнетала одна турбина, затем, когда ее мощности становится недостаточно, подключалась вторая и, таким образом, компенсировала потерю.

Стоит вспомнить, что система наддува Twin-Turbo может устанавливаться как на V-образные двигатели, так и на рядные, здесь нет особой разницы.

В чем отличие biturbo от twinturbo?

По сути, твин-турбо и биТурбо-это лишь разные коммерческие названия системы наддува, состоящей из 2-х турбин.

Би-турбо (biturbo) — система турбонаддува, состоящая из двух последовательно включаемых в работу турбин. В такой системе применяют 2 турбины, одну маленького размера другую большого, сделано это потому, что маленькая турбина раскручивается значительно быстрее, и вступает в работу первой, затем, при достижении более высоких оборотов мотора, раскручивается вторая, большая турбина, и добавляет значительно больший воздушный заряд. Таким образом прежде всего минимизируется лаг, образуется достаточно ровная разгонная характеристика автомобиля без рывка, свойственного большим турбинам, и достигается возможность использовать большие турбины на двигателях устанавлеваемых в автомобилях предназначенных не только для езды по гоночным трассам, но и по городским дорогам, где возможность крутить мотор постоянно есть не всегда, а получить больше мощности с мотора небольшого объема имеет смысл, по каким либо причинам, например связанным с законодательством по налогам данной страны на литраж мотора. Данная статья опубликована в паблике Корче вк.ком/v_korche. Если вы видите эту статью в другом сообществе, значит ленивые администраторы других сообществ нагло копируют материал у нас и даже не читают его. Системы би-турбо весьма дороги, и по этому их установка, как правило в серийном производстве, производится на автомобили высокого класса, типа MASERATI или ASTON MARTIN (там компрессоры).

Такая система может быть установлена как на двигатель V6, каждая турбина будет висеть на своей головке по выхлопу, впуск общий, так и на рядном моторе например рядная 4-ка, в этом случае турбины можно включить по выхлопу как парралельно, 2 цилиндра на одну, 2 на другую, так и последовательно — сначала большая турбина, потом маленькая. Встречаются так же варианты, когда к маленькой турбине подходит выхлоп только с 2-х цилиндров, а к большой соответственно с 2-х оставшихся, и с выхода малой турбины.

Твин-турбо (twinturbo) — в данной системе в отличии от системы би-турбо, основной задачей является не снизить лаг, а добиться большей производительности по прокачиваемому воздуху, либо большего давления наддува. Производительность по прокачиваемому воздуху необходима, в случаях когда мотор работая на высоких оборотах, потребляет воздух больше, чем турбина способна обеспечить, таким образом возможно падение давления наддува. В системах Twinturbo применяются две одинаковые турбины. Соответственно производительность такой системы в 2 раза больше чем системы состоящей из одной турбины, при этом если применить 2 небольших турбины которые по производительности будут равны одной большой, то можно достигнуть эффекта снижения лага, при идентичной производительности. Существуют так же ситуации, когда производительности имеющихся в наличии больших турбин, оказывается недостаточно, например при построении мотора дрэгстера, тогда так же используется комбинация из 2-х турбин. Данная схема как и вариант biturbo может работать как на двигателях с V образным развалом головок, так и на рядных двигателях. Варианты включения турбин такие же как и в битурбо.

Существуют так же системы состоящие из 3-х и более одинаковых турбин, результат преследуется тот же что и в twinturbo. Такие системы в гражданском применении как правило не имеют распостранения, и применяются как правило, для построения мощных спортивных моторова, для автомобилей участвующих в драгрэйсинге.

В современных турбированных двигателях (в частности RRS V8 дизель) турбины имеют изменяемую геометрию крыльчаток. Это минимизирует проблему турбоямы и даёт высокий потенциал турбонадувва уже на самых низких оборотах коленвала двигателя. Кроме того это добавляет экономию топлива.

Какие разновидности схем подключения компрессоров существуют?

Системы типа Twin-Turbo и Biturbo отличаются между собой схемой подключения наддува. Как правило подключение реализуют по трем основным схемам: параллельная, последовательная, а также ступенчатая. Далее вы узнаете о каждой из них более детально.

Параллельная схема. Данный тип подключения предусматривает два одинаковых нагнетателя, которые работают одновременно, параллельно друг другу. Главная суть такого типа подключения состоит в том, чтобы снизить инерционность, которая наблюдается при использовании одной большой. Перед тем как поступить в цилиндры, воздух, который нагнетает Biturbo, отправляется во впускной коллектор, где происходит его смешивание с топливом и подача в камеры сгорания. Такую схему, как правило, применяют на дизельных моторах.

Последовательно-параллельная схема. Такой тип подключения представляет собой две одинаковые турбины, которые работают в разных режимах. Одна из турбин постоянно работает, обеспечивая экономию топлива и необходимую мощность на средних оборотах. А вторая «улитка» вступает в работу в случае увеличения нагрузки и повышении оборотов двигателя. За переключение режимов отвечает специальный клапан, который работает под управлением ЭБУ двигателя. Система позволяет эффективно избежать возникновения «турбоямы», обеспечивая плавный равномерный разгон. Как только ЭБУ замечает повышение оборотов в работу встает вторая вспомогательная турбина, в результате чего мотор имеет хороший подхват без провалов и задержек. Похожий принцип используют системы TripleTurbo, у которых не два, а целых три турбокомпрессора.

Ступенчатая схема. Двухступенчатая схема турбонаддува — это две турбины, которые имеют разный размер. Установленные «улитки» последовательно соединены с впускным и выпускным каналами. В каналах имеются перепускные клапана, способные регулировать потоки воздуха и выхлопных газов. Такая схема может работать в трех режимах.

На низких оборотах клапаны закрыты, а отработавшие газы идут по каналам через две «улитки». Из-за низкого давления газов, крыльчатки большой турбины почти не вращаются. Воздух свободно проходит мимо обеих ступеней компрессоров, при минимальном избыточном давлении.

Когда обороты двигателя увеличиваются происходит открытие клапана, в результате чего большая турбина начинает включаться в работу. Большой нагнетатель создает давление и сжимает воздух, затем подает его на малое колесо, тем самым еще больше сжимая его.

В момент максимальной нагрузки двигателя, оба перепускных клапана открыты на 100%, это приводит к тому, что поток отработавших газов идет сразу на большую «улитку» и проходя через нее нагнетается в цилиндры. Такой ступенчатый тип, как правило, используется на дизельных моторах.

Из преимуществ стоит выделить:

1. Решение проблемы турбоямы;
2. Прибавка в мощности при относительно небольших объемах силового агрегата;
3. Обеспечение высокого крутящего момента, прекрасная динамика;
4. Мотор с Biturbo будет иметь намного более экологичный выхлоп, по сравнению с обычным силовым агрегатом. Этого удается достичь благодаря более эффективному сгоранию топлива;
5. Экономия топлива.

Недостатки у Битурбо следующие:

1. Требовательность к качеству топлива и моторного масла;
2. Высокая стоимость технологии, которая в конечном итоге приводит к удорожанию всего силового агрегата;
3. Сложная конструкция;
4. Дорогой и сложный ремонт.

На этом буду заканчивать. Как видите любая, даже самая сложная технология, имеет простое объяснение, главное вникнуть в суть вопроса

Спасибо за внимание, пишите в комментах доводилось ли вам попробовать технологию «Твинтурбо» и «Битурбо» лично, а также какие ваши впечатления о данных системах. Берегите себя, до новых встреч на savemotor.ru

Навигация

Совместить несовместимое

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.

Ступенчатая работа турбин

Рассматривая ступенчатую систему твин турбо важно отметить, что именно она является самой технически грамотной и совершенной, обуславливает самый большой подъем КПД. В такой системе присутствует электронное управление как сгоревшими газами, так и выходящим потоком сжатого воздуха

Здесь, в отличие от предыдущих вариантов, есть возможность применять два разных по размеру турбонаддува. Когда обороты двигателя низкие перепускной клапан сгоревших газов закрыт. Газы следуют по системе твин турбо сначала посещая малый компрессор, где получают максимальную отдачу на давление при минимальной инерции. Далее, они попадают в большую турбину. Когда обороты увеличиваются начинается совместная работа турбин. Перепускной клапан постепенно открывается, то начинает постепенно раскручивать вторую турбину, пуская газы прямо через нее. Когда обороты растут до максимальных, то клапан открывается полностью, и большая турбина начинает работать на полную свою мощность и воздух поступает из нее в двигатель.