Podwójny turbosprężarka czy turbo twin-scroll: co jest lepsze?

Innym razem rozmawialiśmy już o rodzajach i działaniu doładowania , skupiając się na zaletach wtłaczania do cylindrów większej ilości powietrza, niż silnik jest w stanie zassać sam, gdy chodzi o zwiększenie wydajności. Zaletą turbosprężarki jest to, że stanowi bardzo skuteczny sposób na zwiększenie mocy silnika, a jej zastosowanie rozpowszechniło się zarówno w silnikach benzynowych, jak i diesla.

Do tego stopnia, że praktycznie nie ma już nowych samochodów z silnikami wolnossącymi, poza małymi modelami przeznaczonymi do jazdy miejskiej, gdzie nie potrzeba dużej mocy. Albo w samochodach hybrydowych, w których silnik elektryczny może pełnić funkcję turbo – z zachowaniem proporcji – zapewniając dodatkowe wsparcie w określonych sytuacjach, dokładając swój napęd do silnika spalinowego.

Wadą samochodów z turbo jest to, że ten układ jest dość skomplikowany, ponieważ jest to mechanizm zdolny do obrotów bardzo wysokich i wymagający szczególnej troski, zwłaszcza w zakresie smarowania. Uszkodzenie turbosprężarki może być jedną z najdroższych awarii, z jakimi można się spotkać: wymiana turbo w silniku turbodiesel 4-cylindrowym może kosztować od 1000 do 1500 euro.

Silniki z więcej niż jedną turbosprężarką

Wyobraź sobie, że mówimy o samochodach z więcej niż jedną turbosprężarką. Problemem doładowania za pomocą turbosprężarki jest „turbo lag”, czyli opóźnienie reakcji turbo, ponieważ jego działanie zależy od ciśnienia przepływu spalin, innymi słowy od obciążenia silnika. Aby to rozwiązać, pojawiły się turbosprężarki o zmiennej geometrii, turbosprężarki wspomagane silnikiem elektrycznym, zastosowanie więcej niż jednej turbosprężarki lub turbosprężarki twin scroll.

Mała turbina pozwala, by spaliny szybko rozpędziły wirnik i reakcja była natychmiastowa, ale ogranicza możliwość zwiększenia wydajności. I odwrotnie: duża turbina pozwala uzyskać dużą moc, ale pokonanie bezwładności wirnika, aby turbo naprawdę „dmuchnęło”, zajmuje dużo czasu. Połączenie małego turbo niskiego ciśnienia z większym turbo wysokiego ciśnienia to bardzo powszechne rozwiązanie w silnikach doładowanych z rzędowym układem cylindrów.

Technicznie silnik widlasty z jedną turbosprężarką dla każdego rzędu cylindrów nie miałby tego podwójnego doładowania, choć w obu przypadkach byłyby to silniki „bi-turbo”. Istnieją też silniki widlaste z jedną turbosprężarką dla obu rzędów cylindrów… albo z dwiema turbosprężarkami połączonymi szeregowo, które obsługują wszystkie cylindry. A BMW w rzędowym sześciocylindrowym silniku turbodiesel stosuje obecnie aż cztery turbosprężarki, dwie niskiego i dwie wysokiego ciśnienia. Uwaga, mówimy o czterech turbo dla jednego rzędu cylindrów. Na przykład Bugatti Chiron, też ma 4 turbo… ale w silniku z 16 cylindrami, czyli jakby były to cztery silniki czterocylindrowe, z jednym turbo dla każdego bloku.

Turbo Twin Scroll: lepsza reakcja już od niskich obrotów

Właśnie BMW była jedną z pierwszych marek, które postawiły na zalety turbo Twin Scroll, stosując je zamiast podwójnego turbo. Określenie „Twin” może wprowadzać w błąd, zwłaszcza gdy mówi się o „Twin-Turbo” lub „Twin-Scroll”, ponieważ niektórzy odnoszą się do turbo Twin scroll, używając obu tych terminów, podczas gdy silnik „Twin-Turbo” może mieć dwie turbosprężarki, z których żadna nie jest Twin Scroll.