Що таке бі турбо. Супертурбо: всі передові системи наддуву. Більш ефективне турбінне колесо – турбіни зі змінною геометрією

В даний час існують такі види двигунів, які мають дві турбіни. Однак через свою вартість такі двигуни можуть дозволити собі далеко не всі автовласники. На сьогоднішній день найпопулярнішими автомобільними двигунами, на які попит зростає з кожним днем, є Twin-Turbo та Bi-Turbo. Звичайно, не кожен автолюбитель знає різницю між ними, а на перший погляд взагалі можна сказати, що вони однакові. Однак це зовсім не так. Так само не варто думати, що Bi і Twin – це та сама, однакова у своїх властивостях і якостях система турбонаддува, але з різними назвами.

Система турбонаддуву Twin-Turbo

А, щоб розібратися у цій системі, необхідно чітко уявляти її принцип роботи. Система виробляє необхідний тиск повітря, який повинен закачуватися в самі циліндри двигуна. У міру того, як біжить стрілка по тахометру, двигун втрачає свою потужність, а вироблення самої турбіни швидко знижується. Саме для того, щоб двигун не втрачав потужності, а вироблення турбіни тільки зростало, і була вбудована друга така ж аналогічна турбіна.

Звичайно, роботу такої системи потрібно регулювати самостійно або в автосервісі. Турбіни можуть включатися в роботу одночасно, але бажано налаштувати турбіни так, щоб спочатку свою роботу починала одна з них, а зі збільшенням обертів на тахометрі в роботу включалася друга. Однак за такої роботи турбін виникає така проблема, як турбояма. Також не варто забувати про те, що дана системаможе бути встановлена ​​не тільки на V-подібні двигуни, але і на звичайні рядні двигуни.

Система турбонаддуву Bi-Turbo

Bi-Turbo, як і twin, має дві турбіни. Однак їх відрізняють між собою дві абсолютно різні за потужністю турбіни. Якщо в першому випадку дві турбіни мають однакову потужність, Bi-Turbo має одну стандартну турбіну і одну зі збільшеною потужністю. Дані турбіни не потрібно самостійно регулювати. Вони спочатку настроєні так, що на початку руху включає перша звичайна турбіна, а коли стрілка тахометра показується все більша кількість оборотів на тахометрі, то в роботу включається друга більш потужна турбіна. Дана система забезпечує не тільки швидкий, а й рівний розгін машини. До того ж, такий наддув дозволяє уникнути турбоям. Таку турбіну, так само як і Twin-Turbo, Bi-Turbo можна встановити не тільки на V-подібний двигун, але і на звичайний рядний мотор.

Відмінність між цими системами

По-перше, Bi-Turbo створює плавний і рівномірний старт і розгін, а Twin-Turbo знижує максимальну потужність двигуна.

По-друге, Bi не створює турбоям, чого не можна сказати про Twin.

По-третє, Bi-Turbo дозволяє виконувати експлуатацію не тільки по місту та трасі, але так само і на гоночних треках, при цьому Twin-Turbo не має такої можливості.

Отже, чекаємо від Автоваза появи в модельному рядуі з турбованими двигунами =)

Він дозволяє підвищити потужність двигуна завдяки збільшенню кількості палива, що впорскується в циліндр за один цикл. Ще з середини XX століття існують автомобілі, в яких використовуються відразу дві турбіни - таке компонування називають Twinturbo, Biturbo, Double Turbo та іншими словами. Нерідко можна зустріти інформацію про принципові відмінності Твінтурбо та Бітурбо - в окремих статтях наводяться визначення та сутність унікальних конструктивних елементів. Спробуємо розібратися у компонуванні цих систем і ми.

Турбонаддув все частіше застосовують для підвищення потужності двигуна

Сутність питання

Найцікавіший момент у цій проблемі полягає в тому, що принципових відмінностейякраз не існує. Biturbo та його аналог Twinturbo є просто альтернативними назвами однакових систем наддуву з двома компресорами. Причому як Biturbo, і Twinturbo припускають використання різних варіацій технічної частини.

Різні назви були вигадані маркетологами відомих автомобільних виробників, щоб виділити свою продукцію серед багатьох аналогічних машин, побудованих із застосуванням тієї ж компоновки. Цікаво, що японці віддають перевагу своїм здвоєним турбокомпресорам Twinturbo, тоді як європейські компанії пишуть Biturbo - так склалося історично. В нашу країну надходять машини з обох частин світу, тому що назва Biturbo, що Twinturbo знайомі вітчизняному споживачеві. Тому суперечка про відмінності між назвами турбокомпресорів можна вважати неспроможним - а ось дізнатися про принципово різні системи, що використовуються в міжнародній практиці, буде цікаво.

Класика жанру

Якщо ви знаєте, що таке турбонаддув, зрозумієте, що в установці двох турбокомпресорів є свої складності. Обидві турбіни системи Biturbo доводиться встановлювати на одну вихлопну магістраль, причому між ними має зберігатися певна відстань. Проблема полягає в тому, що далекий турбокомпресор отримуватиме менше енергії і працюватиме не настільки ефективно. У середині XX століття цю проблему вирішували досить просто - друга турбіна в компонуванні Twinturbo мала характеристики підшипників і форму крильчатки. За рахунок цього вдавалося синхронізувати роботу двох агрегатів і значно підвищувати потужність двигуна за допомогою системи Biturbo.

Система Biturbo використовується все рідше

Проте практика показала, що послідовне компонування Twinturbo має кілька важливих недоліків:

  • Наявність серйозної «турбоями», тобто діапазону оборотів, у якому турбіни просто не працюють;
  • Достатньо великий часвідгуку про подачу газу;
  • ближньої турбіни;
  • Незручність установки на V-подібні двигуни.

Проблему намагалися вирішити у різний спосіб. Однак найбільш елегантне та ефективне інженерне рішення запропонувала компанія Toyota, яка зробила включення турбокомпресорів свого варіанта Biturbo На низьких оборотахклапани закриті і вихлопні гази проходять лише через невелику першу турбіну, легко розкручуючи її та забезпечуючи ранній вихід із «турбоями». Після досягнення 3500 об/хв, коли тиск газів вже стає надлишковим, електроніка відкриває спеціальну заслінку, і гарячий потік спрямовується до другого турбокомпресора більшого розміру, забезпечуючи суттєвий приріст потужності двигуна.

Сучасна інтерпретація

Однак з масовим поширенням V-подібних моторів послідовна система Biturbo стала застосовуватися все рідше, оскільки використовувати її було незручно з конструктивної точки зору. Приблизно на початку 80-х було запропоновано альтернативне компонування Twinturbo, в якому кожна турбіна була закріплена за декількома циліндрами двигуна - як правило, йшлося про ту чи іншу «половинку» блоку. могли розташовуватися набагато ближче до впускного та випускного колектора, що суттєво зменшило рівень механічних та аеродинамічних втрат, а також підвищило потужність двигуна. Крім того, паралельна система Biturbo, що використовує компактні турбіни, дозволила позбавитися «турбоями» і зробити мотор дуже чутливим до зміни подачі палива.

У більшості випадків паралельна схема Twin Turbo передбачає використання загального впускного колектора, що спрощує її і робить менш витратною в обслуговуванні, але обмежує динамічний потенціал автомобіля. Тому в якості альтернативи було запропоновано компонування Biturbo з роздільними впускними трактами та колекторами. Крім того, це дозволило адаптувати систему для використання на компактних рядних моторах, які раніше оснащувалися виключно двома турбокомпресорами, розташованими послідовно.

Однак найбільш цікаву схему Twinturbo запропонувала компанія BMW- її відмінність полягала у розташуванні турбін у розвалі V8, а чи не по сторонах від блоку циліндрів. Причому кожен із турбокомпресорів був запитаний від циліндрів, що знаходяться по обидва боки двигуна! Незважаючи на величезні складнощі, які довелося подолати інженерам, результат перевершив усі очікування. Така оригінальна система Biturbo зменшила протяжність турбоями на 40% без зниження надійності вузла. Крім того, суттєво підвищилася стабільність роботи двигуна та зменшилася інтенсивність його вібрацій.

Не зовсім Бітурбо

Іноді з компонуванням Twinturbo плутають турбіну Twinscroll. Остання передбачає використання однієї турбіни, що має два канали та дві ділянки крильчатки з різною формою лопатей. На низьких оборотах відкривається клапан, що веде до меншої крильчатки – в результаті турбокомпресор розганяється досить швидко і забезпечує приріст потужності без «турбоями». Однак із підвищенням швидкості тиск вихлопних газівстає надмірним і відкривається другий клапан - тепер використовується лише велика крильчатка. Як наслідок, автомобіль отримує додаткове зростання продуктивності.

Звичайно, така система має дещо меншу ефективність, ніж класична Biturbo. Однак у порівнянні з однією турбіною тягові можливості двигуна все ж таки зростають. Звичайно, компонування Twinscroll складне у виробництві і вважається досить ненадійним. Проте в даний час її дуже часто застосовують у потужних автомобілях- у тому числі у складі системи Biturbo.

Поєднати несумісне

Якщо ви знаєте, чим відрізняється механічний компресор від турбіни, то зрозумієте, чому ці дві системи вважаються несумісними – перший наводиться від колінвалу, тоді як турбокомпресор використовує енергію вихлопних газів та поєднати їх практично неможливо. Однак для інженерів Volkswagen немає нічого неможливого - у свій варіант системи Twinturbo вони включили обидва вузли. Турбіна працює постійно, тоді як компресор допомагає усунути "турбояму" на низьких обертах. Згодом він відключається, але за різкому натисканніпедалі газу знову набуває чинності, покращуючи реакцію двигуна на подачу палива.

Результатом використання такого варіанту Biturbo стало значне досягнення межі крутного моменту на малих оборотах, прискорення набору оборотів, а також зменшення часу відгуку на натискання педалі газу. Різниця з простим Twinturbo для водія практично непомітна - він відчуває лише прогнозовану потужну динаміку і не відволікається на провали потужності або інші проблеми. Проте система, розроблена Volkswagen, виявилася дуже складною у виробництві та ненадійною. Тому в даний час на машинах брендів, що входять до групи компаній, використовує лише один із двох варіантів наддуву.

Підсумки

Резюмуючи вищесказане, можна дійти невтішного висновку у тому, що відмінності Twinturbo від Biturbo полягають лише у назві. Якщо вас дійсно цікавлять різні системи наддуву, вам варто звернути увагу на паралельні і послідовні компонування. Крім того, не зайвим буде детальніше ознайомитися з відмінностями турбокомпресора від механічного наддуву і плюсами їхнього спільного застосування.

Твінтурбоі бітурбоу чому різниця та які відмінності

Попри переконання деяких «експертів» назва системи бітурбоабо твінтурбоне відображають схему роботи турбіни - паралельну чи послідовну (секвентальну).

Наприклад, у автомобіля Mitsubishi 3000 VR-4 система турбонаддуву зветься TwinTurbo (твінтурбо). В автомобілі стоїть двигун V6 і має дві турбіни, кожна з яких використовує енергію вихлопних газів зі своїх трьох циліндрів, але задувають вони в один загальний. впускний колектор. У, наприклад, німецьких автомобілівє схожі за робочим принципом системи, але називаються вони не твінтурбо (twinturbo), а Бітурбо (BiTurbo).
На автомобілі Toyota Supra з рядною шісткою встановлені дві турбіни, система турбонаддува називається TwinTurbo (твінтурбо), але вони працюють в особливій послідовності, включаючись і вимикаючись за допомогою спеціальних перепускних клапанів.
На автомобілі Subaru B4 теж стоять дві турбіни, але вони працюють послідовно: на низьких оборотах дме маленька турбіна, а на високих, коли та не справляється, підключається друга турбіна більшого розміру.

Давайте тепер по порядку розберемо обидві системи бі-турбо (biturbo) та твінтурбо (twinturbo), а точніше, що про них пишуть в цих ваших інтернетах:

Бі-турбо (biturbo) - система турбонаддува, що являє собою дві турбін, що послідовно включаються в роботу. В системі бітурбовикористовують дві турбіни, одну малого розміру, а другу більшого розміру. Маленька турбіна розкручується швидше, але на високих оборотахДвигун маленька турбіна не може впоратися з компресією повітря і створенням потрібного тиску. Тоді підключається велика турбіна, яка додає потужного заряду стиснутого повітря. Отже, мінімізується затримка (або турболог), утворюється рівна динамічна розгінна. Системи бітурбодуже не дешеве задоволення і зазвичай встановлюються на автомобілі високого класу.
Система бітурбо (bitrubo) може бути встановлена ​​як на двигун V6, де кожна турбіна буде встановлена ​​зі свого боку, але із загальним впуском. Або на рядному моторі, де установка турбіни здійснюється по циліндрах (напр, 2 для малої і 2 для великої турбіни), так і секвентально, коли на випускному колекторі спочатку встановлюється велика трубина, а потім маленька.

Твін-турбо (twinturbo) - дана система відрізняєтьсявід бі-турбо тим, що націлена не на зниження турбо-лага або вирівнювання розгінної динаміки, але в збільшення продуктивності. У системах твінтурбо (twinturbo) застосовуються дві однакові турбіни, відповідно продуктивність такої системи турбонаддуву ефективніша, ніж системи з однією турбіною. До того ж, якщо застосувати 2 невеликі турбіни, схожі за продуктивністю з однієї великої, то можна знизити небажаний турболог. Але це не означає, що ніхто не використовує дві великі турбіни. Наприклад, у серйозній дразі можуть використовуватися дві великі турбіни для ще більшої продуктивності. Система твін-турбоможе працювати як на V-подібних двигунах, так і на рядних. Послідовність включення турбін може змінюватись, як і на бітурбосистемах.

А взагалі для ще більших веселощів ніхто вам не заважає встромити відразу 3 (!) турбіни або більше. Мета переслідується така сама, як і для твінтурбо. Повинен зауважити, що таке часто застосовується у драг рейсингу і ніколи на серійних автомобілях.

Очевидно, що турбокомпресор (він же турбіна) встановлюють на двигун автомобіля для збільшення його потужності. В даний час технічний прогресдозволяє використовувати для максимально повного досягнення цієї мети систему наддуву BITURBO та ТWIN-TURBO. Часто постає питання, чи є між ними різниця? Що це: дві різні системи наддуву чи дві назви однієї системи?

"BI" або "TWIN"

Коли автомобілі з двома турбінами тільки-но почали з'являтися, майже всі вони називалися БІТУРБО. З часом та розвитком прогресу з'явилася система послідовного наддуву з двома послідовно розташованими нагнітачами, а за нею – і ще більш досконала система двоступінчастого наддуву. У всіх цих випадках у процесі беруть участь дві турбіни. Які з них, як називати, вирішувати вам – для цього дочитайте цю статтю до кінця.

Як мовилося раніше, спочатку всі ці системи наддуву називалися БІТУРБО. Зазначу, що ще до появи послідовного наддуву автомобілі з паралельно встановленими турбінами стали називати вже по-новому – ТВІН-ТУРБО, потім цю назву почали застосовувати і до послідовного, і двоступінчастого наддуву. Також складалася ситуація і у світових виробників: хтось при випуску серійного а/м називав сучасний послідовний наддув БІТУРБО, а хтось паралельний вид наддуву – ТВІН-ТУРБО. Рішення автовиробника було певною мірою непередбачувано. Наприклад, Volvo S80/XC90 (B6284T/B6294T) R6 Twinturbo, BMW 335/535 N74 (V 12 TwinPower Turbo).

І це ще не найцікавіше. Вираз TwinPower Turbo компанія BMW використовує і для двигунів з одним турбокомпресором механізму Twin Scroll. Цей факт в черговий раз доводить, що вибір однієї з цих двох назв зумовлений виключно забаганкою автовиробника і не має прямого відношення до конструктивної схеми. Система BITURBOвідрізняється від системи TWIN-TURBOтільки тим, що раніше говорили BITURBO, а тепер стало модно ТВІН. Звичайно, щоб бути абсолютно точним, треба пам'ятати, що відомі світові автовиробники називають свої, часто-густо індивідуально заряджені, версії на заводах - і отже, як вони пишуть, так треба і називати.

На підтвердження цього просто-складного питання, прочитаємо, які назви давав виробник двигунам, оснащеним двома турбокомпресорами, що працюють за паралельною схемою наддуву:

  • Audi 2.7 Biturbo (V6 Biturbo, A6/S4/RS4)
  • Audi 4.2 Biturbo (V8 Biturbo, RS6)
  • Audi 4.0 TFSI (V8 Twinturbo/Biturbo, S6/RS6/S7/RS7/A8/S8)
  • BMW N54 (R6 TwinPower Turbo, 135i/335i/535i/740i/Z4/X6/1M Coupe)
  • BMW N63/S63 (V8 TwinPower Turbo, 550i/650i/750i/X5/X5 M/X6/X6 M/M5/M6)
  • BMW N74 (V12 TwinPower Turbo, 760i)
  • Mercedes-Benz M278/M157/M158
  • Mercedes-Benz M275/M285/M158 (V12 Bi-Turbo, S65 AMG/CL65 AMG/SL 65 AMG/ Maybach/Pagani)
  • Porsche 3.6/3.8 Turbo (H6 Twinturbo, 911 Turbo/Turbo S/GT2/GT2 RS)
  • Porsche 4.5/4.8 Turbo (V8 Twinturbo, Cayenne Turbo/Panamera Turbo)

Різновиди BITURBO/TWIN-TURBO


Розібравшись з тим, що ці дві назви взаємозамінні, можна поговорити про різні системи з двох турбін. Розрізняють декілька видів системи BITURBO/TWIN-TURBO:

  • Паралельний;
  • Послідовний;
  • Ступінчастий.

Поговоримо про них докладніше.

Паралельна система наддуву– система двох турбін, що відносяться до одного виду та розміщені паралельно. У цьому турбіни працюють одночасно. Переваги паралельної системи в тому, що в її випадку дві невеликі або середні турбіни мають меншу інерційність у порівнянні з однією потужною, але великою турбіною.

Така система з'єднання дозволяє турбокомпресорам рівномірно розподіляти між собою потоки газів під час роботи. Спочатку стиснене повітря подається компресорами в загальний їм впускний колектор. Потім це повітря може розподілятися по циліндрах, або, рідше, подаватися окремо кожного ряду циліндрів. Паралельна система наддуву найчастіше використовується в роботі дизельних V-подібних двигунів, де кожен турбонагнітач зафіксований на власному випускному колекторі.

Таким чином, при паралельній системі турбонаддува турбіни працюють на всіх оборотах двигуна, а так звана «турбояма» стає значно меншою.

Послідовна система турбонаддувує системою з двох повністю однакових турбін. При цьому істотна відмінність роботи такої системи в тому, що одна турбіна працює постійно, а друга підключається до роботи тільки при зростанні числа обертів двигуна. Щоб другий турбокомпресор запускався вчасно, в систему введено схему електронного регулювання його роботи за допомогою спеціального клапанащо робить цю систему складнішою.

Ступінчаста система турбонаддувує найскладнішою, ефективною та сучасною реалізацією принципу BI/TWIN-TURBO. У двоступінчасту систему поєднуються дві турбіни - мала і велика. Вони встановлені у впускному та випускному тракті. При роботі турбокомпресорів відбувається клапанне регулювання відпрацьованих газів та стисненого повітря. У разі збільшення обертів двигуна починається одночасна злагоджена робота обох турбін. При цьому відбувається розкриття перепускного клапана відпрацьованих газів, внаслідок чого деяка частина проходить через велику турбіну, і вона розкручується сильніше. Після досягнення певного рівня тиску на впуску турбонагнітач великої турбіни стискає повітря (при цьому тиск ще не достатній). Потім стиснене повітря надходить у компресор малої турбіни, і там тиск продовжує зростати. При цьому перепускний клапан наддуву залишається закритим. Коли, нарешті, двигун досягає максимального навантаженнявідбувається повне відкриття перепускного клапана. Відпрацьовані гази проходять через велику турбіну, через що вона розкручується до найвищої частоти, а ось малий турбокомпресор у цей час припиняє рух. На впуску великий компресор створює найбільший тискнаддува, а малий, своєю чергою, навпаки, забезпечує опір повітряним потокам. В результаті в певний момент перепускний клапан наддуву розкривається, і відбувається надходження стисненого повітря безпосередньо в двигун.

Як видно з усього вищесказаного, двоступінчаста система BI/TWIN-TURBO створена спеціально для того, щоб підтримувати максимально можливу ефективну роботу турбонагнітачів при всіх режимах роботи двигуна автомобіля.

Автомобіль-механізм, який значно полегшує життя людині, заощаджує час та дає певний комфорт. Сучасні автоможуть бути абсолютно різного призначення та модифікації. Для любителів спорткарів та їм подібних силових установок, виробники випускають агрегати з потужними моторами. До таки відносять двигуни з типом турбонадуву Twin-Turbo та Bi-Turbo.

Що таке система Twin-Turbo?

Робота турбіни здійснюється певним чином. Повітря зовні автомобіля нагнітається та закачується в циліндри двигуна. Але після того, як зростання оборотів двигуна збільшується, робота турбіни втрачає свою ефективність. Для усунення подібної особливості функціонування турбіни, розробники спроектували систему, що складається з двох турбін.

Робота турбін може здійснюватися у режимі індивідуально підібраному власником автомобіля. Вони можуть працювати як паралельно, і послідовно. У другому випадку одна турбіна підключається в момент запуску двигуна та набору оборотів, а друга-підключається в момент падіння ефективної роботи першої. Взаємна робота, у свою чергу, забезпечує величезний приріст у продуктивності та роботі двигуна.

Система Twin-Turbo може працювати і встановлюватися на двигунах V-подібного типу, також підійдуть і рядні мотори, особливої ​​відмінності в цьому факті немає. Основною метою роботи подібної установки є збільшення продуктивності автомобіля та швидкий набір швидкості.

Система має певний перелік недоліків:

  1. Тривала відповідь на педаль акселератора.
  2. Посилена експлуатація другої, потужнішої турбіни та її передчасне зношування.
  3. Присутність турбоями, стану в якому турбіни не мають ефективності.

На моделі автомобілів, що беруть участь у гонках або драг-рейсингу, нерідко встановлюється і 3-5 турбін згідно з вищезазначеною схемою. На серійні автомобілі таких «надмірностей» автомобільна промисловість не передбачає.

Система Bi-Turbo

Подібна система відноситься до методики удосконалення турбіни, шляхом установки ще однієї. У системі Bi-Turbo одна турбіна має значно більший розмірта потужність по відношенню до іншої. Підключати їх можна лише послідовно. На знижених та слабких оборотах двигуна починає роботу перша турбіна, а після збільшення тиску на педаль акселератора включається друга.

При низькому навантаженні працює та турбіна, яка має слабку потужність, при посилених оборотах у роботу запускається потужна. За рахунок подібного алгоритму автомобіль працює без провалів і втрати потужності під час руху.

Bi-Turbo можна встановити на двигуни типу V-подібного типу та рядного типу. Крім позитивного ефекту від роботи на двигуні, установка може нести неприємні моменти. Перше, що важливо, дозволити її можуть не багато хто через її високу вартість. Друге-складні пуско-налагоджувальні та монтажні роботи. Вони є досить специфічними та вимагають наявності обладнання, інструменту та знаючого майстра. Найчастіше установку можна зустріти на дорогих суперкарах від найвідоміших світових виробників.

Чим відрізняється Twin-Turbo від Bi-Turbo?

Обидві установки розроблені для підвищення ефективності та продуктивності двигуна автомобіля за наявності навантаження. Крім того, вони обидві складаються з двох турбін, які встановлюються безпосередньо в підкапотному просторіавтомобіля.

Система Bi-Turbo вважається кращою, ніж її аналог Twin-Turbo. До її конструкції входять дві турбіни, які мають різні параметрирозміру та потужності. Вони надають автомобілю перевагу в рівномірному наборі швидкості, без втрати потужності та появи «провалів». Основна гіперфункція Bi-Turbo у її плавній роботі та відмінному старті без ривків та затримок. Систему можна використовувати на автомобілях, призначених для їзди по місту.

Установка Twin-Turbo є системою з двох турбін однакового розміру і потужності. Явна перевага в тому, що синхронна робота турбін забезпечує взяття максимального потенціалу і сили з мотора автомобіля. Негативною якістю, прийнято вважати наявність турбоями-так званого провалу, який виникає через провали і затримки з боку педалі акселератора. Виражаються такі нюанси в режимі швидкісної їзди. Водій відчуває різкий поштовх при старті та при перемиканні передач.

koreada.ru - Про автомобілі - Інформаційний портал