В двигателе внутреннего сгорания , двойной турбонаддув представляет собой схему, в которой два турбокомпрессора используются для сжатия всасываемой топливно-воздушной смеси (или всасываемого воздуха, в случае двигателя с непосредственным впрыском ). Наиболее распространенная схема представляет собой два идентичных или зеркальных турбокомпрессора, работающих параллельно, каждый из которых обрабатывает половину выхлопных газов, производимых V-образным двигателем , через независимые трубопроводы. Два турбокомпрессора могут быть как совпадающими, так и разными по размеру.
Для установок с двумя турбинами используются три типа турбинных установок:
Их можно применять к любому из пяти типов настроек компрессора (теоретически может быть 15 различных настроек):
В параллельной конфигурации два турбокомпрессора одинакового размера получают по половине выхлопных газов . [2] Некоторые конструкции объединяют впускной заряд от каждого турбокомпрессора в один впускной коллектор , в то время как другие используют отдельный впускной коллектор для каждого турбокомпрессора.
Параллельные конфигурации хорошо подходят для двигателей V6 и V8, поскольку каждый турбокомпрессор может быть назначен на один ряд цилиндров, что сокращает количество необходимых выхлопных труб. В этом случае каждый турбокомпрессор питается выхлопными газами через отдельный выпускной коллектор. Для четырехцилиндровых двигателей и рядных шестицилиндровых двигателей оба турбокомпрессора могут быть установлены на один выпускной коллектор.
Целью использования параллельных двойных турбин является уменьшение турбозадержки за счет возможности использования меньших турбокомпрессоров, чем если бы для двигателя использовался один турбокомпрессор. В двигателях с несколькими рядами цилиндров (например, двигатели V и плоские двигатели ) использование параллельных двойных турбин также может упростить выхлопную систему.
Maserati Biturbo 1981–1994 годов был первым серийным автомобилем, в котором использовались двойные турбонагнетатели. [3]
Последовательный турбонаддув — это установка, в которой двигатель использует один турбонагнетатель для более низких оборотов двигателя, а второй или оба турбонагнетателя — для более высоких оборотов двигателя. Эта система предназначена для преодоления ограничений больших турбонагнетателей, обеспечивающих недостаточное наддува на низких оборотах. С другой стороны, меньшие турбины эффективны на низких оборотах (когда в выхлопных газах меньше кинетической энергии), но не способны обеспечить необходимое количество сжатых впускных газов на более высоких оборотах. Таким образом, последовательные системы турбонагнетателей позволяют уменьшить турболаг без ущерба для выходной мощности на высоких оборотах. [4]
Система устроена так, что небольшой («первичный») турбокомпрессор активен, пока двигатель работает на низких оборотах, что снижает порог наддува (обороты, при которых обеспечивается эффективный наддув) и турболаг. По мере увеличения оборотов небольшое количество выхлопных газов подается в больший («вторичный») турбокомпрессор, чтобы вывести его на рабочую скорость. Затем на высоких оборотах все выхлопные газы направляются во вторичный турбокомпрессор, чтобы он мог обеспечить наддув, требуемый двигателем на высоких оборотах. [5]
Первым серийным автомобилем, использовавшим последовательный турбонаддув, был Porsche 959 1986–1988 годов , в котором использовались последовательные двойные турбины на его шестицилиндровом оппозитном двигателе. [6] [7]
Последовательный турбонаддув — это процесс, при котором турбокомпрессоры соединены последовательно, а выходной воздух первого турбокомпрессора затем дополнительно сжимается вторым турбокомпрессором, а в некоторых случаях приводит в действие большую турбину.
Последовательный турбокомпрессор также может быть полезен для системы, где выходное давление должно быть больше, чем может обеспечить один турбокомпрессор, обычно называемый составной системой с двумя турбокомпрессорами. В этом случае несколько турбокомпрессоров одинакового размера используются последовательно, но постоянно работают. Первый турбокомпрессор обеспечивает начальное сжатие (например, до трехкратного давления на впуске). Последующие турбокомпрессоры берут заряд с предыдущей ступени и сжимают его дальше (например, до дополнительного трехкратного давления на впуске, для общего наддува в девять раз атмосферного давления).
Недостатком ступенчатого турбонаддува является то, что он часто приводит к большому количеству турболагов, [8] поэтому он в основном используется на поршневых самолетах, которым обычно не нужно быстро увеличивать и уменьшать обороты двигателя. (и, таким образом, где турболаг не является основным фактором проектирования), и где давление на впуске довольно низкое из-за низкого атмосферного давления на высоте, что требует очень высокого коэффициента давления. Высокопроизводительные дизельные двигатели также иногда используют эту конфигурацию, [9] поскольку дизельные двигатели не страдают от проблем с преждевременным зажиганием и, следовательно, могут использовать высокое давление наддува.
http://mkiv.supras.org.nz/articles/twinturbosetups.htm