Twin-turbo и biturbo: в чём разница схем наддува

Как производители используют twin-turbo и biturbo

Популярное правило «twin-turbo — одинаковые турбины, biturbo — разные» не подтверждается заводскими примерами. В описании Aristo 1991 года Toyota называет систему two-way twin turbo и прямо сообщает о двух одинаковых агрегатах, которые подключаются к работе поэтапно. Одинаковый размер не означает обязательную одновременную работу во всём диапазоне.

Есть и обратная подсказка. Maserati на своей исторической странице использует название Biturbo, а в таблице двигателя пишет twin-turbo. Здесь оба слова относятся к одной модели. В более поздней брошюре Ghibli раздел Twin Turbo описывает два турбокомпрессора, по одному на ряд цилиндров.

Для определения схемы нужно проследить впускной и выпускной тракты. Заводское описание показывает, как соединены агрегаты и когда каждый участвует в работе.

Параллельная схема: разделение потока

В параллельной схеме каждый из двух компрессоров сжимает свою часть общего потока воздуха. Воздух после одного компрессора не проходит через второй: оба подают его к двигателю по параллельным ветвям.

Наглядный вариант — V-образный двигатель с отдельным турбокомпрессором на каждый ряд цилиндров. Именно так Maserati объясняет бензиновый Twin Turbo в брошюре Ghibli 2017 модельного года.

Распределение потока позволяет каждому компрессору работать с частью общего расхода воздуха. Это не гарантирует определённого времени отклика: размеры колёс, корпуса и управление всё равно выбираются под двигатель. Две крупные турбины нельзя считать автоматически более отзывчивыми, чем одна небольшая.

Поэтапное подключение: сначала один, затем оба

Последовательное включение описывает изменение состава работающих агрегатов по режиму двигателя. На низких оборотах основную работу выполняет один турбокомпрессор, затем система подключает второй. Слово «последовательный» здесь относится к очередности участия, а не обязательно к прохождению воздуха через два компрессора подряд.

Toyota объясняет именно такую логику для 2JZ-GTE в Aristo 1991 года: сначала действует один из двух одинаковых агрегатов, на средних и высоких оборотах — оба. Для Supra A80 в пресс-релизе 1993 года также указан 2JZ-GTE two-way twin-turbo.

Клапаны направляют выхлоп и воздух так, чтобы второй турбокомпрессор вступал в работу по режиму двигателя. После его подключения первый продолжает работать. Именно это отличает такой переход от простой замены маленького агрегата большим.

Mazda использует сходное по смыслу обозначение: в заводской таблице RX-7 за октябрь 2000 года двигатель 13B-REW назван sequential twin-turbo. Устройство ротора разобрано в статье о роторном двигателе Mazda; для сравнения наддува здесь существенна очередность участия двух агрегатов.

Две ступени сжатия — отдельная характеристика

В ступенчатой системе компрессоры соединяются последовательно по воздушному тракту. Один создаёт первую ступень давления, другой может дополнительно сжимать уже подготовленный поток. Это отличается от ситуации, когда два параллельных компрессора просто начинают совместно обслуживать двигатель.

BorgWarner описывает такую организацию в системе R2S (Regulated Two-Stage — регулируемый двухступенчатый наддув) для дизельного двигателя BMW в релизе 2017 года. В ней есть небольшой турбокомпрессор ступени высокого давления и более крупный ступени низкого давления; по мере роста оборотов меняется распределение нагрузки.

У описанной BorgWarner системы есть ещё одна особенность: изменяемая геометрия турбины применена на обеих ступенях, включая большую ступень низкого давления. Электрические приводы управляют геометрией, а не раскручивают валы турбокомпрессоров вместо выхлопа. Производитель связывает применение этой регулировки также на большой ступени с улучшением переходного отклика.

Так в одном двигателе сочетаются два признака: воздух проходит ступени сжатия подряд, а сами турбины дополнительно регулируют использование энергии выхлопа. Число агрегатов, их соединение и способ управления отвечают на разные вопросы об одной системе.

Как читать описание конкретного двигателя

Полезно отдельно проследить выпуск и впуск. На выпуске смотрят, какие цилиндры питают каждую турбину и есть ли управляемые обходы. На впуске — сливаются ли выходные потоки или один компрессор подаёт воздух на другой. Затем проверяют описание режимов работы клапанов.

Такой порядок не требует угадывать устройство по рекламному имени. Даже слово sequential нуждается в контексте: оно может описывать переключение работающих агрегатов, тогда как series относится к их соединению. В русскоязычном пересказе оба иногда превращаются в одно «последовательно».

Twin-scroll также не является синонимом twin-turbo. Оно описывает разделённые входные каналы турбинного корпуса. Чтобы посчитать турбокомпрессоры, нужно считать самостоятельные агрегаты, а не каналы одного корпуса или патрубки на фотографии.