Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Турбокомпрессоры
Turbochargers
В двигателе внутреннего сгорания схема с двумя турбокомпрессорами предполагает работу двух турбокомпрессоров совместно для наддува всасываемой топливовоздушной смеси (или просто воздуха в случае двигателя с непосредственным впрыском). Наиболее распространенная схема предусматривает использование двух идентичных или зеркально расположенных турбокомпрессоров, работающих параллельно, каждый из которых обрабатывает половину выхлопных газов V-образного двигателя по отдельным каналам. Эти турбокомпрессоры могут быть одинакового или разного размера.
In an internal combustion engine, twin turbo is a layout in which two turbochargers work in tandem to compress the intake fuel/air mixture (or intake air, in the case of a direct injection engine). The most common layout features two identical or mirrored turbochargers in parallel, each processing half of a V engine's produced exhaust through independent piping. The two turbochargers can either be matching or different sizes.
Параллельно
В параллельной конфигурации два турбокомпрессора одинакового размера получают по половине выхлопных газов. Некоторые конструкции объединяют впускной наддув от каждого турбокомпрессора в один впускной коллектор, а другие используют отдельный впускной коллектор для каждого турбокомпрессора. Параллельные конфигурации особенно хорошо подходят для двигателей V6 и V8, поскольку каждый турбокомпрессор можно назначить на один ряд цилиндров, что снижает количество необходимой выхлопной магистрали. В этом случае каждый турбокомпрессор питается выхлопными газами от отдельного выхлопного коллектора. Для четырехцилиндровых и рядных шестицилиндровых двигателей оба турбокомпрессора могут быть установлены на один выхлопной коллектор. Цель использования параллельных турбокомпрессоров – уменьшить турбояму, позволяя использовать турбокомпрессоры меньшего размера, чем при использовании одного турбокомпрессора для двигателя. На двигателях с несколькими рядами цилиндров (например, V-образных и оппозитных двигателях) использование параллельных турбокомпрессоров также может упростить выхлопную систему. Maserati Biturbo 1981–1994 годов выпуска стал первым серийным автомобилем, оснащенным двойными турбокомпрессорами.
In a parallel configuration, two equally sized turbochargers each receive half of the exhaust gases. Some designs combine the intake charge from each turbocharger into a single intake manifold, while others use a separate intake manifold for each turbocharger. Parallel configurations are well suited to V6 and V8 engines since each turbocharger can be assigned to one cylinder bank, reducing the amount of exhaust piping needed. In this case, each turbocharger is fed exhaust gases by a separate exhaust manifold. For four cylinder engines and straight six engines, both turbochargers can be mounted to a single exhaust manifold. The aim of using parallel twin turbos is to reduce turbo lag by being able to use smaller turbochargers than if a single turbocharger was used for the engine. On engines with multiple cylinder banks (e. g. V engines and flat engines) use of parallel twin turbos can also simplify the exhaust system. The 1981–1994 Maserati Biturbo was the first production car to use twin turbochargers.
Последовательность
Последовательное турбонаддувание – это схема, при которой двигатель использует один турбокомпрессор на низких оборотах, а второй или оба турбокомпрессора – на высоких. Эта система предназначена для устранения недостатка больших турбокомпрессоров, которые не обеспечивают достаточного наддува на низких оборотах. С другой стороны, небольшие турбокомпрессоры эффективны на низких оборотах (когда в выхлопных газах содержится меньше кинетической энергии), но не способны обеспечить необходимое количество сжатого воздуха на высоких оборотах. Таким образом, системы последовательного турбонаддува позволяют уменьшить турбояму без снижения мощности на высоких оборотах. Система устроена таким образом, что небольшой ("первичный") турбокомпрессор работает, когда двигатель работает на низких оборотах, что снижает порог наддува (обороты, при которых обеспечивается эффективный наддув) и время отклика турбины. По мере увеличения оборотов небольшая часть выхлопных газов направляется в больший ("вторичный") турбокомпрессор для разгона. Затем, на высоких оборотах, весь поток выхлопных газов направляется во вторичный турбокомпрессор, чтобы обеспечить двигателю необходимый наддув. Первым серийным автомобилем, в котором была применена система последовательного турбонаддува, стал Porsche 959 1986–1988 годов выпуска, оснащенный двумя последовательно работающими турбокомпрессорами на оппозитном шестицилиндровом двигателе.
Sequential turbocharging is a set up in which the engine uses one turbocharger for lower engine speeds, and a second or both turbochargers at higher engine speeds. This system is intended to overcome the limitation of large turbochargers providing insufficient boost at low RPM. On the other hand, smaller turbos are effective at low RPM (when there is less kinetic energy present in the exhaust gases) but are unable to provide the quantity of compressed intake gases required at higher RPM. Therefore, sequential turbocharger systems provide a way to decrease turbo lag without compromising power output at high RPM. The system is arranged so that a small ("primary") turbocharger is active while the engine is operating at low RPM, which reduces the boost threshold (RPM at which effective boost is provided) and turbo lag. As RPM increases, a small amount of exhaust gas is fed to the larger ("secondary") turbocharger, to bring it up to operating speed. Then at high RPM, all of the exhaust gases are directed to the secondary turbocharger, so that it can provide the boost required by the engine at high RPM. The first production car to use sequential turbocharging was the 1986–1988 Porsche 959, which used sequential twin turbos on its flat six engine.
Серия
Серийная турбонаддувка предполагает последовательное соединение турбокомпрессоров, при котором отработанные газы, пройдя через первый турбокомпрессор, дополнительно сжимаются вторым, а в некоторых случаях приводят в действие более крупную турбину. Последовательная турбонаддувка также может быть полезна в системах, где требуется давление, превышающее возможности одного турбокомпрессора, что обычно называют системой с двойным последовательным турбонаддувом. В этом случае используется несколько турбокомпрессоров схожего размера, работающих постоянно последовательно. Первый турбокомпрессор обеспечивает начальное сжатие (например, до трехкратного давления на впуске). Последующие турбокомпрессоры принимают поток с предыдущей ступени и сжимают его еще больше (например, дополнительно в три раза, обеспечивая общее увеличение давления в девять раз по сравнению с атмосферным). Недостатком многоступенчатой турбонаддувки является значительная турбояма, поэтому она чаще всего применяется в авиационных поршневых двигателях, которым обычно не требуется быстрое изменение оборотов (и, следовательно, турбояма не является критичным параметром при проектировании), а также в условиях низкой атмосферы на больших высотах, где необходимо высокое соотношение наддува. Высокопроизводительные дизельные двигатели также иногда используют такую конфигурацию, поскольку дизельные двигатели не подвержены детонации и могут работать с высоким давлением наддува.
Serial turbocharging is where the turbochargers are connected in series with the output of the first turbocharger then being further compressed by the second turbocharger and in some cases powering the larger turbine. A sequential turbo can also be of use to a system where the output pressure must be greater than can be provided by a single turbo, commonly called a compound twin turbo system. In this case, multiple similarly sized turbochargers are used in sequence, but constantly operating. The first turbo boosts provides the initial compression (for example to three times the intake pressure). Subsequent turbos take the charge from the previous stage and compress it further (for example to an additional three times intake pressure, for a total boost of nine times atmospheric pressure). A downside of staged turbocharging is that it often leads to large amounts of turbo lag, therefore it is mostly used on piston engine aircraft which usually do not need to rapidly raise and lower engine speed. (and thus where turbo lag is not a primary design consideration), and where the intake pressure is quite low due to low atmospheric pressure at altitude, requiring a very high pressure ratio. High performance diesel engines also sometimes use this configuration, since diesel engines do not suffer from pre ignition issues and can therefore use high boost pressures.