Το Twin-Scroll και η υπόλοιπη τούρμπο παρέα!

P90074386

Η υπερτροφοδότηση ή υπερπλήρωση έχει πλέον καθιερωθεί από τους περισσότερους κατασκευαστές, σε μικρούς και μεγάλου κυβισμού κινητήρες…

open_sequentiel_smallΑπό το σύστημα με ένα στροβιλοσυμπιεστή έχουμε δει πλέον ακόμη και με τρεις στο νέο πετρελαιοκινητήρα της BMW ενώ η Audi πειραματίζεται με ηλεκτρικό τούρμπο, με επικουρικό ρόλο στο βασικό σύστημα υπερπλήρωσης. Αρκετά συχνά, οι απαιτήσεις για αυξημένη ισχύ δημιουργούσαν την ανάγκη για σύστημα με δύο στροβιλοσυμπιεστές.

Γνωστά και ως «διπλό τούρμπο» (Twin Turbo ή Bi-Turbo), συνήθως ο ένας στροβιλοσυμπιεστής είναι μικρότερος από τον άλλο και λειτουργεί στις χαμηλές rpm (μικρότερο μέγεθος σημαίνει μικρότερη αδράνεια. δηλ. πιο γρήγορο στροφάρισμα). Όσο οι στροφές ανεβαίνουν και το μικρό τούρμπο δεν μπορεί να σπρώξει περισσότερο αέρα, στο παιχνίδι μπαίνει και το μεγαλύτερο. Σημειώστε πως οι δύο στροβιλοσυμπιεστές βρίσκονται σε σειρά και περιστρέφονται συνέχεια (σε ρόλο παθητικό ο μεγάλος στις χαμηλές rpm) και την ροή των καυσαερίων αλλάζει ένα κλαπέτο (flap). Από τις μεσαίες rpm και μετά. υπάρχει ικανοποιητικός όγκος καυσαερίων για να κινήσουν άμεσα την πτερωτή και του μεγαλύτερου τούρμπο, δίχως χρονική υστέρηση (turbo lag).

Όπως αναφέρεται παραπάνω, ετσι περιγράφεται ένα σύστημα διπλού σταδίου (2-stage), που αποτελεί κατά μία έννοια εξέλιξη στα σειραϊκής διάταξης. Ένας από τους πρώτους κινητήρες της συγκεκριμένης τεχνολογίας ήταν ο ντίζελ της BMW 535d με σύστημα της BorgWarner ενώ στη συνέχεια ακολούθησαν και άλλοι με αντιπροσωπευτικό παράδειγμα το νέο δίλιτρο bi-turbo της Opel.

Εδώ να πούμε πως στα πρώτα τούρμπο αμιγώς σειραϊκής διάταξης, πρακτικά υπήρχε και παράλληλη λειτουργία. Για παράδειγμα, στο κινητήρα του Subaru Legacy (1992) το ένα τούρμπο δούλευε χαμηλά και τα δύο μαζί ψηλά. Ωστόσο, δεν μπορούσαν να λειτουργήσουν και τα δύο μαζί χαμηλά, ούτε καν σε παθητικά αυτό που δούλευε ψηλά από την ροή των καυσαερίων ρύθμιζε ένα on/off κλαπέτο. Από τα πρώτα μοντέλα, με σειραϊκό τούρμπο παλαιάς κοπής, ήταν το Mazda RX-7 Mk3, η Porsche 959, η τελευταία γενιά Toyota Supra, το Subaru Legacy της δεκαετίας 1990 κ.α.

Η λειτουργία του τούρμπο σε +90 δευτερόλεπτα [vid]

BMW parallel turbo N54 Engine (1)Στα παράλληλης διάταξης διπλά τούρμπο και οι δύο υπερτροφοδότες μπορούν να λειτουργούν ανεξάρτητα και ταυτόχρονα (δηλ. παράλληλα) π.χ. όπως σε ένα V κινητήρα με ένα τούρμπο σε κάθε σκέλος/σειρά κυλίνδρων. Πρόκειται για μια απλούστερη κατασκευαστικά διάταξη σε σχέση με την σειραϊκή. Η Maserati ήταν από τις πρώτες εταιρίες με κινητήρες ευρείας παραγωγής με παράλληλο τούρμπο  ενώ από τους πιο γνωστούς είναι ο Ν54 της BMW (2006), ο οποίος -αν και 6-κύλινδρος σε σειρά- είχε ένα υπερτροφοδότη ανά τρεις κυλίνδρους. Φυσικά, τα διπλά παράλληλα τούρμπο βρίσκουν μεγάλη εφαρμογή σε σπορ μοντέλα, από την εποχή της Ferrari F40, της Lotus Esprit V8, του Nissan 300ZX κ.α.

twin-scroll-turbo_diagramΚαι φτάνουμε στην υπερτροφοδότηση Twin-Scroll η οποία μπορεί να ξεκινά από την εποχή του Mazda RX-7, στις αρχές δεκαετίας 1990 ή με το Mitsubishi Evo (1996) αλλά μόλις τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιείται και σε μικρότερους κινητήρες για νορμάλ αυτοκίνητα: από τον εξαιρετικό δίλιτρο της Renault (2002 στα Laguna, Megane, Avantime) μέχρι και τον αξιόλογο τετρακύλινδρο του 1,6 lt που εξελίχθηκε από τους ομίλους BMW/Peugeot-Citroen. Στο σημείο αυτό να πούμε πως δεν πρέπει να σας μπερδεύει το λογότυπο TwinPower καθώς εκεί πλέον εντάσσει η BMW όλους τους τούρμπο κινητήρες της, ανεξαρτήτως αν είναι Twin Turbo ή Twin-Scroll (ή και τα δύο π.χ. στην περίπτωση του π.χ. του V8 κινητήρας της).

Πως λειτουργεί η wastegate, η βαλβίδα διαφυγής;

BMW Twin ScrollH αρχή λειτουργίας του Twin-Scroll είναι σχετικά απλή στη σύλληψη της. Σε αντίθεση με το απλό μονό τούρμπο όπου τα καυσαέρια οδηγούνται όλα μαζί σε ένα αυλό εξόδου για να κινήσουν τον στροβιλοσυμπιεστή, το Twin Scroll διαιρεί την έξοδο αυτή σε δύο μέρη. Έτσι, σε ένα τυπικό τετρακύλινδρο τα καυσαέρια των κυλίνδρων 1 +3 μπορούν να οδηγούνται από την μία δίοδο και τα καυσαέρια των 2+4 από την άλλη. Εδώ, προσέξτε, τα δύο ρεύματα καυσαερίων πέφτουν πάνω στον στροβιλοσυμπιεστή αλλά διαχωρίζονται με ένα διάφραγμα ώστε να μην υπάρχει περιδίνηση ή αναρρόφηση. Με το Twin Scroll πετυχαίνετε συνεχή ροή και περιστροφή του τούρμπο και αυτό οδηγικά μεταφράζεται σε στρωτή λειτουργία, δίχως ξεσπάσματα και πρακτικά με σχεδόν μηδενικό lag (τουλάχιστον δεν γίνεται αισθητό).

Τι είναι η βαλβίδα εκτόνωσης, γνωστή και ως σκάστρα;

volvo-vnt-d5Tα τούρμπο με μεταβαλλόμενης γεωμετρίας πτερύγια (VTG ή Variable Turbine Geometry) έχουν την δυνατότητα να μεταβάλλουν την περιστροφική τους ταχύτητα και την παροχή αέρα ανάλογα με την θέση των λεπίδων. Χρησιμοποιούνται ευρέως στους πετρελαιοκινητήρες ενώ η μοναδική εταιρία που έχει εφαρμόσει σύστημα VTG σε βενζινοκινητήρα είναι η Porsche (στην 997 Turbo). Ο λόγος που τα VTG δεν μπορούν να βρουν ευρεία εφαρμογή σε κινητήρες Otto είναι η υψηλότερη θερμοκρασία καυσαερίων που καταστρέφει μακροχρόνια τις λεπίδες (το 1989 η Honda παρήγε το Wing Turbo που εγκατέλειψε αργότερα).

Ετικέτες

Nίκος Ι. Mαρινόπουλος

Πρόκειται για τον δημιουργό και συντονιστή του καρότου με τις περισσότερες τεχνολογικές βιταμίνες σε όλον τον κόσμο!

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

Δείτε επίσης

Close
Back to top button
Close
Close