- Turbo lisää tehoa ja vääntöä; mahdollistaa downsizingin ja paremmat päästöt.
- Twin turbo tarkoittaa kahta turboahdinta; voi olla sekvenssi- tai paralleelikonfiguraatio.
- Sekvenssikonfiguraatiossa pienempi turbo aktivoituu matalilla kierroksilla, suurempi korkeilla.
- Paralleelikonfiguraatiossa kaksi identtistä turboahdinta jakavat tehon samalla kierrosalueella.
Moottori on jokaisen ajoneuvon sydän, ja turbokompensaation järjestelmien toiminnan ymmärtäminen voi auttaa tekemään oikean valinnan uuden auton oston yhteydessä tai ymmärtämään paremmin nykyisen ajoneuvon suorituskykyä.
Autoalan teknologinen kehitys on muokannut nykypäivän moottorit yhä monimutkaisemmiksi ja suorituskykyisemmiksi. Termit biturbo ja twin turbo esiintyvät usein suorituskykyautoissa teknisissä tiedoissa, mutta mitä ne oikeastaan tarkoittavat ja mitkä erovat niillä ovat? Tässä artikkelissa tarkastelemme näitä kahta konseptia, turbokompensaation toimintaperiaatteita sekä kunkin järjestelmän etuja.
Mikä on turboahdin ja miten se toimii
Ennen kuin keskustellaan biturbo- ja twin turbo -järjestelmien eroista, on olennaista ymmärtää, mitä turboahdin on ja miten se toimii. Turboahdin on mekaaninen laite, joka pyörii pakokaasujen avulla ja puristaa ilmaa ennen polttokammioon.
Toimintaperiaate on melko yksinkertainen: kuumat pakokaasut pyörittävät turbiinia, joka on kytketty akseliin, joka on yhteydessä kompressoriin. Tämä kompressori imee ilmaa ilmasta, puristaa sen ja syöttää sen imuputkeen. Puristettu ilma sisältää enemmän happea tietyssä tilavuudessa, mikä sallii polttoaineen palamisen tehokkaammin ja siten moottorille syntyy suurempi teho.
Turbokompensaation edut sisältävät:
- Suurempi teho ja vääntö
- Pienempi iskutilavuus (downsizing)
- Parempi polttoainetehokkuus joissakin käyttötilanteissa
- Pienemmät päästöt täydellisemmän palamisen ansiosta
Twin turbo -järjestelmällä varustetut moottorit
Kun puhumme twin turbo -järjestelmästä, viittaamme moottoriin, joka on varustettu kahdella erillisellä turboahdinkinryhmällä, jotka toimivat ilman kompressioon. Tämä kokoonpano voidaan toteuttaa kahdella päätyypillä: sekvenssijärjestelmä tai paralleelinen.
Twin turbo -sekvenssikonfiguraatio
Sekvenssijärjestelmissä moottori käyttää kahta erikokoista turboahdinta, jotka aktivoituvat eri kierrosnopeuksilla. Pienempi turbo (yleensä noin 30–40 % pienempi tilavuudeltaan) on optimoitu matalille ja keskinopeuksille, jolloin inertiaa pienennetään ja käynnistys on nopea sekä turbo-lag vähenee suurimmaksi osaksi.
Korkeammilla kierroksilla, kun moottori saavuttaa noin 3000–4000 rpm (riippuen kokoonpanosta), wastegate-hoitokone ohjaa pakokaasujen virtaa suuremmalle turboahdille. Tämä ottaa vastuun ja tarjoaa ilmavirran maksimaalisen määrän suorituskyvyn saavuttamiseksi korkeilla kierroksilla. Siirtyminen yhdestä turboahdinkokonaisuudesta toiseen on elektronisesti säädelty mahdollisimman sulavasti.
Avantajit sekvenssikonfiguraatiossa:
- Erinomainen vaste koko kierrosalueella
- Turbo-lagin lähes täydellinen poisto
- Parempi polttoainetehokkuus
Haitat:
- Mekaaninen monimutkaisuus
- Korkeammat tuotanto- ja huoltokustannukset
- Edellyttää kehittynyttä ohjelmointia
Twin turbo -paralleelikonfiguraatio
Tämä on yleisin kahden turboahdinkokonaisuuden käyttävä asennus. Järjestelmä käyttää kahta identtistä turboahdinta, joista kummankin vastuulla on moottorin omat sylinterinsarjansa. Molemmat turboahdimet toimivat samanaikaisesti, ja puristettu ilma yhdistyy yhteiseen imuputkistoon ennen palamiskammioita. Tämä konfiguraatio tarjoaa lisäredundanssia: jos toinen turbo ei toimi, toinen voi silti pyörittää ajoneuvoa.
Avantajit paralleelikonfiguraatiossa:
- Suhteellisen yksinkertainen suunnittelu ja asennus
- Kasvanut luotettavuus jakamalla kuormitus
- Pienemmät tuotantokustannukset verrattuna sekvenssikonfiguraatioon
- Tasainen vaste kiihtyvyyteen
- Helppo diagnosoida ongelmia
Haitat:
- Turbo-lag on yleensä suurempi matalilla kierroksilla verrattuna sekvenssikonfiguraatioon
- Tarvitsee runsaasti tilaa moottoritilassa
Biturbo-moottorit
Nyt pääsemme keskustelun ytimeen: mikä ero on biturbo- ja twin turbo -järjestelmässä? Yksinkertainen vastaus on, ettei teknistä eroa ole oleellisesti – termi “biturbo” on käytännössä toinen nimitys kahdella turboahdinta varustetulle moottorille.
Termien ero johtuu suurelta osin markkinointistrategioista tai valmistajan brändäykestä. Esimerkiksi BMW on tehnyt suosituksi termin “TwinPower Turbo” (joka ironisesti viittaa usein yhteen turboahdin, kaksinkertaisen urosuodattimen järjestelmään) ja Mercedes-AMG käyttää usein termiä “biturbo” V8 -moottoreistaan.
Biturbo-moottorin toiminta on identtinen twin turbo -paralleelikonfiguraation kanssa: kumpikin turbopalvelu sisältää omia sylinteriryhmiään, ja molemmat toimivat samanaikaisesti tarjoten puristetun ilman tarvittavan määrän.
V-moottoreissa tyypillinen kokoonpano on yksi turbo jokaiselle sylinterilohkolle, mikä optimoi pakokaasujen virtoja ja lyhentää putkiston pituuksia.
Kaksiturbojärjestelmien edut
Riippumatta terminologiasta, kaksiturbojärjestelmät tarjoavat monia etuja:
Suorituskyky ja vääntö Voima ja vääntö kasvavat, mikä mahdollistaa vaikuttavan kiihtyvyyden ja korkeat maksiminopeudet. Esimerkiksi 3.0 litran biturbo-moottorit voivat helposti tuottaa yli 400 CP:n tehon, kilpaillen suurikokoisten luonnollisesti aspiratoitujen moottoreiden kanssa.
Polttoainetehokkuus Vaikka se vaikuttaa vastakkainasettelulta, pienemmät moottorit turboilla voivat olla polttoainetehokkaampia kuin suuret luonnollisesti aspiratut moottorit kaupunkiajon tai tasaisella moottoriteillä.
Luotettavuus redundanssin kautta Paralleelikonfiguraatiossa, jos toinen turbo aiheuttaa ongelmia, ajoneuvo voi silti toimia toisen turboahdin avulla, tarjoten lisäturvaa.
Optimoitu vaste Sekvenssijärjestelmissä pieni turbo matalilla kierroksilla ja suuri turbo korkeilla kierroksilla tarjoavat erinomaisen vasteen koko käyttöskaalan ajamisessa.
Huolto ja luotettavuus
Kahden turboahdinkokonaisuuden moottorit vaativat erityistä huomiota huoltoon:
Laadukas öljy Turboahdin pyörivät erittäin suurella nopeudella (jopa 250 000 rpm) ja tarvitsevat parasta mahdollista öljyä. Säännöllinen öljynvaihto on tärkeää – viivästykset voivat johtaa turborullien ennenaikaiseen kulumaan.
Jäähdytysjakso Aggressiivisen ajon jälkeen on suositeltavaa antaa moottorin käydä tyhjäkäynnillä 30–60 sekuntia ennen sammuttamista, jotta turbokoneet ehtivät jäähtyä varovasti.
Jäähdytysjärjestelmä Optimaalin jäähdytysjärjestelmän ylläpito on ratkaisevaa. Useimmat modernit turboahdin ovat sekä öljyllä että jäähdytysveteellä jäähdytettyjä.
Ilmansuodattimet Ilmansuodattimien säännöllinen vaihto estää epäpuhtauksien pääsyn turbon siipiin.
Twin turbo vs. single turbo: mikä on parempi?
Vaikka tässä artikkelissa on painopiste biturbo- ja twin turbo -eroissa (joissa todellakin ei ole suurta teknistä eroa), on syytä vertailla myös kaksiturbojärjestelmiä yksiturbojärjestelmiin.
Single turbo -järjestelmän edut:
- Mekaanisesti yksinkertaisempi ja vähemmän komponentteja
- Huolto- ja ylläpitokustannukset pienemmät
- Vähemmän tilaa moottoritilassa
- Potentiaalia kilpurisovelluksiin tien päällä
Twin turbo -järjestelmän edut:
- Nopeampi vaste kiihtyvyyteen
- Tehon jaon tasaisempi jakautuminen
- Pienempi turbo-lag
- Sopii useille moottorimalleille (V6, V8, V12)
Merkittäviä valmistajia ja sovelluksia
Useat automerkit ovat ottaneet käyttöön twin turbo / biturbo -teknologiaa malleissaan:
BMW käyttää etenkin twin turbo -moottoreita M-sarjan autoissa ja suur-tilavuuksisissa dieselmoottoreissa. Esimerkkinä on S63 4.4 litran V8 biturbo, joka löytyy M5:stä ja M8:sta.
Mercedes-AMG on tunnettu biturbo V8 -moottoreistaan, kuten M177/M178 4.0 litran moottorit AMG GT:ssä, C63:ssä, E63:ssä ja muissa malleissa.
Porsche hyödyntää twin turbo -konfiguraatioita 911 Turbo -malleissa ja Cayenne Turbossa sekä Panamera Turbossa olevissa V8 -moottoreissa.
Nissan teki historiaa RB26DETT twin turbo -moottorillaan legendaarisessa GT-R R34:ssä, ja modernimpi VR38DETT jatkaa perinnettä.
Yhteenveto
Lopulta biturbo- ja twin turbo -termin välinen ero on suurelta osin kielellinen ja markkinointiin liittyvä, eikä niillä ole merkittävää teknistä eroa. Molemmat termit kuvaavat samaa konseptia: moottori, jossa on kaksi turboahdinta, jotka toimivat yhdessä parantaakseen suorituskykyä.
Ainoa todellinen tekninen ero kahden turbomoottorin maailmassa on sekvenssijärjestelmä (pienempi turbo toimii matalilla kierroksilla ja suurempi korkeilla kierroksilla) vs paralleelikonfiguraatio (kaksi identtistä turboahdinta työskentelee samanaikaisesti).
Kun ajat ajoneuvoa, jossa on tällainen järjestelmä, saat paremman suorituskyvyn, runsaasti vääntöä ja erinomaisen vasteen kiihdytyksessä. Oli järjestelmän nimikettä “biturbo” tai “twin turbo” tai jotain muuta, tärkeintä on toteutuksen laatu, asianmukainen huolto ja ajamisen nautinto.
Autoharrastajille, jotka tavoittelevat maksimaalista suorituskykyä, kahdella turbokompressorilla varustetut järjestelmät ovat nykyajan turboahdinten huippua, tarjoten erinomaisen yhdistelmän tehoa, tehokkuutta ja ajamisen iloa.