Понятие и принцип работы системы турбонаддува под названием Твин Турбо. Фотографии нового турбированного двигателя Biturbo, видео и схемы.
Twin Turbo в переводе с английского означает двойное турбо и в этой системе турбонаддува стоит два турбокомпрессора. Сначала турбокомпрессоры использовались для преодоления и инерционности системы. Сейчас же использование и применение этих турбокомпрессоров значительно выросло, так как он снижает расход горючего. Выходная мощность возрастает и способствует поддерживать номинальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов двигателя.
Есть три разновидности схемы системы Twin Turbo: последовательная, параллельная, и ступенчатая. Эти три схемы отличаются друг от друга расположением, характеристиками и последовательностью работы турбокомпрессоров. Электронная система управления очень точно настраивает работу турбокомпрессоров. Система включает входные датчики, приводы клапанов управления потоком воздуха и переработанным горючем.
Торговый лейбл системы турбонаддува это Twin Turbo, но и есть другое название этой системы - «Biturbo». Не совсем правильно в разных информационных источниках Biturbo воспринимают, как систему с параллельной схемой работы турбокомпрессора.
Видео: как работает турбина:
Чтобы достичь максимально высокого выхода мощности, система последовательности Twin Turbo минимизирует последствия турбозадержки. Применяются, как на дизельные двигатели, так и на бензиновые. В 2011 году была представлена система с тремя последовательными турбокомпрессорами компанией BMW и называется она Triple Turbo.
Перепускной клапан сгоревших газов закрыт при низких оборотах двигателя. Сгоревшие газы через малый турбокомпрессор, имея максимальную отдачу и минимальную инерцию проходят дальше через большой турбокомпрессор. И так как давление отработавших газов не сильное, то следовательно и большая турбина практически не вращается. Перепускной клапан наддува закрыт на впуске и воздух поступает последовательно через большой и малый компрессоры.
Общая работа турбокомпрессоров начинает осуществляться при росте оборотов. И постепенно начинает открываться перепускной клапан сгоревших газов. Большая турбина начинает все больше и интенсивно раскручиваться, так как часть отработавших газов идёт прямо через неё.
Большой компрессор на впуске с определённым давлением начинает сжимать воздух, но давление не слишком большое и сжатый воздух дальше поступает в малый компрессор, где продолжает повышается давление. При этом перепускной клапан остаётся закрыт. Перепускной клапан сгоревших газов открывается полностью при полной нагрузки. Останавливается малая турбина, а большая начинает раскручиваться до максимальной частоты, так как через неё практически полностью проходят сгоревшие газы. Давление наддува достигает своего максимального значения на впуске большого компрессора при этом малый компрессор создаёт помеху для воздуха. И в определённый момент перепускной клапан наддува открывается и сжатый воздух непосредственно напрямую поступает к двигателю.
Благодаря системе двухступенчатых турбокомпрессоров системы Twin Turbo мгновенно достигается номинальный крутящий момент и поддерживается в широком диапазоне оборотов двигателя. При этом достигается максимальное увеличение мощности. Таким образом, система поддерживает блестящую работу турбокомпрессоров на всех режимах работы двигателя. Так же система объясняет известное противостояние дизельных двигателей между предельной мощностью на высоких оборотах и высоким крутящим моментом на низких оборотах.
Видео про Твин Турбо: как работает
· 06.08.2013
Технология BMW TwinPower Turbo нового четырехцилиндрового двигателя.
Этот новый двигатель является самым мощным агрегатом нового поколения четырехцилиндровых бензиновых двигателей. Силовые агрегаты основываются на базовом двигателе с оптимизированным внутренним трением, на мощность которого в первую очередь влияет технология впрыска и наддува. С точки зрения конструкции двигатель ориентируется на современный, многократно отмеченный призами рядный шестицилиндровый двигатель с технологией BMW TwinPower Turbo, который в своем классе стал эталоном динамичного набора мощности и впечатляющей эффективности.
К компонентам этой не имеющей мировых аналогов технологии относятся непосредственный высокоточный впрыск High Precision Injection, наддув по принципу Twin Scroll, система бесступенчатого регулирования фаз газораспределения Double VANOS и система регулирования хода клапанов VALVETRONIC.
Вооруженный таким образом силовой агрегат нового BMW 328i достигает диапазонов мощности, которые традиционные атмосферные двигатели реализуют только с большим числом цилиндров и рабочим объемом. Вместе с тем конструкция двигателя с цельноалюминиевым блоком цилиндров легче и компактнее, чем конструкция шестицилиндрового двигателя аналогичной мощности. Преимущества в динамичности очевидны: благодаря сниженной нагрузке на передней оси спортивный седан BMW дополнительно повысил маневренность и демонстрирует оптимизированную управляемость и поворачиваемость.
Наддув по принципу Twin Scroll
.
Наддув нового четырехцилиндрового двигателя осуществляется по принципу Twin Scroll (турбонагнетатель с двумя «улитками»): потоки ОГ цилиндров 1 и 4, а также цилиндров 2 и 3 отдельно по спирали направляются на турбинное колесо. Таким образом при низких оборотах возникает лишь незначительное противодавление ОГ и эффекты пульсации давления потоков газа могут использоваться наиболее эффективно. В результате двигатель чутко реагирует на каждую команду педали акселератора и быстро набирает обороты, которые клиент BMW реализует непосредственно в удовольствии от управления.
VALVETRONIC, Double VANOS и непосредственный впрыск.
Высокая мощность при сниженных вредных выбросах достигается благодаря использованию системы бесступенчатого регулирования хода клапанов VALVETRONIC и системы бесступенчатого регулирования фаз газораспределения Double VANOS. Система VALVETRONIC новейшего поколения оснащается оптимизированным серводвигателем со встроенным датчиком и работает с более высокими скоростями регулирующего воздействия.
Поскольку регулировка хода клапанов на стороне впуска осуществляется плавно, можно отказаться от общепринятой дроссельной заслонки. Так как управление массой воздуха происходит внутри двигателя, удалось оптимизировать реакции силового агрегата, а потери на дросселирование при газообмене свести к минимуму.
Кроме того, высокая эффективность двигателя обеспечивается благодаря непосредственному высокоточному впрыску бензина High Precision Injection. Топливо впрыскивается электромагнитными форсунками, расположенными по центру между клапанами. Поскольку впрыск осуществляется в непосредственной близости от свечи зажигания и с максимальным давлением 200 бар, обеспечивается равномерное и чистое сгорание. Кроме того, охлаждающее воздействие топлива, впрыскиваемого непосредственно, способствует более высокой степени сжатия, чем в двигателях с впрыском во впускной коллектор, что дополнительно повышает КПД.
Одновременно с выходом на рынок нового BMW 3 серии Седан были представлены 4 двигателя, отличающихся высоким крутящим моментом и экономичностью и созданных с применением технологии BMW TwinPower Turbo. Эти двигатели станут сердцем нового BMW 3 серии Седан. Современные и «отзывчивые» 2-литровые двигатели с технологией BMW TwinPower Turbo являются наиболее мощными силовыми агрегатами в новом поколении четырехцилиндровых бензиновых двигателей. В качестве технологической основы для их создания послужил отмеченный наградами шестицилиндровый бензиновый двигатель. Согласно стратегии развития программы BMW EfficientDynamics задача, поставленная при проектировании новых двигателей, сводилась к улучшению динамических характеристик с одновременным снижением расхода топлива и объема токсичных выбросов. Новый BMW 3 серии Седан будет также оснащаться доказавшим свою эффективность 2-литровым четырехцилиндровым дизельным двигателем BMW TwinPower Turbo, развивающим все ту же высокую мощность, однако теперь этот двигатель стал более экономичным и менее токсичным. Двигатель с картером из алюминиевого сплава устанавливает стандарты во многих отношениях и сочетает в себе систему прямого впрыска Common-Rail последнего поколения и турбокомпрессор с изменяемой геометрией турбины. BMW 335i подчеркнуто спортивен: обладающая высоким крутящим моментом силовая установка мощностью 225 кВт (306 л. с.) разгоняет BMW 3 серии Седан с 0 до 100 км/ч всего за 5,5 секунды, расходуя в среднем 7,9 л/100 км при уровне выбросов CO2 в 186 г/км. Для BMW 328i и BMW 320i характерна впечатляюще высокая динамичность и экономичность. BMW 328i требуется всего 5,9 секунды, чтобы разогнаться с места до 100 км/ч, причем расход топлива составит лишь 6,4 л/100 км, а уровень выбросов CO2 - 149 г/км. Спортивный характер BMW 320i проявляется в разгоне с 0 до 100 км/ч за 7,3 секунды, а двигатель мощностью 135 кВт (184 л. с.), расходующий в среднем от 6,1 до 6,3 литра топлива, позволит вам получать постоянное удовольствие от экономичного вождения. Дизельный двигатель BMW 320d имеет мощность 135 кВт (184 л. с.) и затрачивает всего от 4,4 до 4,5 литра на 100 км пути при уровне выбросов CO2 в 117–118 г/км. Применение опциональной технологии BMW BluePerformance означает, что BMW 320d уже сегодня отвечают требованиям стандарта EU6, которые вступят в силу еще только в 2014 году.
В пути от базовой серии до спортивного суперкара M5 бренд BMW всегда бросал вызов законам автомобильной логики. Автомобили, которые казались невероятно быстрыми на бумаге, превосходили все ожидания при запуске в серию и при реальном знакомстве. Многие, если не все двигатели BMW работают, словно по волшебству, но когда открывается капот очередного баварского шедевра, под ним не оказывается древних германских рун, только на защите силового агрегата красуется надпись «TwinPower Turbo».
BWM всегда проповедовал политику турбонаддува и заднего привода. Сегодня не встретить силового агрегата марки, который не имеет хотя бы одного турбонаддува, не говоря уже о серии высокопроизводительных дизелей с трех- и четырехтурбинными установками.
TwinPower играет важную роль, когда речь идет об эффективных и динамичных бензиновых и дизельных двигателях BMW. Но что такое TwinPower Turbo в реальности и что он может предложить автомобильному миру?
Когда речь заходит о бензиновых двигателях, TwinPower Turbo, то есть три компонента, которые применяются во всех модификациях, от 3 до 12 цилиндров:
вальветроник;
прямой впрыск топлива;
турбонаддув.
Турбодизели оборудуются системой впрыска Common Rail.
Valvetronic – электронный переменный клапан. Это технология, разработанная BMW, которая позволяет оптимизировать потребление топлива путем регулирования подъема клапана. Разработчики утверждают, что эта технология сама по себе способна уменьшить расход топлива на 10%.
Вольветроник – мощная электронная технология. Она обеспечивает непрерывный и точный контроль над подъемом впускного клапана. Это означает, что когда владелец баварца нажимаете педаль газа, запускается контроль открытия клапанов, вместо обычной дроссельной заслонки открываются системы впуска.
В системе используется набор рокеров, управляемый электронным распределительным валом. Поскольку она способна регулировать клапаны от полностью открытого до почти закрытого состояния, двигатель не нуждается в оборотах для увеличения нагрузки.
Valvetronic был впервые представлен в 2001 году на модели серии 316ti и использовался в основном для двигателей с наддувом, ориентированных на массовую продажу, таких как:
N42 straight-4;
N52 straight-6.
Но система не использовалась на двойном турбонаддуве N54. Вместо этого турбонаддув N55 straight-6, заменивший его в 2009 году с такими же характеристиками, как и у N74 twin-turbo V12 топовой 7-й серии, был оснащен системой вальветроник. После этого технология применялась практически на всех автомобилях BMW.
High Precision Injection – системы непосредственного впрыска с центральными многозубчатыми инжекторами. Они постепенно заменили технологии, использовавшиеся 2000-х годах. Двигатели с наддувом и с турбонаддувом использовали пьезоинжекторные форсунки. Однако новый 6-цилиндровый турбодвигатель BMW N55, запущенный в производство с 2010 года, устанавливавшийся в моделях 335i, 535i, X3, X5 и X5, использует систему впрыска соленоида, разработанную Bosch. Эта система была выбрана баварцами, чтобы сохранить конкурентоспособные цены на североамериканском автомобильном рынке.
Название TwinPower Turbo сбило с толку многих автовладельцев. Они не понимали, что находится под капотами их BMW. В связи с этим на компанию был подан судебный иск за обман большого количества людей. В документе TwinPower Turbo был назван «ложным двойником» и говорилось, что баварцы запустили рекламную кампанию с целью обмануть покупателей. Все дело в слове «двойной», которое присутствует в названии. Его наличие не было гарантией оснащения двигателей двумя турбонаддувами.
Первоначально TwinPower Turbo появился на двухпролетном одиночном турбонаддуве (устанавливался на 5 серию Gran Turismo в 2009 году, а в 2010 году появились модели E90 335i, 135i, X3 и X5), начиная с N55 (шестицилиндровым двигателем с турбонаддувом) и N74 (6-литровый V12 агрегат с двумя турбонаддувами). Им оснащались модели 760i и 750Li 2009 года выпуска. Двухскоростной турбонаддув – основная технология для TwinPower Turbo BMW.
Конструкция с двумя турбинами начинается с выпускного коллектора, разделяющего выхлопные газы. Они проводятся через разные спирали, называемые «свитками». Турбо имеет два сопла разных диаметров, они нужны для обеспечения быстрого отклика силового агрегата. BMW называет специальный выпускной коллектор собственной разработки Cylinder-Bank Comprehensive Manifold или CCM.
Следует напомнить, что современные двигатели BMW TwinPower не обязательно оснащаются двухтактными турбокомпрессорами. Зато у них есть отличный выпускной коллектор, который улавливает больше выхлопных газов для подачи в турбины, что обеспечивает мощность без запаздывания.
Очередным революционным решением BMW стали трехцилиндровые бензиновые и дизельные двигатели, которые могут соперничать с модификациями, имеющими большее количество цилиндров. Они построены по модульной системе, где используются такие же 500-сантиметровые цилиндры совместно с технологией TwinPower Turbo мощностью 120–220 лошадиных сил.
Известно, что дизельные агрегаты получили обозначение B37, а бензиновые - B38. Первые образцы установлены на гибридном спортивном автомобиле i8 серии FWD 1 и MINI. Они также используются сериями RWD 1 и 3 в качестве стартовых модификаций модельного ряда двигателей.
В 2004 году началось производство двигателя с прямым впрыском, разработанного совместно с PSA Peugeot Citroen. В 2011 году конструкторы BMW разработали модель N13, в которой был изменен корпус масляного фильтра - он устанавливался продольно. Двигатель был установлен на модели 114i, 116i и 118i.
Возможно, перспективным мотором для BMW сейчас является N20. Его рабочий объем - 2.0 литра, есть турбонаддув с четырьмя цилиндрами. Мотор также имеет надпись «TwinPower Turbo» на крышке. Этот двигатель заменил менее мощного собрата стрит-6 в моделях «20i», «28i», является жизнеспособной и очень эффективной его альтернативой.
Существует 2 модификации N20. Версия 184 PS является менее мощной и доступна для X1, xDrive20i, F30 320i, 520i, базового Z4 sDrive20i. Топовый вариант этого 2,0-литрового двигателя TwinPower обладает мощностью 245 л.с., используется в моделях F30 328i, 528i, X1, X3 и Z4.
Когда технология TwinPower Turbo устанавливается на 6-цилиндровый двигатель, его преимущества становятся очевидными. Мотор с двумя турбинами N55 заменил более дорогой агрегат N54 в 2009 году. Но обе модификации очень похожи друг на друга. Сопоставимый выход на собственный 4-литровый V8 BMW, с более легким блоком и более низким крутящим моментом, еще больше загар, который можно найти в E92 M3 с мощным S65 V8.
Мощность N55 составляет 302 л.с., крутящий момент - 300 Нм (400 Нм). Он устанавливается в моделях 335i, 135i и всех модификациях SUV. Существует еще более мощная версия под индексом N55HP, мощностью 315 л.с., крутящим моментом 450 Нм. Этой версией комплектуются топовые модели, такие как 640i, 740i, и даже спортивный сверхтяжелый хэтчбек M140i.
Дебют двигателя состоялся в 2009 году, его начали устанавливать на пятую серию GT. Оборудованный продвинутой версией 6-цилиндрового двигателя, BMW 535i Gran Turismo способен разгоняться до 100 км/ч всего за 6,3 секунды. Максимальная скорость этого зверя ограничена 250 км/ч. Что касается расхода топлива, то BMW 535i GT потребляет 8,9 литра на 100 километров. Показатель выброса CO2 – 209 г/км.
Информационное издание: Новости гаи, дтп, штрафы пдд, ГИБДД, Экзамен ПДД онлайн. Техосмотр
