В чем отличие Twin-Turbo от Bi-Turbo. Какие отличия между системами твин-турбо и битурбо? Твин турбо дизель что такое

Со средины 20 века заводы-изготовители машин начали выпускать автомобили, которые оснащены не одной турбиной, а двумя. Одной из популярных таких систем турбнаддува является битурбо (Biturbo).

Давайте рассмотрим, зачем устанавливают два турбокомпрессора. Это способствует:

уменьшению эффекта турбоямы;
улучшению работы двигателя на переходных режимах;
большей экономичности;
лучшей экологичности.

Как выглядит битурбо (Biturbo)

Технически система турбонаддува битурбо (би-турбо) выглядит так: маленькая турбина переходит в большую.

Принцип работы системы турбонаддува битурбо (Biturbo)

Битурбо (би-турбо) – это две, последовательно соединенные, турбины разного размера. Система работает следующим образом. На низких оборотах работает меленькая турбина. Большая же подключается тогда, когда возрастает число оборотов мотора.

Такой тип системы турбонаддува называют еще секвентальным или последовательным. То есть, турбины включаются в работу одна за другой.

На низких оборотах двигателя в работу вступает турбина меньшего размера. Она работает постоянно, обеспечивая тягу даже тогда, когда поток выхлопных газов невысокий.

Постепенно отработавшие газы поступают в большую турбину. Большой компрессор медленно раскручивается, прогоняя через себя воздух. В этот момент маленький компрессор имеет более высокие обороты. Это обеспечивает избыточное давление во впускной системе. Чем выше оно на входе, тем выше на выходе.

Получается так, что на входе маленького компрессора создается небольшой избыток давления даже тогда, когда большой компрессор еле работает. В таких условиях достигается рабочее давление наддува, увеличивается крутящий момент и создается необходимый объём выхлопных газов для работы турбин.

На средних оборотах маленький турбокомпрессор достигает рабочих оборотов, его турбина упирается в предел своей пропускной способности и производительности. Большая турбина заметно ускоряется, но потенциал ещё остается. Избыточное давление, созданное большим компрессором, уже достаточно заметное. Оно поступает на вход маленького, который ещё больше сжимает смесь.

На высоких оборотах поток выхлопных газов увеличивается. Перепускной клапан меньшей турбины приоткрывается (это может происходить и на средних оборотах), и часть отработанных газов попадает напрямую на большую турбину. Теперь большая турбина полностью загружена, а маленькая как бы предохраняется от перекрута. Турбинные и компрессорные части и дальше работают полноценно.

В случае установки на автомобиле двух турбокомпрессоров можно создать очень высокое давление наддува, которое невозможно достигнуть, если работает только один компрессор. И в это время водитель сможет ускориться ровно, без рывков, так как эффект турболага и турбоямы почти устранен.

TurbinaOK

Страница

БИТУРБО (BITURBO): ЧТО ЭТО и ПРИНЦИП РАБОТЫ

Твин-Турбо и Би-Турбо – это два различных производственных обозначения одной системы наддува с двумя турбинами. Би-Турбо – это такая система, которая состоит из двух турбин, включающихся в действие поочерёдно друг за другом. Они отличаются разными размерами: одна из них больше, а другая поменьше.

Маленькая турбина имеет свойство быстро раскручиваться и приводит в действие первую. А далее (при более мощных моторных оборотах) начинает работать вторая турбина, которая действует на больший заряд воздуха.

Таким образом, создаётся ровный разгон машины без рывка с минимальным запаздыванием, который присущ большим турбинам.

Создаётся возможность применять большие турбины на движках таких машин, которые созданы не только для скоростных поездок по гоночным трассам, но и для городской поездки по обыкновенным дорогам.

Системы Би-Турбо очень дорогие, поэтому их используют исключительно для автомобилей достаточно высокой стоимости.

Также данная система может быть использована для работы движка V6, где такие турбины будут свешиваться на своей головке возле выхлопа, так и для рядного двигателя.

Например, на такой двигатель турбины можно будет включать по выхлопу и одновременно, и последовательно друг за другом, т. е. первой включается большая турбина, а следом за ней маленькая.

Существуют случаи, когда к первой турбине применим выхлоп только двух цилиндров, а ко второй-два остальных. Твин-Турбо отличается от системы Би-Турбо тем, что здесь остаётся важным не уменьшать запаздывание, а создать гораздо больший эффект прокачивания воздуха и большего наддувного давления.

Прокачиваемый воздух нужен в том случае, если двигатель, действуя на высоких оборотах, имеет расход воздуха больше, чем турбина может дать.

То есть само давление наддува может упасть. В системе Твин-Турбо используются равнозначные турбины. Таким образом, производительность данной системы вдвое больше, чем системы с одной турбиной.

Если же, например, пользоваться двумя маленькими турбинами, то они иногда будут равносильны одной большой, так же возможно воспроизвести и понижение запаздывания.

В некоторых случаях, если эффективность больших турбин слишком маленькая, можно также применить сразу две турбины. Обе эти системы могут действовать на движках с В-образным развалом головок и на рядных моторах. Эти турбины включаются одинаково в двух данных системах. Существуют системы, которые состоят из нескольких равнозначных турбин.

Данные системы вовсе не распространены в массовом использовании, и в основном используются при создании двигателей для гоночных автомобилей . Это оправдано тем что гоночный автомобиль должен как можно быстрее разгоняться, соответственно от двигателя и требуется повышенная мощность изначально.

В современных движках с турбинами , такие турбины имеют крыльчатки с изменённой геометрией, которая позволяет увеличивать её мощность при заданной нагрузке, и повышает действие турбонаддува даже на незначительных оборотах двигателя, когда поток газов остаётся маленьким и раскручивает турбину недостаточно для резкого лада.

Иными словами, повышается эффективность работы самого двигателя, тем самым, обеспечивая весьма значительное снижение расхода топлива.

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.

Изначально битурбо было спроектировано для решения главной проблемы всех надувных двигателей – устранение так называемой "турбоямы". Это явление проявляется в снижении эластичности и резком падении мощности двигателя на низких оборотах. Все это происходит в момент, когда турбина двигателя под давлением выхлопных газов не успевает раскрутиться до оптимальных оборотов.

Впоследствии было замечено, что сдвоенные турбины позволяют существенным образом расширить диапазон оборотов номинального крутящего момента, повысив тем самым максимальную мощность, одновременно сократив общий расход топлива.

Знаете ли Вы? Эксклюзивный суперкар Bugatti Veyron оснащен сразу четырьмя турбинами, а такая система турбонаддува получила соответствующее название - Quad-Turbo.

Виды систем турбонаддува и их принцип работы

Существует несколько основных видов системы Twin-Turbo: параллельная, последовательная и ступенчатая . Каждый вид турбонаддува характеризуется собственной геометрией, принципом работы и выдаваемыми динамическими характеристиками.

Параллельный

Это относительно простой тип турбосистемы, конструкция которого включает симметричную пару одновременно работающих компрессоров. Благодаря такой синхронизации достигается равномерное распределение входящего воздуха.

Зачастую данная схема применяется в дизельных V-образных двигателях, где каждый компрессор отвечает за подачу воздуха во впускной коллектор своей группы цилиндров.

Уменьшение инертности достигается путем снижения массы ротора турбины, поскольку 2 небольших компрессора создают большее давление, раскручиваясь при этом значительно быстрее, чем один большой и более производительный компрессор. В итоге значительно уменьшается та турбояма, о которой говорилось выше, а двигатель выдает лучшие характеристики во всем диапазоне оборотов.

Последовательный

Данный тип подразумевает компоновку, состоящую из двух соизмеримых компрессоров, которые при этом могут иметь разные характеристики и работать в дополняющем режиме. Более легкий и быстрый нагнетатель работает в непрерывном режиме, устраняя тем самым глубокую и широкую турбояму. Второй нагнетатель по специальным сигналам электроники контролирует обороты двигателя и включается при более тяжелых режимах работы двигателя, обеспечивая таким образом максимальный показатель мощности и топливной эффективности.

На пиковых режимах работы двигателя включаются сразу 2 турбины, работая в паре. Подобная схема может применяться на двигателях с любым топливным циклом.

Ступенчатый

Самый сложный и прогрессивный тип турбонаддува, обеспечивающий самый широкий диапазон мощности. Создание необходимого наддува становится возможным благодаря установке двух разновеликих компрессоров, соединенных между собой особой системой bypass-клапанов и патрубков.

Данный тип турбонаддува называется ступенчатым из-за того, что выхлопные газы в минимальных режимах раскручивают малую турбину, а это позволяет двигателю легко набирать обороты и работать с большей эффективностью. При увеличении оборотов происходит открытие клапана, что в свою очередь приводит в движение большую турбину. Но давление, которое она создает необходимо увеличить, что и делает малая турбина.

После достижения максимальных оборотов большая турбина выдает огромное давление, которое превращает малый нагнетатель в аэродинамическое сопротивление. В этот самый момент автоматика открывает перепускной клапан, и сжатый воздух поступает в двигатель, минуя на своем пути малую турбину.

Но вся сложность данной системы в полной мере компенсируется гибкостью работы двигателя и его высочайшими характеристиками.

Какие преимущества использования Twin-Turbo и есть ли недостатки

Несомненным преимуществом системы Twin Turbo является большая мощность при сравнительно небольшом рабочем объеме двигателя. Сюда же относится высокий крутящий момент и отличная динамика автомобиля, оснащенным Twin-Turbo. Двигатель с двумя турбинами намного экологичнее, чем обычный, поскольку турбонаддув позволяет топливу намного эффективнее сгорать в системе цилиндров.

Из недостатков битурбо можно выделить сложность эксплуатации такой системы. Силовая установка становится более чувствительной к качеству топлива и моторного масла. Турбированные двигатели нуждаются в специальном масле, так как без него заметно уменьшается срок службы масляного фильтра. Высокие температуры, в которых работают турбины негативно сказываются на всем двигателе автомобиля.

Главный недостаток системы Twin-Turbo – это большой расход топлива. Для создания топливовоздушной смеси в цилиндрах необходим большой объем воздуха, что влечет увеличение подачи горючего.

Турбины довольно быстро изнашиваются, если при остановке авто сразу же глушить двигатель. Чтобы продлить срок эксплуатации Twin-Turbo следует давать двигателю поработать некоторое время на холостых оборотах, охладив таким образом турбины, а только после этого можно смело доставать ключ зажигания.

Помните! Twin-Turbo – это сложная и весьма чувствительная система турбонаддува, которая нуждается в бережном отношении и качественных комплектующих. Соблюдение этих простых правил позволяет максимально насладиться скоростью и динамикой автомобиля.

Автомобиль ценится не только за качество сборки и дизайн, но и за скорость. позволяет добиться новых возможностей от транспортного средства, поэтому водители часто задумываются об увеличении скорости в своей машине. Популярным методом является использовать твин-турбо и битурбо, но есть ли между ними разница?

Суть вопроса

Многие современные автомобили используют такие для увеличения используемого топлива. За счёт большего количества впрыскиваемого горючего, повышается общая скорость движения. Настоящая технология была известна ещё в ХХ веке - компоновку из двух труб называли Double Turbo, Twin-turbo и так далее. Сегодня они представлены как технологии твин-турбо и битурбо.

Что это значит

Biturbo представляет собой конструкцию турбонаддува, которая имеет вид двух турбин. Первая из них большого размера, а вторая уменьшенного. В то время как первая добавляет мощный поток воздуха, меньшая турбина служит основным элементом для работы в среднем диапазоне скоростей. Такая система нацелена на более плавную работу ускоренного движения.

Конструкция twin-turbo больше ориентируется на прирост мощности, чем на стабильную работу автомобиля. По этой причине в ней используются две одинаковые турбины, которые воздействуют непосредственно на скорость движения.

Отличия компоновки

По словам производителей, между этими системами ощущается большая разница. На самом деле значительных отличий в технологии не наблюдается. Это успешный маркетинговый ход, который положительно влияет на продажи изделий. Biturbo и twin-turbo способны использовать разные технологические вариации в виде разного размера турбин, поэтому являются универсальными системами.

Например, турбонаддув во многих автомобилях носит название Twin-turbo (Mitsubishi 3000 VR-4). При этом в машине V6, обладающий двумя турбинами для трёх цилиндров, использующих поток выхлопных газов. В немецком производстве также есть подобные системы, но они имеют название Biturbo.

Как показывает практика, японцы в большей степени используют twin-turbo, когда в Европе более популярным является biturbo. В нашей стране можно приобрести обе вариации с различными технологическими особенностями.

Классический вариант

Технология двойного турбонаддува значит, что используются два компрессора. Возникает достаточно большая сложность с установкой двух выхлопных труб на одну магистраль, так как между ними должно находиться пространство. Частой проблемой является неодинаковое распределение энергии между двумя компрессорами. Этот недостаток был решён оригинальной формой турбины twin-turbo в виде крыльчатки, что синхронизировало работу всего устройства.

Особенностями компоновки системы twin-turbo являются некоторые недостатки:

присутствие так называемой «турбоямы», при которой турбины не работают;
ближняя турбина получает ускоренный износ;
подача газа происходит с замедлением;
сложная установка для моторов V-типа.

Компания Toyota предложила своё решение этих проблем - она сделала собственный вариант для турбокомпрессоров biturbo. При малых оборотах клапаны изделия закрыты, поэтому выхлопные газы выходят через первую турбину. Она, в свою очередь, быстро раскручивается и позволяет обойти «турбояму» на раннем этапе. Когда движение достигает 3500 оборотов в минуту, двигатель открывает специальные клапаны для излишков газа, отчего весь горячий воздух перенаправляется к турбокомпрессору, существенно увеличивая мощность мотора.

Современный взгляд

Система biturbo стала применяться меньше, ведь V-моторы получили большое распространение. Она оказалась неудобной из-за своих конструктивных особенностей. В 80-х годах была внедрена система с креплением турбины за цилиндрами. Это позволило установить турбокомпрессоры ближе до коллекторов, чтобы снизить аэродинамические потери и повысить общую скорость. Это также улучшило общую устойчивость системы.

Особенности сборки

Чаще всего система twin-turbo позволяет использовать единый впускной коллектор, отчего затраты на обслуживание несколько снижаются, хотя и уменьшается. Чтобы это компенсировать, были использованы раздельные коллекторы и впускные тракты. Это позволило использовать систему для небольших моторов, на которых турбокомпрессоры всегда размещались последовательно.

Компания BMW имеет своё видение для технологии twin-turbo - расположение турбин находилось в развале V8, а не по сторонам, как обычно. Главной особенностью было то, что компрессоры были запитаны цилиндрами, которые располагались в обеих сторонах. Благодаря такому решению, «турбояма» была уменьшена на 40% без существенных потерь мощности. К тому же это уменьшило вибрации от работы оборудования.

Для обычного пользователя автомобиля необязательно знать разницу, что такое твин-турбо и битурбо, потому что эти системы являются максимально похожими. Особенность в вариациях размера турбин и последовательности их подключения делает эти конструкции универсальными. Twin-turbo больше нацелена на удобство и комфортную поездку, в то время как biturbo представлена в виде более мощной системы. Их сборка может изменяться, исходя из требований, поэтому выбирать можно любую из этих систем.

Если вы наслышаны о технологиях biturbo и twin-turbo, но не знаете, какую из них лучше выбрать, стоит обратить внимание на техническую часть автомобиля. Чаще всего все различия между системами представлены лишь в названии.

Вероятно, вы неоднократно слышали, что есть турбированные двигатели, причем турбины имеются и у бензиновых ДВС. Но в моторах бывает и две турбины. Однако, высокого распространения такие автомобили не получают, будучи довольно дорогостоящими. Но получить информацию можно бесплатно.

Итак, существуют турбированные двигатели под названиями Би-турбо и Твин-турбо. Многие полагают, что разница в названиях зависит от компаний-производителей автомобилей. Однако, кроме компаний, причина различий кроется в самом турбонаддуве.

Система наддува Twin-Turbo. Вообразите, как функционирует турбина. Она призвана создавать давление воздуха, закачиваемого затем в цилиндры. С возрастанием оборотов ДВС турбина теряет эффективность, а с ней обязательно снижается понижается мощность. С целью предотвращения этого, для ее прироста при высоких оборотах автомобильный движок просто оснастили второй турбиной.

Но функционировать совместно турбины могут разным образом - смотря, как система будет настроена. Например, возможна параллельная работа, а также последовательная – сперва давление нагнетает одна турбина, а потом ее сменяет вторая. Иногда дополнительная турбина подключается при недостатке мощности, компенсируя потери. Добавим, что устанавливается система Twin-Turbo успешно на рядные и V-образные агрегаты.

Bi-Turbo – в таких агрегатах также пара турбин, но если в варианте "Twin" они одинаковы, то здесь к обыкновенной турбине прибавлена более мощная, которая и размером больше. Способ включения турбин тут всегда последовательный: на средних оборотах еще работает обыкновенная турбина, а когда они растут, и ее перестает хватать – запускается увеличенная турбина. Данная конфигурация обеспечивает всегда ровные разгонные характеристики. Монтаж двух турбин такого рода также возможен на оба вышеупомянутых типа ДВС.

Но машина с разными системами наддува все равно ведет в поездке себя неодинаково. В Twin-Turbo присутствует слабо заметный эффект турбоямы, когда нажатие акселератора и срабатывание турбины разделяет время, равное нескольким долям секунды. За этот момент турбина раскручивается и дает нужный прирост. У двигателей Bi-Turbo из-за разных турбин «ямы» нет, отчего при разгоне отсутствуют толчки.

Заметим, что битурбированные автомобили участвуют в гонках и автосоревнованиях, Twin-Turbo же не позволяет такого, ибо конструкция, сами понимаете, к гонкам не располагает.