Motoarele Biturbo si Twin Turbo

4. Avantajele și dezavantajele motoarelor biturbo

       4.1 Principalele avantajele turbocompresoarelor serie

• Performanță crescută – două turbine montate în serie îmbunătățesc semnificativ performanța motorului, oferind mai multă putere și accelerare.
• Eficiență combustibil – motoarele cu turbocompresoare serie au un consum de combustibil mai scăzut decât motoarele cu o singură turbină, deoarece aerul comprimat mai eficient îmbunătățește arderea combustibilului.
• Emisii scăzute de gaze de eșapament – două turbine montate în serie ajută la reducerea emisiilor de gaze de eșapament, deoarece aerul comprimat mai eficient îmbunătățește arderea combustibilului și reduce cantitatea de gaze de eșapament.

       4.2 Dezavantajele turbocompresoarelor serie

• Cost mai ridicat – turbocompresoarele serie sunt mai scumpe decât turbocompresoarele tradiționale, deoarece sunt mai complexe și necesită mai multe componente.
• Întreținere mai complex – turbocompresoarele serie sunt mai complexe și necesită mai multă întreținere decât turbocompresoarele tradiționale, ceea ce poate duce la costuri mai mari de întreținere și reparare.
• Greutate mai mare – turbocompresoarele serie sunt mai grele decât turbocompresoarele tradiționale, ceea ce poate afecta performanța vehiculului și manevrabilitatea acestuia.

5. Ce sunt motoarele twin turbo și cum funcționează acestea?

Un motor twin turbo este un tip de motor cu turbocompresor care folosește doua turbine pentru a spori performanța. Twin-turbo se referă la un motor în care două turbocompresoare lucrează în tandem pentru a comprima amestecul de combustibil/aer de admisie (in cazul motoarelor pe benzina) sau a aerului (pentru motoarele diesel).

Cea mai obișnuită configurație prezintă două turbocompresoare identice (de aici denumirea TWIN – gemene) , fiecare fiind conectate prin conducte independente la cate o jumatate din evacuarea produsă de un motor V.

Exista mai multe modele constructive ale unui motor twin turbo:

Twin turbo paralel – acest tip de configurație folosește ambele turbine pentru a alimenta întregul motor, ceea ce duce la o livrare rapidă de aer comprimat si, prin urmare, la o performanta sportiva.
Twin turbo secvențial – acest tip de configurație folosește doua turbine, fiecare alimentând cate un grup de cilindri. Una dintre turbine se activează la turatii mici, iar cealalta la turatii mai mari, oferind o livrare linie de putere.
Twin turbo compounding – acest tip de configuratie foloseste o turbina pentru a alimenta alta turbina, ceea ce înseamnă ca una dintre turbine folosește energia gazelor de evacuare pentru a comprima aerul pentru cealalta turbina.

       5.1 Twin turbo parallel

Așa cum am arătat la începutul acestui articol,una din soluțiile pentru a reduce inertia unei turbine mari, este folosirea a 2 turbine mai mici. O configurație paralelă, implica astfel folosirea a două turbocompresoare mai mici, care primesc practic fiecare o jumătate din gazele de eșapament ale motorului. 

Sursa: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Porsche_935_twin_turbo_(6293639098).jpg

Configurațiile paralele sunt potrivite pentru motoarele în V cu 6, 8 sau 12 cilindri. Astfel, in cazul unui V8 de exemplu, primul compressor va acționa pe cilindrii 1-4 iar cel de al doilea pe cilindrii 5-8.

Pe partea de admisie, unele modele folosesc o singură galerie de admisie, dar există si modele care folosesc galerii de admisie separate pentru fiecare turbocompresor.

Cele mai cunoscute motoare twin turbo paralel sunt:

• BMW N54 – folosit în modelele BMW 135i, 335i, 535i şi altele
• Mercedes-Benz M276 – folosit în modelele Mercedes-Benz E-Class, CLS-Class şi GLK-Class
• Audi 2.7 T – folosit în modelele Audi A4, A6 şi A8
• Ford EcoBoost – folosit în modelele Ford F-150, Mustang GT şi Taurus SHO
• Nissan VR38DETT – folosit în modelul Nissan GT-R
• Porsche 911 Turbo – folosit în modelele Porsche 911 Turbo şi 911 GT2
• Chevrolet Small Block LS – folosit în modelele Chevrolet Corvette şi Camaro SS

       5.2 Avantajele si dezavantajele configuratiei twin turbo parallel

Principalele avantaje ale motoarelor twinturbo sunt:

• Putere mai mare și accelerație mai bună – motoarele twinturbo oferă o putere suplimentară prin intermediul celor două turbosuflante, ceea ce îmbunătățește performanța și accelerația vehiculului, diminuând efectul turbo lag
• Arderea mai eficienta a combustibilului – deși motoarele twinturbo oferă o putere suplimentară, acestea sunt, de asemenea, mai eficiente în utilizarea combustibilului, ceea ce poate duce la economii semnificative în costurile de combustibil pe termen lung.
• Flexibilitate în utilizare – Motoarele Twinturbo sunt disponibile în mai multe tipuri de vehicule, de la mașini sport la camioane și tractoare, ceea ce le face flexibile pentru diferite utilizări și necesități.

Dezavantajele configurației twin turbo parallel

• Costuri inițiale mai ridicate – motoarele twinturbo sunt mai scumpe decât motoarele standard, ceea ce poate fi un dezavantaj pentru unii cumpărători.
• Complexitate crescută – aceste motoarele sunt mai complexe decât motoarele standard, ceea ce poate duce la costuri mai mari de întreținere și reparare.
• Zgomot crescut: unele motoare pot fi mai zgomotoase decât motoarele standard, ceea ce poate fi neplăcut pentru unii conducători.

       5.3 Twin turbo secvential

Spre deosebire de turbocompresoarele duale paralele, turbocompresoarele duale secvenţiale utilizează două turbocompresoare de dimensiuni diferite.
Turbocompresorul secvenţial se referă la o configuraţie în care motorul utilizează un turbocompresor pentru turaţii mai mici ale motorului şi un al doilea sau ambele turbocompresoare la turaţii mai mari ale motorului.

Acest sistem este menit să depășească limitarea turbocompresoarelor mari care oferă o creștere insuficientă la turații mici.

Pe de altă parte, turbo-urile mai mici sunt eficiente la turații mici (când există mai puțină energie cinetică prezentă în gazele de eșapament), dar nu sunt în măsură să furnizeze cantitatea de gaze comprimate de admisie necesară la turații mai mari.

Prin urmare, sistemele de turbocompresoare secvențiale oferă o modalitate de a reduce întârzierea turbo fără a compromite puterea de ieșire la turații mari

In general, motoarele twin turbo secvențial pot fi o bună opțiune pentru iubitorii de masini sport care isi doresc performanta imbunatatita si o livrare liniară de putere.

Exista mai multe motoare Twin turbo secvențial care au devenit cunoscute pentru performanța lor. Dintre cele mai cunoscute modele menționăm:

• BMW S63 – un motor twin turbo secvențial a fost intalnit in modelele BMW M5 si BMW M8.
• Audi RS7 Sportback – motor utilizat in modelele Audi RS7 Sportback.
• Nissan GT-R – un motorul twin turbo secvențial V6 de 3,8
• Mercedes-AMG 4.0L V8 – acest motor twin turbo secvențial a fost intalnit in modelele Mercedes-AMG, cum ar fi Mercedes-AMG
• GT, Mercedes-AMG C63 si Mercedes-AMG E63.
• Porsche 911 Turbo – motorul twin turbo secvențial flat-six de 3,8 litri a fost intalnit in modelele Porsche 911 Turbo.

       5.4 Avantajele si dezavantajele motoarelor twin turbo secvențial

Avantaje:

• Sistemul motor twin turbo secvențial poate oferi o liniaritate a puterii motorului, prin intermediul activarii secventiale a turbinei potrivite în functie de turatia motorului.
• Flexibilitate – Sistemul twin turbo secvențial poate fi controlat prin intermediul unui sistem de management al motorului sau prin intermediul unui sistem hidraulic sau electric, ceea ce poate oferi o flexibilitate în ajustarea performanței motorului.

Dezavantaje:

• Configurația twin turbo secvențial poate fi mai costisitoare decat celelalte configurații, deoarece necesita doua turbine si un sistem de control al turbinelor, ceea ce poate crește riscul de probleme mecanice și poate fi mai dificil de întreținut.