Системы турбонаддува Twin Turbo и BiTurbo

Системы турбонаддува Twin Turbo и BiTurbo

Эти шильдики зачаровывают и внушают уважение любому энтузиасту драйва. Однако мало кто знает, в чем разница между этими системами. Попробуем разобраться в плюсах и минусах обеих схем
Мы говорим «Turbo» - подразумеваем мощь и скорость, а также ураганную динамикув в придачу. Турбина накачивает воздух во впускной коллектор, мы подбираем необходимое количество топлива, уменьшаем степень сжатия... Вуаля, вы обладатель мотора, в полтора-два раза более мощного, чем простой «атмосферник» с сопоставимым объемом! Причем в отличие от компрессоров с механическим приводом, которые, как ни крути, но, кроме прибавления, еще и отбирают часть мощности от двигателя, турбокомпрессор приводится во вращение выхлопными газами, поэтому лошадиные силы берутся в буквальном смысле «из воздуха».

Однако здесь и зарыт основной недостаток турбины - инерционность. Для увеличения мощности необходимо больше воздуха, а его можно получить, только раскрутив турбину посильнее, для чего требуется достаточный напор выхлопных газов. Бремя для раскрутки турбины напрямую зависит от ее размеров и веса турбинного и насосного колес. Вспомните маховик: больше вес -сложнее раскрутить, но выше стабильность, алегкость означает быструю реакцию, но снеболышй отдачей.

Между этими крайностямии разрываются конструкторы турбомоторов: либо маленькая турбина с быстрым откликом, но небольшой эффективностью, либо крупная турбина, но с неизбежной «турбоямой». А ведь для высоких оборотов маленькая турбина -что спрей от огня против большого пожара: давление высокое, а вот подаваемого воздуха- мало. В таком случае надо использовать «пожарный гидрант» - пусть давление воздуха невысоко, но его количество достаточно.

Желание решить вышеперечисленные проблемы и привело к появлению системы турбонаддува Twin Turbo: выпускной коллектор мотора имеет два выходных отверстия для двух турбин, разных по величине. Между ними - клапан управления потоком выхлопных газов. При небольших оборотах он направляет выхлоп на маленькую турбину, которая быстро раскручивается и качает воздух чуть ли не с холостых оборотов мотора. А когда требуется больше мощности - нажмите акселератор посильнее, и клапан направит поток выхлопных газов на большую турбину, которая и обеспечит стабильную работу до самой отсечки. Такую конструкцию в 1990-х годах использовала Nissan в модели Skyline
GT-R на моторе RB26DETT,а сначала2000-х она применялась в OpelVectraV6OPC (там две турбины в некоторых режимах могли даже работать вместе). По схожему пути пошел и VW с мотором 1.4 TSI, вот только вместо маленькой турбины был установлен механический компрессор.

Шильдик BiTurbo также подразумевает наличие двух турбин, но от Twin Turbo эта схема отличается тем, что турбины одинаковы по размеру, а выхлопной коллектор мотора разделен на две независимые части. Такая конструкция применяется в основном на моторах с большим объемом - ведь надо, чтобы они и тянули с «низов» (требуется маленькая турбина), и не скисали на «верхах» (требуется большая турбина). Если же мы разделили мотор, то каждая турбина теперь должна обслуживать только свою часть, с объемом в два раза меньшим. Примеры -Audi V62.7BiTurbo, BMW (335) 3.0BiTurbo. В этих машинах каждой турбине отводилось уже не шесть цилиндров, а всего три с объемом 1,3-1,5 л. Аналогичным образом построен и мотор Merc V12 BiTurbo -на каждую турбину приходится шесть цилиндров вместо 12, а в 16-цилиндровом моторе Вugatti W16 четыре турбины, и каждая работает со своей «четверкой» цилиндров.

Возникает закономерный вопрос -почему в каждом конкретном случае моторостроители останавливаются на той или на иной схеме? Ответ зависит от двух критериев - цены и простоты. Система BiTurbo проще (нет управляющего клапана между турбинами) и поэтому теоретически более надежна. К тому же симметричные коллекторы и турбины легче разместить в развале V-образного блока цилиндров. Однако BiTurbo не обладает той шириной рабочего диапазона, который может обеспечить система Twin Turbo, к сожалению, почти исчезнувшая с конструкторских кульманов, не выдержав натиска борцов за снижение издержек.