Turbo technologija jau seniai asocijuojasi su padidintu dinamiškumu, rafinuota variklio galia ir efektyviu degalų išnaudojimu. Tačiau dažnai galima išgirsti du iš pažiūros labai panašius terminus: Bi-turbo ir Twin-turbo. Nors abu terminai nurodo dviejų turbokompresorių sprendimą, jų išdėstymas, veikimo principai ir efektyvumo siekiai gali skirtis. Šiame straipsnyje išsamiai apžvelgsime, kur glūdi tikrasis skirtumas tarp Bi-turbo bei Twin-turbo sistemų, kokią naudą jos suteikia vidaus degimo varikliui ir kada jų naudojimas yra tikslingiausias.
Norint suprasti Bi-turbo ir Twin-turbo subtilybes, svarbu žinoti patį turbokompresoriaus (dažniau vadinamo tiesiog “turbo”) veikimo principą. Turbokompresorius susideda iš dviejų pagrindinių elementų: turbinos ir kompresoriaus. Iš variklio išmetamųjų dujų srauto energijos gaunamas sukamasis judesys, kuris suka kompresoriaus sparnuotę, tiekiantį didesnį oro kiekį į variklio cilindrus. Dėl to padidėja degimo efektyvumas ir galia. Naujesnėse sistemose dažnai naudojami pažangūs sprendimai, pavyzdžiui, kintamos geometrijos turbinos ar keraminiai guoliai, kurie padeda sumažinti turbinos vėlavimą (angl. “turbo lag”) ir pagerinti efektyvumą.
Bi-turbo dažnai apibūdinamas kaip sistema, kurioje naudojami du turbokompresoriai, veikdami tam tikruose variklio sūkių diapazonuose skirtingu intensyvumu ar tvarka. Ši konfigūracija dar gali būti vadinama sekvencine dviejų turbokompresorių sistema. Tokiu atveju vienas turbokompresorius veikia žemame ir vidutiniame variklio sūkių diapazone, užtikrindamas maksimalų slėgio augimą kuo anksčiau, o kai variklio apsukos padidėja, įsijungia antrasis (dažnai didesnis) turbokompresorius, suteikdamas papildomos galios ir dar didesnį slėgį.
Toks sekvencinis veikimas padeda išlaikyti tolygesnį galios pasiskirstymą. Tai ypač naudinga, kai siekiama efektyvumo plačiame sūkių diapazone – nuo kasdienės miesto eksploatacijos su minimaliu turbinos vėlavimu iki maksimalios traukos greitkelyje ar lenktynių trasoje. Dėl šios priežasties kai kurie žinomi gamintojai, kaip BMW, Mazda ar Audi, pasiūlo Bi-turbo (ar atitinkamos konfigūracijos) variklius, norėdami sujungti ekonomiškumą su solidžia galia.
Twin-turbo sprendimas iš esmės apibrėžiamas kaip dviejų lygiagrečiai prijungtų turbokompresorių sistema. Dažniausiai abu turbokompresoriai yra vienodo dydžio ir priima atskirą išmetamųjų dujų srautą iš atitinkamų variklio cilindrų grupių. Pavyzdžiui, šešių cilindrų eilėje variklis gali būti suskirstytas į dvi trijų cilindrų grupes: vienas turbo aptarnauja pirmuosius tris cilindrus, kitas – likusius. Toks išmetamųjų dujų srauto paskirstymas padeda efektyviau nukreipti dujų energiją į kiekvieną turbokompresorių, sumažina išmetimo priešslėgį ir pagerina variklio reagavimą.
Be to, Twin-scroll technologija, dažnai painiojama su Twin-turbo, remiasi ne dviejų turbokompresorių, o dvigubo srauto principu viename turbokompresoriuje. Todėl, jei matote užrašą „Twin-scroll turbo“, tai nebūtinai reiškia dvi atskiras turbinas. Vis dėlto “Twin-turbo” terminas paprastai indikuoja dviejų vienodai veikiančių turbokompresorių agregatų buvimą.
Pagrindinis skirtumas tarp Bi-turbo ir Twin-turbo dažniausiai pasireiškia sistemos veikimo eiliškume arba lygiagrečiame veikime. Bi-turbo, kuris savo esme gali būti sekvencinis, išnaudoja skirtingus turbokompresorių dydžius arba skirtingas jų paskirtis – vienas skirtas žemesnėms apsukoms, kitas – didesniems sūkiams. Tuo tarpu Twin-turbo beveik visuomet reiškia lygiagretų dviejų tokio paties dydžio turbokompresorių darbą, kur kiekvienas aptarnauja pusę cilindrų ar kitaip padalintą išmetamųjų dujų srautą.
Vienas iš praktinių pavyzdžių – V8 varikliai. Jei gamintojas naudoja Twin-turbo, greičiausiai turime keturis cilindrus, “maitinančius” vieną turbą, ir kitus keturis cilindrus – kitą. Taip pasiekiama tolygi išmetamųjų dujų energijos išklotinė. Tuo tarpu Bi-turbo atveju kartais galima išvysti, kad vienas mažesnis turbo agregatas padeda sukurti slėgį iškart nuo žemų sūkių, o antrasis, didesnis, įsijungia tik tuomet, kai reikia didesnės traukos (pavyzdžiui, didelio greičio pagreitėjimo metu).
Vienareikšmiško atsakymo, ar geriau Bi-turbo, ar Twin-turbo, nėra. Viskas priklauso nuo konkretų automobilį gaminančios kompanijos inžinerinių sprendimų, siekiamų dinamikos rodiklių ir pačios transporto priemonės paskirties. Sportiniuose automobiliuose, kuriems svarbiausias maksimalus galios prieaugis ties aukštais variklio sūkiais, dažnai sutinkama Twin-turbo konfigūracija. Ji užtikrina, kad išmetamųjų dujų energija būtų paskirstyta efektyviai, o variklis galėtų be didesnių trūkumų pasiekti itin didelę galią.
Tuo tarpu prabangiuose sedanuose ar SUV automobiliuose, kurių vartotojas nori ir sklandaus, ir galingo važiavimo, neretai aptiksite Bi-turbo sprendimą. Ten ypač svarbus mažas turbinos uždelsimo efektas bei tolygus galios paskirstymas per visą sūkių diapazoną, nes automobilis naudojamas ne tik vienkartiniams sprintams, bet ir ilgoms, komfortiškoms kelionėms.
Nors dviejų turbokompresorių sistemos vis dar tobulinamos, rinkoje jau matome ir tri-turbo, quad-turbo ar elektros variklio ir turbinos hibridinius derinius. Tai reiškia, kad gamintojai nuolat ieško būdų, kaip dar labiau sumažinti turbo lag, pagerinti degalų ekonomiką ir išlaikyti aukštą galią bei sukimo momentą. Elektrifikuotos turbinos – tai naujas žingsnis, leidžiantis atsisakyti dalies mechaninio uždelsimo, mat nedidelis elektros varikliukas gali iš karto pasukti kompresoriaus sparnuotę net dar prieš išmetamųjų dujų srautui „užpildant“ turbą.
Nepaisant to, Bi-turbo ir Twin-turbo išlieka svarbiais sprendimais tiek toliau tobulinant vidaus degimo variklių technologijas, tiek sudarant tvirtą pagrindą hibridiniams bei elektrifikuotiems sistemų konceptams. Daugeliui vairuotojų, kurie nori dinamiškos, patikimos ir inžineriškai išbaigtos transporto priemonės, dviejų turbokompresorių konfigūracija lieka patrauklus variantas – svarbu tik atidžiai įvertinti, kuri sistema geriausiai atitinka poreikius.
Galime teigti, kad Bi-turbo ir Twin-turbo iš pirmo žvilgsnio atrodo analogiški dėl abiejų atvejų eksploatuojamų dviejų turbokompresorių, tačiau praktikoje jie pasižymi specifiniais skirtumais. Bi-turbo dažnai veikia sekvenciniu principu, užtikrindamas tolygesnį galios pikinimą nuo žemų iki aukštų apsukų, tuo tarpu Twin-turbo remiasi lygiagrečia strategija, generuojančia nuoseklų išmetamųjų dujų energijos perdavimą. Kuris sprendimas tinkamiausias konkrečiam automobiliui, priklauso nuo gamintojo prioritetų bei galutinių vairuotojo poreikių. Vis dėlto, abu variantai suteikia neabejotinų privalumų tiems, kurie vertina didesnę galią, geresnį degalų efektyvumą ir norą išnaudoti modernios turbo technologijos potencialą.