Разлика между битурбо и двойно турбо: пълен гид за автоентусиастите

Еволюцията на технологиите в автомобилната индустрия трансформира модерните двигатели в все по-сложни и мощни системи. Термините „битурбо“ и „двойно турбо“ често се появяват в техническите спецификации на спортните автомобили, но какво всъщност означават тези названия и каква е разликата между тях? В тази статия ще анализираме детайлно двете концепции, начина на работа на турбокомпресорите и предимствата на всяка система.

Двигателят е сърцето на всеки автомобил, а разбирането на начина, по който работят системите за наддув чрез турбокомпресори, може да ви помогне да направите правилния избор при покупка на нов автомобил или просто да разберете по-добре възможностите на вашето превозно средство.

Какво е турбокомпресор и как работи

Преди да обсъдим разликите между битурбо и twin turbo системите, е важно да разберем какво е турбокомпресорът и как работи той. Турбокомпресорът е механично устройство, което се задвижва от турбина и използва изпускателните газове, за да компресира въздуха, който влиза в мотора с вътрешно горене.

Идеята за работа е относително проста: горещите изпускателни газове завъртат турбина, която е свързана чрез вал към компресор. Този компресор всмуква въздуха от атмосферата, го компресира и го подава в всмукателната галерия на двигателя. Компресиранът въздух съдържа повече кислород за даден обем, което позволява на мотора да гори повече гориво и съответно да произвежда повече мощност.

Предимствата на турбокомпресирането включват:

• Значително увеличаване на мощността и въртящия момент
• Поддържане на по-малък цилиндров обем (downsizing)
• По-добра ефективност на горивото в определени режими на работа
• Намаляване на емисиите чрез по-пълно изгаряне

Двигатели, оборудвани със системи twin turbo

Когато говорим за двигател twin turbo, имаме предвид група пропулсор оборудвана с две отделни турбокомпресора, които работят за да компресират въздуха от входната система. Този тип конфигурация може да бъде реализиран по два основни начина: секвенциален или паралелен.

Twin turbo секвенциална конфигурация

В секвенциалните системи twin turbo двигателят използва два турбокомпресора с различни размери, които влизат в действие при различни обороти. Малкият турбокомпресор (обикновено между 30-40% по-малък по обем) е оптимизиран за ниски и средни обороти, където инерцията е намалена и позволява бързо стартиране и елиминира почти напълно явлението „turbo lag“ (закъснение на реакцията).

При по-високи обороти, когато двигателят достига приблизително 3000-4000 rpm (в зависимост от конфигурацията), клапанът за превключване (wastegate) насочва изпускателните газове към по-големия турбокомпресор. Той поема задачата и предоставя необходимия дебит на въздуха за максимална производителност при високи обороти. Прехвърлянето от един турбо към другото се контролира електронно за да е възможно най-плавно.

Предимствата на секвенциалната система:

• Отличен отклик на ускорение в целия диапазон на обороти
• Почти пълна елиминация на turbo lag-ът
• По-добра ефективност на разхода на гориво

Недостатъци:

• Увеличена механична сложност
• По-високи разходи за производство и поддръжка
• Необходимост от софтуерно програмиране

Паралелна конфигурация twin turbo

Това е най-разпространената конфигурация за двигатели с две турбокомпресора. Системата използва два турбокомпресора идентични по размер и капацитет, всеки обслужваща половината от цилиндрите на двигателя. При V6 или V8 например, всеки турбокомпресор обслужва банка цилиндри.

И двете турбокомпресори работят едновременно, разделяйки задачата по компресия равномерно. Въздухът компресиран от двете единици се среща в общата всмукателна галерия преди да влезе в камерите за горене. Тази конфигурация предлага повече резервираност - ако една турбина се повреди, другата може да продължи да работи, позволявайки на автомобила да стигне до сервиз (макар и с намалена производителност).

Предимствата на паралелната система:

• По-голяма простота в дизайна и монтажа
• Подобрената надеждност чрез разпределяне на товарa
• По-ниски разходи за производство в сравнение със секвенциалния
• Равномерен отклик на ускорение
• Лесно диагностициране на проблеми

Недостатъци:

• По-изразен turbo lag при ниски обороти в сравнение със секвенциалната система
• Необходимо е повече пространство в моторния отсек

Двигатели, оборудвани със системи битурбо

Сега достигаме до същността: каква е разликата между битурбо и twin turbo? Отговорът е прост: технически няма реална разлика. Терминът „битурбо“ е просто друга названия за същия концепт на двигател, оборудван с две турбокомпресора.

Разликата в терминологията произтича по-скоро от маркетингови стратегии на производителите или от желанието да се различи марката чрез патенти и проприетарна терминология. Например BMW популяризира термина „TwinPower Turbo“ (което, иронично, често се отнася до едно турбо twin-scroll), докато Mercedes-AMG често използва термина „битурбо“ за своите V8 двигатели.

Работата на битурбо двигателя е идентична с тази на системата twin turbo паралел: всеки турбокомпресор обслужва набор от цилиндри, и двете работят едновременно за да подадат компресиран въздух на мотора. При двигатели тип V, обичайно конфигурацията е турбокомпресор на банка цилиндри, което оптимизира потока на изпускателните газове и намалява дължината на тръбите.

Предимства на системите с две турбокомпресори

Без значение от използваната терминология, двигателите с наддув двойно имат няколко основни предимства:

По-нова мощност и въртящ момент Мощността и въртящият момент се повишават, което позволява впечатляващо ускорение и високи скорости. Двигатели с 3.0 литра битурбо могат да генерират над 400 CP, конкурирайки атмосферни двигатели с обем 5.0 литра или повече.

По-добра ефективност Възможно е малките двигатели с турбо да са по-ефективни от големите атмосферни двигатели, особено в градски условия или при постоянни скорости на магистралата.

Надеждност чрез резервираност В паралелната конфигурация, ако един турбокомпресор има проблеми, автомобилът може да продължи да работи с другия, осигурявайки допълнителна безопасност.

Оптимално време за отклик В секвенциалните системи комбинацията между малкия турбо за ниски обороти и големия за високи обороти осигурява отличен отклик в целия диапазон на използване.

Съображения за поддръжка и надеждност

Двигателите с двойни турбокомпресори изискват по-задълбочена грижа за поддръжката:

Качествено масло Турбокомпресорите се въртят при много високи скорости (до 250 000 rpm) и се нуждаят от масло от най-висок клас. Регулярните смени на маслото са от съществено значение - забавянето може да доведе до преждевременен износ на лагерите на турбото.

Период на охлаждане След агресивно каране е препоръчително да оставите двигателят да работи на режим на празен ход 30–60 секунди преди да изключите, за да позволите турбокомпресорите да се охладят постепенно.

Системата за охлаждане Поддържането на оптимално функциониране на охладителната система е от ключово значение. Много модерни турбокомпресори се охлаждат както с масло, така и с охладителна течност.

Въздушните филтри Редовната смяна на въздушните филтри предотвратява навлизането на замърсители, които могат да повредят лопатките на турбината.

Twin turbo срещу единично турбо: кое е по-добро?

Въпреки че тази статия се фокусира върху разликата между битурбо и twin turbo (която определихме като сходна концепция), заслужава да се разгледа и какво може да предложи системата с две турбини спрямо една турбо система.

Предимства на единичното turbo:

• По-прост механизъм и по-малко компоненти
• По-ниски разходи за поддръжка
• По-малко място в моторния отсек
• Потенциал за по-голямо дооправяне за състезателни приложения

Предимства на twin turbo:

• По-бърз отклик на ускорение
• По-равномерно разпределение на мощността
• Намален turbo lag
• Подходящ за двигатели с повече цилиндри (V6, V8, V12)

Известни производители и приложения

Разнообразни марки автомобили са възприели технологията twin turbo/biturbo за моделите си от спортния клас:

BMW използва широко двигатели twin turbo в серия „M“ и в дизелови двигатели с голям капацитет. Классическият пример е двигателят S63 от 4.4 л V8 битурбо, който задвижва M5 и M8.

Mercedes-AMG е известен със своите битурбо V8 двигатели, като M177/M178 от 4.0 литра, използвани в AMG GT, C63, E63 и др.

Porsche използва конфигурации twin turbo за моделите 911 Turbo и Cayenne Turbo, както и за V8 двигатели в Panamera Turbo.

Nissan остави следа с двигателя RB26DETT twin turbo в легендарния GT-R R34, а съвременните версии продължават традицията с VR38DETT.

Заключение

В крайна сметка разликата между термините „битурбо“ и „двойно турбо“ е по-скоро лингвистична и маркетингова, отколкото техническа. И двата термина описват един и същи концепт: двигател с две турбокомпресори, които работят заедно за повишаване на производителността.

Единствената реална техническа разлика в областта на двигателите с множество турбокомпресори е между секвенциалната конфигурация (където турбинки с различни размери функционират на различни обороти) и паралелната конфигурация (където две идентични турбини работят едновременно).

Когато карате автомобил, оборудван с такава система, ще се възползвате от по-висока производителност, по-голям въртящ момент и отличен отклик на ускорение. Независимо дали производителят използва „битурбо“, „двойно турбо“ или друга терминология, важно е качеството на изпълнение, подходящата поддръжка и удоволствието от управлението на мощен и ефективен двигател.

За автоентусиастите, които търсят максимална производителност, системите с двойно наддух са върхът на съвременната технология за наддуване, предоставящи отлична комбинация от мощност, ефективност и удоволствие от шофирането.