TwinPower Turbo la motoarele BMW, cum diferă și care sunt avantajele lor. Biturbo și twin-turbo

Conceptul și principiul de funcționare a unui sistem de turboalimentare numit Twin Turbo. Fotografii cu noul motor Biturbo turbo, videoclipuri și diagrame.

Ce este și cum funcționează?

Twin Turbo în engleză înseamnă dublu turbo și în acest sistem de turbocompresoare sunt două turbocompresoare. La început, turbocompresoarele au fost folosite pentru a depăși inerția sistemului. În zilele noastre, utilizarea și aplicarea acestor turbocompresoare a crescut semnificativ, deoarece reduc consumul de combustibil. Puterea de ieșire este crescută și ajută la menținerea cuplului nominal pe o gamă largă de turații a motorului.

Tipuri de Twin Turbo și diferențele lor

Există trei tipuri de circuite Twin Turbo: secvenţiale, paralele şi eşalonate. Aceste trei scheme diferă unele de altele în ceea ce privește locația, caracteristicile și secvența turbocompresoarelor. Sistemul de control electronic reglează fin funcționarea turbocompresoarelor. Sistemul include senzori de intrare, dispozitive de acţionare a supapelor de control al debitului de aer şi combustibil reciclat.

Marca comercială a sistemului de turboalimentare este Twin Turbo, dar există un alt nume pentru acest sistem - „Biturbo”. Nu este în întregime corect în diverse surse de informații să percepi Biturbo ca un sistem cu o funcționare paralelă a turbocompresorului.

Video: cum funcționează turbina:

1. Parallel Twin Turbo sau Biturbo

Pentru a obține cea mai mare putere posibilă, sistemul de secvențiere Twin Turbo minimizează efectele turbo lag-ului. Sunt utilizate atât pentru motoarele diesel, cât și pe benzină. În 2011, BMW a introdus un sistem cu trei turbocompresoare secvențiale și îl numește Triple Turbo.

Supapa de ocolire a gazelor reziduale este închisă la turații scăzute ale motorului. Gazele arse trec prin turbocompresorul mic, cu putere maximă și inerție minimă, și trec mai departe prin turbocompresorul mare. Și deoarece presiunea gazelor de eșapament nu este puternică, prin urmare, turbina mare practic nu se rotește. Supapa de bypass este închisă la admisie și aerul este furnizat în serie prin compresoarele mari și mici.

Funcționarea generală a turbocompresoarelor începe să aibă loc odată cu creșterea vitezei. Și treptat supapa de bypass a gazelor arse începe să se deschidă. Turbina mare începe să se rotească din ce în ce mai intens, deoarece o parte din gazele de eșapament trec direct prin ea.

Un compresor mare la intrare cu o anumită presiune începe să comprima aerul, dar presiunea nu este prea mare și aerul comprimat intră apoi în compresorul mic, unde presiunea continuă să crească. În acest caz, supapa de bypass rămâne închisă. Supapa de bypass pentru gaze arse se deschide complet la sarcină maximă. Turbina mică se oprește, iar cea mare începe să se rotească până la frecvența maximă, deoarece gazele arse trec prin ea aproape complet. Presiunea de încărcare atinge valoarea maximă la intrarea compresorului mare, în timp ce compresorul mic interferează cu aerul. Și la un moment dat, supapa de bypass de supraalimentare se deschide și aerul comprimat curge direct în motor.

Datorită sistemului dublu turbocompresor, cuplul nominal este atins și menținut instantaneu pe o gamă largă de turații a motorului. Acest lucru realizează o creștere maximă a puterii. În acest fel, sistemul menține performanța sclipitoare a turbocompresoarelor în toate condițiile de funcționare a motorului. Sistemul explică și binecunoscuta opoziție a motoarelor diesel între puterea maximă la turații mari și cuplul mare la turații mici.

Videoclip despre Twin Turbo: cum funcționează

08.06.2013

Tehnologia BMW TwinPower Turbo a noului motor cu patru cilindri.
Acest nou motor este cea mai puternică unitate din noua generație de motoare pe benzină cu patru cilindri. Grupurile de propulsie se bazează pe un motor de bază optimizat pentru frecare, a cărui performanță este influențată în primul rând de tehnologia de injecție și boost. În ceea ce privește designul, motorul se bazează pe un motor cu șase cilindri în linie modern, premiat, cu tehnologia BMW TwinPower Turbo, care a stabilit standardul pentru livrarea dinamică a puterii și eficiența impresionantă în clasa sa.
Componentele acestei tehnologii de neegalat includ injecție de înaltă precizie, încărcare Twin Scroll, sincronizare variabilă continuă a supapelor VANOS dublu și VALVETRONIC.
Grupul motopropulsor al noului BMW 328i, armat în acest fel, atinge intervale de putere pe care motoarele tradiționale cu aspirație naturală le ating doar cu un număr mare de cilindri și cilindree. Cu toate acestea, designul motorului cu un bloc de cilindri din aluminiu este mai ușor și mai compact decât un motor cu șase cilindri de putere similară. Beneficiile dinamismului sunt clare: datorită sarcinii reduse pe puntea din față, BMW Sports Sedan îmbunătățește și mai mult agilitatea și prezintă caracteristici optimizate de manevrabilitate și direcție.

Presurizare Twin Scroll.
Noul motor cu patru cilindri este presurizat conform principiului Twin Scroll (un turbocompresor cu două „scrolls”): fluxurile de gaze de eșapament ale cilindrilor 1 și 4, precum și cilindrii 2 și 3, sunt direcționate separat în spirală către roata turbinei. Astfel, la turații mici ale motorului, apare doar o ușoară contrapresiune a gazelor de eșapament și efectele pulsațiilor de presiune în fluxurile de gaz pot fi utilizate cel mai eficient. Drept urmare, motorul răspunde în mod receptiv la fiecare comandă a pedalei de accelerație și accelerează rapid, lucru pe care clientul BMW îl realizează direct în plăcerea de a conduce.

VALVETRONIC, VANOS dublu și injecție directă.
Puterea ridicată cu emisii reduse este obținută prin utilizarea sistemului de control al cursei supapei în trepte VALVETRONIC și a sistemului de sincronizare variabilă a supapelor Double VANOS. Sistemul VALVETRONIC de ultimă generație este echipat cu un servomotor optimizat cu senzor integrat și funcționează la viteze de control mai mari.
Deoarece reglarea ridicării supapei pe partea de admisie este lină, se poate renunța la supapa de accelerație convențională. Deoarece masa de aer este controlată în interiorul motorului, a fost posibil să se optimizeze reacțiile unității de putere, iar pierderile de reglare în timpul schimbului de gaze au fost minimizate.
În plus, eficiența ridicată a motorului este asigurată de injecția directă de mare precizie a benzinei High Precision Injection. Combustibilul este injectat de duze solenoide situate central între supape. Intrucat injectia are loc in imediata apropiere a bujiei si la o presiune maxima de 200 bari, se asigura arderea uniforma si curata. În plus, efectul de răcire al combustibilului injectat are ca rezultat un raport de compresie mai mare decât la motoarele cu injecție în galeria de admisie, ceea ce îmbunătățește și mai mult eficiența.

Twinturboși biturbo care este diferența și care sunt diferențele

Contrar credințelor unor „experți”, denumirea sistemului biturbo sau twin turbo nu afisati schema de functionare a turbinei - paralela sau secventiala (secventiala).

De exemplu, un Mitsubishi 3000 VR-4 are un sistem de supraalimentare numit TwinTurbo (twin turbo). Mașina are un motor V6 și are două turbine, fiecare dintre ele utilizând energia gazelor de eșapament din cei trei cilindri ai săi, dar sunt suflate într-o galerie de admisie comună. De exemplu, mașinile germane au sisteme similare ca principiu de funcționare, dar nu se numesc twinturbo, ci BiTurbo.
Toyota Supra inline-six are două turbine, sistemul de turboalimentare se numește TwinTurbo (twin-turbo), dar funcționează într-o secvență specială, pornind și oprindu-se folosind supape speciale de deșeuri.
Pe mașina Subaru B4 sunt și două turbine, dar funcționează secvențial: la viteze mici suflă o turbină mică, iar la viteze mari, când se defectează, este conectată o a doua turbină mai mare.

Să analizăm acum ambele sisteme în ordine. bi-turbo (biturbo) și twin turbo (twinturbo), sau mai bine zis, ce scrie despre ei în „acestea ta Internet”:

Bi-turbo (biturbo) este un sistem de turboalimentare format din două turbine conectate în serie. În sistem biturbo utilizați două turbine, una mică și cealaltă mai mare. Turbina mică se învârte mai repede, dar la turații mari ale motorului, turbina mică nu poate face față comprimării aerului și creării presiunii necesare. Apoi este conectată o turbină mare, adăugând o încărcătură puternică de aer comprimat. În consecință, latența (sau turbo lag) este minimizată și se formează o dinamică uniformă a accelerației. Sisteme biturbo nu este o plăcere foarte ieftină și se instalează de obicei pe mașini de înaltă clasă.
Sistem biturbo (bitrubo) poate fi instalat ca pe un motor V6, unde fiecare turbina va fi montata pe lateral, dar cu o admisie comuna. Fie pe un motor în linie, în care turbina este instalată de-a lungul cilindrilor (de exemplu, 2 pentru o turbină mică și 2 pentru o turbină mare), fie secvențial, atunci când o țeavă mare este instalată mai întâi pe galeria de evacuare și apoi o una mică.

Twin turbo (twinturbo) - acest sistem e diferit de la bi-turbo prin aceea că are ca scop nu reducerea lagului turbo sau nivelarea dinamicii accelerației, ci creșterea performanței. În sisteme twin turbo (twinturbo), se folosesc două turbine identice, astfel încât performanța unui astfel de sistem de turboalimentare este mai eficientă decât sistemele cu o singură turbină. În plus, dacă utilizați 2 turbine mici, similare ca performanță cu o turbină mare, puteți reduce turbolag-ul nedorit. Dar asta nu înseamnă că nimeni nu folosește două turbine mari. De exemplu, într-o dragă serioasă, două turbine mari pot fi folosite pentru și mai multe performanțe. Sistem twin turbo poate funcționa atât pe motoarele în formă de V, cât și pe cele în linie. Secvența de pornire a turbinelor poate varia, ca în biturbo sisteme.

În general, pentru și mai multă distracție, nimeni nu vă deranjează să conectați 3 (!) Turbine sau mai multe deodată. Scopul este același ca pentru twin turbo... Trebuie să spun că acesta este adesea folosit în cursele drag și niciodată pe mașinile de serie.

BWM a fost principalul dușman al turboalimentării (și al tracțiunii față), dar astăzi, într-adevăr, nu există un motor de inginerie bavareză care să merite timpul nostru care să nu vină cu cel puțin un turbo, deși au deschis calea și pentru diesel-uri de performanță cu configurațiile lor „M” tri-turbo și quad-turbo.

TwinPower joacă un rol important atunci când vine vorba de motoare BMW pe benzină și diesel eficiente și dinamice. Dar ce este TwinPower Turbo în realitate și ce are de oferit lumii auto?

Când vine vorba de motoarele pe benzină, TwinPower Turbo are trei componente care se aplică tuturor motoarelor cu trei până la doisprezece cilindri: valvetronic, injecție directă de combustibil și turboalimentare. Între timp, turbodieselele folosesc injecția common rail.

Valvetronic, care înseamnă valvă variabilă și electronică, este o tehnologie dezvoltată de BMW care permite optimizarea consumului prin reglarea ridicării supapei. Producătorul auto spune că această tehnologie va reduce singură consumul de combustibil cu 10%, oferind totodată un răspuns mai bun.

Acest nume dominant pe care oamenii îl asociază cu BMW-urile ascunde de fapt în spatele lui o tehnologie puternică. Calculatoarele motorului oferă control continuu și precis asupra ridicării variabile a supapei de admisie. Acest sistem de cheie înseamnă că atunci când apăsați pedala de accelerație, sistemul software controlează cât de mult se deschid supapele în locul plăcii de accelerație a unui sistem obișnuit de admisie.

Sistemul folosește un alt set de balansoare care sunt controlate de un arbore cu came acţionat electronic. Deoarece acest sistem poate regla supapele de la complet deschis la aproape închis, motorul nu trebuie să se rotească atât de mult pentru a crește sarcina.

Valvetronic a fost introdus pentru prima dată în 2001 pe modelul 316ti Seria 3 și a fost folosit în principal pe motoarele cu aspirație naturală de pe piața de masă, cum ar fi N42 straight-4 și N52 straight-6. Cu toate acestea, nu a fost folosit pe modelul twin-turbo N54 straight-6. În schimb, un singur turbo N55 straight-6 care l-a înlocuit în 2009 oferind aceeași putere, iar N74 twin-turbo V12 din topul din Seria 7 a fost făcut să treacă la Valvetronic. După aceea, tehnologia a fost, desigur, nu numai în mașinile mari ale BMW, ci și în motoarele turbo mai mici oferite pe Seria 1.

BMW folosește denumirea de High Precision Injection pentru sistemul său de injecție directă cu injectoare centrale cu mai multe orificii, care au înlocuit treptat sistemele de injecție prin port în anii 2000. Atât motoarele BMW cu aspirație naturală, cât și cele cu turbocompresor au folosit injectoare piezo. Cu toate acestea, noul motor turbo N55 cu șase cilindri al BMW, care a fost utilizat din 2010 în modele precum 335i, 535i, X3, X5 și X5, utilizează un sistem de injecție de tip solenoid dezvoltat de Bosch. Acest sistem a fost cel mai probabil ales pentru a menține mașinile la prețuri competitive (ieftine) în S.U.A.

Numele „TwinPower Turbo” a derutat mulți oameni cu privire la ceea ce se află sub capotele BMW-urilor lor. Acest lucru se datorează faptului că numele descrie atât motoarele single, cât și twin-turbo, în ciuda a ceea ce ar putea sugera numele.

A existat chiar și un proces colectiv împotriva BMW pentru că a încurcat atât de mulți oameni. Numind TwinPower Turbo „geamăn fals”, procesul BMW a spus că bavarezii sunt vinovați de publicitate falsă în încercarea de a folosi cuvântul „geamăn” în nume atunci când motoarele folosesc doar un singur turbo.

TwinPower Turbo a apărut inițial pe motoarele twin-scroll, single turbo (lansat pe Seria 5 Gran Turismo în 2009, urmat de E90 335i, 135i, X3 și X5 în 2010), începând cu motoarele N55 (înlocuitor cu șase cilindri single turbo pentru twin-). turbo N54) și N74 (V12 de 6 litri twin-turbo la 760i și 750Li) în 2009. Turboalimentarea twin-scroll este practic tehnologia de bază pentru BMW-urile TwinPower Turbo, dar nu toate o au în prezent.

Designul twin-scroll începe cu o galerie de evacuare care separă gazele de evacuare care pot interfera între ele, deoarece gazele curg două prin spirale diferite numite „scrolls”. Turbo are două duze cu duze diferite, una mai mică și mai ascuțită pentru un răspuns mai bun la nivel scăzut și alta mai mare și mai puțin înclinată, care vine la cerințele ridicate de putere. BMW numește colectorul său special de evacuare Cilinder-bank Comprehensive Manifold sau CCM, pe scurt.

După cum am menționat mai sus, motoarele moderne BMW TwinPower „nu folosesc neapărat turbocompresoare twin-scroll, dar au o galerie de evacuare distinctă care captează mai multe impulsuri de evacuare pentru a alimenta turbo și, astfel, creează mai multă putere cu mai puțin întârziere.

Revoluție în trei cilindri: B37 și B38 TwinPower Turbo pe benzină și diesel

O revoluție vine de la BMW: motoare cu trei cilindri, atât pe benzină, cât și diesel, care pot rivaliza cu altele mult mai mari. Acestea sunt construite conform strategiei motorului modular, toate folosind aceiași cilindri de 500 cmc și oferă tehnologia TwinPower Turbo cu puteri de la 120 la 220 de cai putere.

În acest moment, știm că motorina avea numele de cod B37 și benzina B38, deși nu știm încă care sunt variantele și puterile lor specifice. Primele lor aplicații sunt în mașina sport hibrid și, mai important, în Seria 1 FWD și în familie. Sunt deja folosite de RWD și în partea inferioară a gamei.

Cele mai bune turbo Four-Banger din lume

Să începem lucrurile de la mic, nu? În 2004, a început producția pentru un motor 4 linii, dezvoltat în colaborare cu PSA Peugeot Citroen. Ca MINI, cunoaștem acest motor turbo de la Cooper S și JCW, dar în 2011, BMW avea nevoie de abilitățile sale și a venit cu designul N13, care avea o carcasă diferită a filtrului de ulei care i-a permis să fie montat longitudinal în RWD Seria 1. Motorul a fost montat pe modele precum 114i de 101 CP, 116i de 134 CP sau 118i de 170 CP.

Poate că cel mai important motor pentru BMW în acest moment este așa-numitul N20, un motor turbo de 2,0 litri turbo în linie, care are și „TwinPower Turbo” scris pe capacul motorului. Acest motor a înlocuit modelul 6 aspirat natural la BMW-urile „20i” și „28i” și este o alternativă viabilă și foarte eficientă.

N20 are o cilindree de 1.997 cmc și are două trepte de putere, în funcție de modelul pe care îl cumpărați. Versiunea de 184 CP este cea mai puțin puternică și este disponibilă pe actualele X1 și xDrive20i, F30 320i, 520i și Z4 de bază sDrive20i. Între timp, versiunea de top a acestui motor TwinPower de 2,0 litri produce 245 CP și este folosită de modelele F30 328i, 528i, precum și de modelele X1, X3 și Z4 cu nume similare.

Straight-6 TwinPower Turbo: N55

Când adăugați tehnologia TwinPower Turbo unui motor cu șase în linie, avantajele devin cu adevărat evidente. Motorul N55 twin-scroll a înlocuit configurația twin-turbo mai scumpă a lui N54 în 2009. Dar ambele motoare oferă aproape același tip de avantaje. Se obține o putere comparabilă cu propriul V8 de 4,0 litri al BMW, cu un bloc mai ușor și un cuplu mai scăzut, chiar mai mult decât cel găsit în S65 V8 de mare putere al lui E92 M3.

N55 de bază produce 302 CP (305 CP) și 300 lb-ft (400 Nm) de cuplu. Este disponibil pentru mașini precum 335i, 135i și toate modelele SUV. Există o versiune și mai puternică numită N55HP, care produce 315 CP (320 CP) și 330 lb-ft (450 Nm) de cuplu, folosită de modelele de ultimă generație precum 640i, 740i și chiar și sportul M140i hyper hatchback.

Motorul și-a făcut debutul cu Seria 5 GT în 2009. Echipat cu această versiune îmbunătățită a modelului cu șase cilindri, se spune că BMW 535i Gran Turismo este capabil să accelereze de la oprire la 100 km/h (62 mh) în 6,3. secunde, cu o viteză maximă limitată la 250 km/h (155 mph). În ceea ce privește economia de combustibil / autonomie, BMW 535i GT are 8,9 litri / 100 de kilometri sau 31,7 mpg, în timp ce cotele de CO2 urcă la 209 grame pe kilometru.

Motorul inovator cu 3 cilindri pe benzină, cu o netezime excepțională, motorul pe benzină cu 4 cilindri și multiplu câștigător al premiului internațional anual Motorul anului, motorul pe benzină BMW TwinPower Turbo cu 6 cilindri în linie stabilește noi standarde. Aceste motoare de nouă generație sunt și mai eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil, mai curate și mai puternice decât predecesorii lor. Tehnologiile inovatoare, care sunt pietrele de temelie ale strategiei BMW EfficientDynamics, combină cele mai recente sisteme de injecție a combustibilului, sistemele Valvetronic, inclusiv Double-VANOS și tehnologiile inovatoare de turboalimentare. Rezultatul este un grup motopropulsor deosebit de eficient care demonstrează clar expertiza BMW în tehnologia motoarelor.