Защо BMW премина към едно турбо

Откакто турбокомпресорите навлязоха в масова употреба при шосейните бензинови автомобили производители измислят всякакви методи за минимизиране на "турбо дупката". Казано просто, турбо дупката е времето, необходимо за развъртане на турбокомпресора до достатъчно високи обороти, за да нагнети достатъчно въздух в двигателя, което, комбинирано с правилното количество гориво, създава забележимо увеличение на генерираната мощност.

 
  
 
  
Често срещана стратегия за избягване на турбо дупката включва използването на така наречената последователна система с две турбини. При този подход, по-малък турбокомпресор се грижи за мощността при по-ниски обороти на двигателя. По-малкият му размер означава, че може да се развърти по-бързо, за да произведе максимална мощност. След като оборотите на двигателя станат достатъчно високи, налягането на изгорелите газове се пренасочва, за да активира по-големия турбокомпресор и да достави много по-висока пикова мощност. Знаменитият роторен двигател 13B на Mazda RX-7 от поколение FD е отличен пример за това.

С напредването на технологиите, автомобилни производители като BMW започнаха да преминават към единични турбокомпресори вместо двойни. Причините варират, но се основават главно на един принцип: ефективност. Не само по отношение на по-ефективното отвеждане на изгорелите газове, но и чрез подобряване на икономията на гориво, намаляване на емисиите и свиване на разходите чрез намаляване на броя на компонентите под капака.

Какво е twin-scroll турбо

 
  
 
  
При базовата конфигурация на турбокомпресора, изгорелите газове преминават от всеки цилиндър през изпускателния колектор и влизат в една единствена тръба или канал. Тези газове завъртат турбината, която е свързана чрез вал към компресорното колело. То от своя страна засмуква и компресира входящия въздух, преди да го изпрати през интеркулера, за да достигне до всмукателния колектора. Изпускателната страна често се нарича "топла част" – защото през нея преминават горещите изгорели газове – докато всмукателната страна е "студената част".

Проблемът обаче е следният: пулсациите на изгорелите газове, пътуващи от всеки цилиндър, могат да се застъпват и да си пречат взаимно, като по този начин възпрепятстват потока. Това намалява ефективността и ограничава изходната мощност. Едно от често срещаните решения е twin-scroll (двуканална) система.

При twin-scroll турбокомпресора, изпускателният колектор е конструиран така, че пулсациите да могат да достигат до турбината, без да се сблъскват една с друга. Изпускателните портове на четирите цилиндъра са групирани по двойки по такъв начин, че пулсациите на всяка двойка да не си пречат. Тази обща ефективност означава, че турбото може да се развърти много по-бързо, като по този начин драстично намалява турбо дупката.

Напълно ли заменя twin-scroll конфигурацията с две турбини (twin-turbo)

 
  
 
  
Предимствата на twin-scroll турбокомпресора са съвсем реални. Всъщност, BMW изтъкнаха тяхната ефективност, когато обсъждаха преминаването от 3,0-литровия редови шестцилиндров двигател N54 – непоследователна система с две турбини (bi-turbo) – към 3,0-литровия редови шестцилиндров двигател N55 TwinPower Turbo – система с един twin-scroll турбокомпресор – още през 2009. "В сравнение с редовия шестцилиндров двигател, разполагащ с Twin Turbo технология и High Precision Injection, който вече се предлага в няколко моделни серии, двигателят TwinPower същевременно предлага допълнително намаляване на разхода на гориво с до 9 процента."

Добрата мощност, по-ниският разход на гориво и по-малкото емисии правят това много привлекателна опция и помагат да се обясни защо BMW премина към единични турбокомпресори. По-евтино е да се поддържа едно турбо и цялата му периферия, отколкото две, и следователно има по-малко компоненти за подмяна, когато автомобилът навърта пробег и те се износват. Освен това, под капака има повече място, което улеснява разположение на агрегатите.

Въпреки това, много двигатели от BMW и други автомобилни компании все още използват две турбини, особено ако тези двигатели са разделени на два цилиндрови блока. Обичаното от автомобилните ентусиасти Audi S4 от поколение B5 е известно с тази конфигурация, както и настоящите Porsche 911 Carrera и Carrera S от серията 992.2. Последните две имат по едно турбо, монтирано към всеки блок на техните 3,0-литрови шестцилиндрови боксерни двигатели. Това е не само по-лесно за разпределение, но и предлага по-ефективен път за преминаване на входящия въздух. Колкото по-късо е разстоянието между студената част на турбото и всмукателния колектор, толкова по-добре.