twin scroll турбина что это
Твинскрольная турбина: описание конструкции, принцип действия, плюсы и минусы
Основным недостатком турбированных двигателей в сравнении с атмосферными вариантами является меньшая отзывчивость, обусловленная тем, что раскрутка турбины занимает определенное время. С развитием турбокомпрессоров производители разрабатывают различные способы повышения их отзывчивости, производительности и эффективности. Наиболее оптимальным вариантом являются твинскрольные турбины.
Общие особенности
Под данным термином понимают турбокомпрессоры со сдвоенной входной частью и двойной крыльчаткой турбинного колеса. Со времен появления первых турбин (примерно 30 лет назад) они были дифференцированы на варианты с открытым и раздельным впуском. Последние являются аналогами современных твинскрольных турбокомпрессоров. Лучшие параметры определяют применение их в тюнинге и автоспорте. К тому же некоторые производители используют их на серийных спортивных машинах, таких как Mitsubishi Evo, Subaru Impreza WRX STI, Pontiac Solstice GXP и др.
Применение
Как было отмечено выше, твинскрольные турбины нередко применяются на серийных спорткарах. Однако при тюнинге их использование на многих моторах с синглскрольными системами затруднено ограниченным пространством. Это обусловлено, прежде всего, конструкцией коллектора: при равной длине необходимо сохранить приемлемые радиальные изгибы и характеристики потока.
В любом случае возможна и установка твинскрольной турбины на ВАЗ, и замена ей синглскрольного турбокомпрессора Porsche. Разница состоит в стоимости и объеме работ по подготовке двигателя: если на серийных турбомоторах при наличии пространства обычно достаточно заменить выпускной коллектор и некоторые прочие детали и сделать настройку, то атмосферные двигатели требуют для турбирования значительно более серьезного вмешательства. Однако во втором случае разница в сложности установки (но не в стоимости) твинскрольной и синглскрольной систем несущественна.
Выводы
Твинскрольные турбины, благодаря раздельной подаче выхлопных газов на двойное турбинное колесо и устранению взаимного импульсного влияния цилиндров, обеспечивают лучшие производительность, отзывчивость и эффективность в сравнении с синглскрольными вариантами. Однако создание такой системы может оказаться весьма дорогостоящим. В целом это оптимальное решение для повышения отзывчивости без потери максимальной производительности для турбомоторов.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Несколько слов о турбо коллекторе (твинскрольный)
началось всё из изготовления фланцев, занимался я этим давно, ещё холодно было и не чем было заниматься, так что решил ни к кому не ехать, а делать всё своими руками
кум притащил мне материал на плиту к ГБЦ 15мм, а на фланец улитки и на фланец даунпайпа я покупал металл толщиной 14мм.
прикупил одну фрезу ещё под дрель за 180 грн, ею удобно шарошить каналы, если бы не ограничение в 20 фото то показал бы гораздо больше всего, а так догадывайтесь немного=)
после всех сверлений и подгонки каналов уже надо выпилить и наружную форму, всё делалось турбиной, никаких станков… после облагораживание турбинкой со шкуркой, ну так что б приятно было в руки взять=)
опилил второй фланец на коллектор, под турбину… пилил как обычно — по напечатанному чертежу)
напечатал всё в реальном размере
прикладываем на заготовку, магнитиком прижимаем и керним центра отверстий, обводим маркером отверстия…
потом высверливаем лишнее, и дальше долгие мучения с напильниками… реально дооолго, тут я фрезой ничего не пилил, всё именно напильниками делалось…
ну и вот что из этого получилось
со стороны турбины фланец ещё будет фрезероваться, так что не обращаем внимание на раковины коррозии…
я себе не представлял как сделать правильно сход ранеров к фланцу улитки, ну криворукий блин, ровно никогда ничего не получается, а тут довольно таки точно надо…((
пошёл набрал огрызков с металлолома и давай тренироваться))
сварил первый сход — широко…
сварил второй — нормально))) по второму картонку обрисовал и сделал точно такой же ещё один…
ещё одна проблема — почти все ставят обычные турбины, а у меня твинскролл! да и ещё окна у моего твинскрола очень таки замудреные, форма совсем не похожа на профиль трубы)) долго думал как лучше сделать, пересмотрел фирменные коллектора от ЭВО, даже они мне не понравились, не правильно как то там…
посмотрите сколько площади канала перекрыто и не используется…
наварено, заварены дыры вокруг труб… короче решил так не делать, рушил помучать себя))
после того как сварили между собой две трубы, подогнал диаметр срезанием лишнего и молотком придал нужную мне форму=)
всё выстучал чётко по форме окон фланца, по этому сечение полное и ничего заваривать не нужно, просто приварить в торец и всё)
маркером размечено 1,4 каналы, они должны пойти поверх 2-3, по этому и коротко тут…
так как машина нужна постоянно, то фланец выставлять пришлось при помощи рулетки и на глаз)) благо ГБЦ в гараже ещё две штуки лежат, можно на чём то строить макет) в общем прикинул расстояние от ГБЦ до фланца улитки, так что б в рампу не упереться, а по высоте примерно на уровне рампы… использую всё что попалось под руку — прикрутил фланец и начал от него вываривать ранеры… фланец смещён вперёд, так как сзади ещё должен где то поместится даунпайп, а места ооочень мало, из-за этого как бы самым длинным получается именно ранер 4 цилиндра, и так как он должен по задумке пойти над 2 и 3 ранерами и длина у него самая большая как бы, то начал с него…
собрав всё на прихватки — понял что это самый простой оказался))) далее начал изобретать как провести к первому цилиндру, он то самый короткий… пришлось немного отводов наварить что б канал удлинить, что у меня и получилось, канал даже примерно 1-2 см длиннее четвёртого, правда замер приблизительный, рулеткой…
дальше ещё интересней) пришлось полностью снять первый ранер что отпилить кусок от второго))) да и второй третий ранеры реально тесно проходят к месту назначения, стеснённые условия… ну уместил как то всё, второй получился самым длинным, разница между 4 и 2 может около 5 см, может меньше даже, но она есть… а третий почти как первый по длине…
всё время думал как бы сделать и что б не упереться в стартер, тесновато ведь, и совсем не подумал что подкрыльник то тоже не так уж и далеко…
посмотрев на коллектор думаю что может как то получится всё же укоротить ещё второй ранер так что б он не упирался в брызговик, да и если получится такая переделка, то он ещё и укоротится, как раз будет очень приближен к остальным, так сказать равнодлинный=) я можно сказать уверен что никто не делает идеально равнодлинные коллектора, всё таки какая то разница всё равно есть в каналах, у меня она тоже есть, и пока что она влазит где то в 5см между самым коротким и длинным, попробую уменьшить эту величину ещё, вдруг получится=) а то как то весь коллектор переделывать мне что то очень не хочется(((
Клапан быстрой раскрутки турбины (quick spool valve) T3 twinscroll
Клапан быстрой раскрутки турбины работает достаточно просто, он ограничивает проходное сечение канала между коллектором и входом в турбину, благодаря чему давление и скорость потока увеличиваются, что способствует быстрой раскрутке больших турбин. При достижении определенного давления, заданного характеристиками актуатора управления заслонкой, заслонка открывается и увеличивает проходное сечение канала между турбиной и коллектором. Такой клапан позволяет увеличить отклик двигателя, а так же повысить крутящий момент в зоне низких и средних оборотов.
Такие клапаны применяются на обычных и twinscroll турбинах и работают они одинаково хорошо и на бензиновых и на дизельных двигателях.
Для примера, фото подобного клапана, найденное в интернете.
А так же сравнительный график крутящего момента двигателя с клапаном (красный) и без клапана (синий).
Мы разработали свою, относительно бюджетную конструкцию клапана быстрой раскрутки турбины. На данный момент в производстве клапаны под фланец T3 twinscroll. Конструкция нашего клапана достаточно проста, при этом она имеет минимум деталей. В конструкции учтены тепловые расширения и уплотнение оси заслонки. Метод сборки заслонки не позволит ей «разобраться» в процессе эксплуатации, а так же подразумевает возможность замены отдельных частей в случае износа / повреждения. Основа заслонки (фланец) изготовлен из черной стали для минимизации стоимости, остальные детали из нержавеющей стали. Для привода заслонки используется пневматический актуатор, возможна установка клапанов под разный порог срабатывания от 0.5 до 2 бар.
Если кому-то интересная подобная продукция, Вы можете присоединиться к заказу на этапе производства и приобрести такой клапан практически по себестоимости.
Стоимость клапана в сборе с актуатором 12500р.
В JTlab Вы можете заказать изготовление клапана быстрой раскрутки турбины (quick spool valve)
Подписывайтесь на наши аккаунты в соц. сетях:
Двигатель с турбонаддувом твинсколл на Субару
Двухканальная система «twin-scroll» отличается от обычной наличием двух, а не одного как в “single-улитке” каналов, делящих камеру детали на две части. Таким образом, отработавшие газы подаются на лопасти крыльчатки раздельно, за счет чего эффективнее используется импульсный наддув. Это помогает получить стабильную тягу двигателя во всем диапазоне оборотов, снижая к минимуму эффект так называемого турбо-лага.
Из минусов твинскролла можно назвать меньшую отдачу железного сердца автомобиля с этой системой при работе на высоких оборотах, так как чем выше обороты, тем менее выражен эффект импульсного наддува. Вторым минусом назовем более высокую стоимость готовой детали, по сравнению с синглскроллом из-за конструктивных особенностей и сложности в производстве.
Установка турбонаддува на Forester, Impreza, Legacy.
Профессиональный монтаж турбонаддува, в том числе твинскрольного – залог успеха стабильной работы двигателя и его качественной силовой отдачи. Оба варианта турбин доступны к установке нашими мастерами на весь модельный ряд автомобилей Субару с турбо-моторами. Возможна также переделка из сингл. в твин.
Что такое твинсколл на Субару?
Когда настает момент выбора быстрого автомобиля, а он обязательно появляется в жизни каждого, чей выбор не только уныло толкаться в пробках, но еще и получать удовольствие от вождения, то на ум сразу приходят две системы турбонаддува двигателей. Разумеется, если вы не горячий поклонник огромных американских суперчарджеров с ременным приводом.
Твинскролл или сингл-турбо? Что это такое и в чем разница?
Твинскролл – переводится как «двойная улитка» – это один из вариантов турбокомпрессора, включающий в себя несколько каналов для вывода выхлопных газов. Начал внедряться автопроизводителями, ради повышения КПД систем турбонаддува. Пионером в этой области стала компания Порше, начавшая ставить турбины этого типа еще в далеком 1978 году.
Разбираемся в плюсах и минусах различных систем турбонаддува
В современном мире можно выделить шесть различных видов турбосистем: 1.Одиночная турбина 2.Твин-турбо 3.Твинскролл 4.Турбина с изменяемой.
В современном мире можно выделить шесть различных видов турбосистем:
1.Одиночная турбина
2.Твин-турбо
3.Твинскролл
4.Турбина с изменяемой геометрией
5.Изменяемый твинскролл
6.Электрическая турбина
Сегодня мы с вами попробуем разобраться в каждой из них, выделить их достоинства и недостатки.
Одиночная турбина имеет массу вариаций. Измените размер колеса компрессора, и вы получите совершенно другие характеристики. Крупные турбины добавят больше мощность, турбины поменьше, соответственно – поменьше. Кроме того, одиночные турбины могут быть как на шарикоподшипниках, так и на подшипниках скольжения. Первые имеют гораздо меньший коэффициент трения, соответственно турбина быстрее разгоняется, однако, при этом она и стоит подороже.
— Относительно недорогой метод увеличения эффективности и мощности двигателя
— Самая простая из всех турбосистем
— Позволяет использовать небольшие двигатели, при этом выдавая мощность крупных атмосферников, соответственно позволяет снизить вес автомобиля
— Низкий диапазон об/мин.
— Работает не так быстро и стабильно, как другие турбосистемы.
Как и одиночные турбины, эта система имеет множество различных опций. Например, может быть установлено по одной турбине на каждый блок цилиндров (для V6 или V8). Кроме того, одна из турбин может быть направлена специально на работу при низких оборотах, а затем в дело может подключаться более крупная, для работы на высоких оборотах двигателя. Кстати, у нас уже писали о сравнении Твинтурбо и Битурбо, почитайте.
— Для параллельных систем твин-турбо на двигателях с компоновкой типа V, достоинства и недостатки совпадают с теми, которыми обладает одиночная турбина
— Использование двух турбин на разных оборотах дает более широкий диапазон крутящего момента.
— Стоимость и сложность
— Есть более простые и эффективные способы достижения того же эффекта (см. ниже)
Практически в любом плане, твинскролл является гораздо более удачной альтернативой одиночной турбины. Благодаря наличию двух камер, выхлоп разделен на два потока. Например, на четырехцилиндровом двигателе (порядок зажигания 1-3-4-2), цилиндры 1 и 4 работают с одной камерой турбины, в то время, как цилиндры 3 и 2 работают с отдельной. В чем же выгода? Представим, что цилиндр 1 заканчивает свой цикл и достигает нижней точки, открывается выхлопной клапан. В то же время, цилиндр 2 заканчивает выхлопной цикл, закрывая выхлопной клапан и открывая впускной клапан. При наличии обычной одиночной турбины, давление выхлопа от цилиндра 1 будет препятствовать забору воздуха цилиндра 2, поскольку оба выхлопных клапана открыты. Так вот, если камеры разделить, проблема разрешится.
— Более широкий диапазон оборотов
— Больше возможностей для тюнинга
— Требует специальной компоновки двигателя и конструкции выхлопа
— Дороже и сложнее стандартной одиночной турбины
Турбина с изменяемой геометрией
Пожалуй, одна из самых интересных турбосистем. На данный момент производят их довольно мало, поскольку они являются значительно дороже и требуют применения нестандартных материалов. Такие системы ценятся благодаря хорошему диапазону крутящего момента и отсутствию провалов тяги на низких оборотах.
— Широкая, плавная кривая крутящего момента. Эффективность на высоком диапазоне оборотов.
— Требует всего лишь одну турбину, упрощая тем самым всю систему.
— Обычно используется только на дизельных двигателях с меньшим количеством выхлопных газов
— Для бензиновых движков такая система обойдется в копеечку.
Может быть, это и есть идеальный вариант, который мы искали? Среди всех новинок, участвовавших в выставке SEMA 2015, эта турбина привлекла особо пристальное, всеобщее внимание.
— Значительно дешевле (в теории), чем предыдущий вариант, и подходит для бензиновых двигателей
— Обеспечивает плавную кривую крутящего момента
— Проще в производстве
— Цена и сложность в сравнении с одиночной турбиной или твинскроллом
— Это не новая технология, испытанная в прошлом, которой прижиться так и не удалось. Вероятно, на то есть свои причины.
Установка мощной электрической турбины исключает все возможные проблемы. Провалы тяги? Их больше нет. Мало выхлопных газов? Не проблема. Турбина не добавляет крутящего момента на низких оборотах? Теперь добавляет! Возможно, за этим будущее турбированных двигателей, однако, и у этой системы есть свои недостатки.
— Исключение провала тяги и недостатка выхлопа, компенсируя их электроэнергией
— Лишняя энергия пускается обратно в дело (как в Формуле 1)
— Огромный диапазон оборотов с плавной кривой крутящего момента
— Стоимость и сложность. Нуждается в охлаждении.
— Вес и комплект также являются проблемой, поскольку для работы необходим дополнительный аккумулятор
— Турбины с изменяемой геометрией и твинскроллы могут выдавать ту же мощность при значительно меньшей цене.