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.

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.

Twin Turbo — это коммерческое обозначение продвинутой системы турбонаддува .

Используют так же наименование Biturbo, однако можно встретить и некорректное обозначение этим термином параллельной системы с двумя турбинами. Под этим термином понимают многозвенную систему нагнетания воздуха в цилиндры при помощи двух и более компрессоров с приводом от выхлопных газов, дающую прирост КПД, мощности и снижающую токсичность выбросов.

Система Twin Turbo

Twin Turbo проектировалась для разрешения ключевой проблемы наддувных двигателей — ликвидации турбоямы, проявляющейся как снижение эластичности и резкое на низких оборотах двигателя, пока турбина еще не успела раскрутиться под давлением выхлопных газов до оптимальных оборотов. Связано это с тем, что крыльчатка нагнетателя изготавливается из особых жаропрочных материалов с немалым запасом прочности и потому имеет ощутимый вес и момент инерции.

Даже высокотехнологичные легкие керамические роторы раскручиваются до 200 тысяч оборотов в минуту за вполне заметное время. Турбояма, или turbo-lag, крайне отрицательно сказывается на динамических характеристиках двигателя, в конечном итоге влияя и на активную безопасность водителя и пассажиров.

Как оказалось впоследствии, сдвоенная позволяет существенно расширить диапазон оборотов номинального крутящего момента, повысить максимальную мощность и сократить удельный расход топлива.

Как и любая другая система из более, чем одного элемента, Twin Turbo может быть параллельной, последовательной или ступенчатой. Каждая из этих схем отличается от другой геометрией, динамическими характеристиками и принципом работы. Управление наддувом берет на себя микроконтроллерный блок, получающий информацию от датчиков и управляющий клапанами и приводами на впускном и выпускном коллекторе.

Принцип работы и особенности

Параллельная система

Относительно простая система, включающая симметричную пару компрессоров, работающих одновременно, равномерно распределяя входящий воздух. Чаще всего такую схему применяют на V-образных дизельных двигателях, где каждый компрессор подает воздух во впускной коллектор своей группы цилиндров.

Уменьшение инертности достигается за счет снижения массы ротора турбины, как известно, два небольших компрессора обеспечивают чуть большее давление и раскручиваются быстрее, нежели один, но больший по габаритам и производительности. Тем самым ширина турбоямы существенно уменьшается, а двигатель обеспечивает несколько лучшие характеристики во всем диапазоне оборотов.

Последовательная система

При такой компоновке два соизмеримых компрессора (не обязательно одинаковых по характеристикам) работают в дополняющем режиме.

Схема последовательного Twin Turbo:
1 — перепускной клапан наддува (bypass); 2 — клапан управления подачей воздуха; 3 — датчик разности давлений; 4 — клапан управления подачей отработавших газов; 5 — вторичный турбокомпрессор; 6 — интеркулер; 7 — первичный турбокомпрессор; 8 — перепускной клапан отработавших газов (wastegate).

Один, обычно более легкий и быстрый, нагнетатель работает постоянно, ликвидируя глубокую и широкую турбояму, второй по сигналу электроники, следящей за оборотами двигателя, включается в работу на более тяжелых режимах, обеспечивая максимальную мощность и топливную эффективность. Такая последовательно-параллельная схема (в пиковых режимах обе турбины работают одновременно) применяется на двигателях любого топливного цикла.

В 2011 году немецкая BMW представила усовершенствованную систему последовательного наддува Triple Turbo.

Ступенчатая система

Самая сложная и прогрессивная система, обеспечивающая широчайший диапазон мощностей.

Схема регулируемого двухступенчатого турбонаддува:
1 — охладитель наддувочного воздуха; 2 — перепускной клапан наддува (bypass); 3 — турбокомпрессор ступени высокого давления; 4 — турбокомпрессор ступени низкого давления; 5 — перепускной клапан отработавших газов (wastegate).

Для создания такого наддува устанавливают два разновеликих компрессора, соединенных друг с другом системой патрубков и bypass-клапанов.

Ступенчатым этот вид турбонаддува называют из-за того, что в минимальных режимах выхлопные газы раскручивают малую турбину, а двигатель легко раскручивается. С ростом оборотов клапан открывается и начинает раскручиваться большая турбина, однако создаваемое ею давление требуется увеличить, что и делает расположенная следом за ней маленькая турбина.

При достижении максимальных оборотов большая турбина выдает настолько высокое давление, что малый нагнетатель становится аэродинамическим сопротивлением. В этот момент автоматика открывает перепускной клапан, и сжатый воздух идет в двигатель, минуя меньшую из турбин.

Рис — работы системы регулируемого двухступенчатого турбонаддува

Сложность такой системы с лихвой компенсируется гибкостью работы и высочайшими характеристиками двигателя.

Современные системы Twin Turbo наддува используют и другие технические трюки, чтобы обеспечить меньшую инертность и большую мощность. Электронная регулировка объема выхлопных газов на колесе турбины, изменяемая геометрия лопаток, стравливающий клапан, незабываемый свист которого свидетельствует о безопасном удалении излишка воздуха во впускном коллекторе при сбросе газа. Перепускной клапан способен не только включать и отключать неиспользуемую в данные момент турбину, но и обеспечивать сохранение давления при кратковременном закрытии дросселя, возвращая запас во впускной коллектор мгновенно, за время закрытия клапана.

Видео:

Такую важную систему, как , Twin Turbo может использовать по-разному. Это может быть и один радиатор с общим коллектором, и отдельные охладители для каждого нагнетателя. Ступенчатая система, по очевидным причинам, всегда обходится одним радиатором.

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.

Твинтурбо и битурбо в чем разница и какие отличия

Вопреки убеждениям некоторых «экспертов» название системы битурбо или твинтурбо не отображают схему работы турбины - параллельную или последовательную (секвентальную).

Например, у автомобиля Mitsubishi 3000 VR-4 система турбонаддува носит название TwinTurbo (твинтурбо ). В автомобиле стоит двигатель V6 и у него две турбины, каждая из которых использует энергию выхлопных газов из своих трех цилиндров, но задувают они в один общий впускной коллектор. У, например, немецких автомобилей есть схожие по рабочему принципу системы, но называются они не твинтурбо (twinturbo), а БиТурбо (BiTurbo).
На автомобиле Toyota Supra с рядной шестеркой установлены две турбины, система турбонаддува называется TwinTurbo (твинтурбо), но работают они в особой последовательности, включаясь и выключаясь с помощью специальных перепускных клапанов.
На автомобиле Subaru B4 тоже стоят две турбины, но работают они последовательно: на низких оборотах дует маленькая турбина, а на высоких, когда та не справляется, подключается вторая турбина большего размера.

Давайте теперь по порядку разберем обе системы би-турбо (biturbo ) и твинтурбо (twinturbo ), а точнее, что о них пишут в «этих ваших интернетах»:

Би-турбо (biturbo ) - система турбонаддува, представляющая собой две последовательно включаемых в работу турбин. В системе битурбо используют две турбины, одну малого размера, а вторую большего размера. Маленькая турбина раскручивается быстрее, но на высоких оборотах двигателя маленькая турбина не может справиться с компрессией воздуха и созданием нужного давления. Тогда подключается большая турбина, добавляющая мощный заряд сжатого воздуха. Следовательно, минимизируется задержка (или турболаг), образуется ровная разгонная динамика. Системы битурбо весьма не дешевое удовольствие и обычно устанавливаются на автомобили высокого класса.
Система битурбо (bitrubo ) может быть установлена как на двигатель V6, где каждая турбина будет установлена со своей стороны, но с общим впуском. Либо на рядном моторе, где установка турбины осуществляется по цилиндрам (напр, 2 для малой и 2 для больщой турбины), так и секвентально, когда на выпускном коллекторе сначала устанавливается большая трубина, а потом маленькая.

Твин-турбо (twinturbo ) - данная система отличается от би-турбо тем, что нацелена не на снижения турбо-лага или выравнивание разгонной динамики, а на увеличение производительности. В системах твинтурбо (twinturbo ) применяются две одинаковые турбины, соответственно производительность такой системы турбонаддува эффективней, чем системы с одной турбиной. К тому же, если применить 2 небольших турбины, схожих по производительности с одной большой, то можно снизить нежелаемый турболаг. Но это не значит, что никто не использует две больших турбины. Например, в серьезном драге могут использоваться две больших турбины для еще большей производительности. Система твин-турбо может работать как на V-образных моторах, так и на рядных. Последовательность включения турбин может варьироваться, как и на битурбо системах.

А вообще для еще большего веселья никто вам не мешает воткнуть сразу 3 (!) турбины или более. Цель преследуется такая же, как и для твинтурбо . Должен заметить, что такое зачастую применяется в драг рейсинге и никогда на серийных автомобилях.