14.11.2018. Autor: Oliver Marić

Što je to: Twin-scroll, turbopunjač s dvostrukim ulazom

Smanjuje se štetan protutlak u ispušnoj grani i sprečavaju negativne interakcije cilindara pri ispuhu i nekontroliran povrat ispušnih plinova, poboljšavaju se punjenje i performanse motora, a smanjuje potrošnja

Sve više motora s prednabijanjem oprema se tzv. ‘twin-scroll’ turbopunjačem. O čemu je riječ? Krenimo redom. Osnovna ideja turbo motora je da se tijekom prvog takta u cilindar nabiju plinovi pod tlakom. Prirast tlaka - 0,5 ili 0,6 bara (u određenim slučajevima i više) naziva se tlakom pretpunjenja ili prednabijanja. 

Tu zadaću obavlja kompresor, kojeg okreće turbina smještena na istom vratilu. Već je davno uočen problem nejednolike učinkovitosti turbopunjača, posebice u području malih brojeva okretaja motora (‘turbo-rupa’). Rješenja je ponudila turbina promjenjive geometrije, koja je u svim režimima rada motora omogućava najpovoljniji smjer ustrujavanja zraka. 

Nove verzije imaju regulaciju uz pomoć specijalnog ventila s aksijalnim klipom omogućavati najpovoljniju količinu, brzinu i smjer ustrujavanja ispušnih plinova na rotor. Pomicanje aksijalnog klipa nadzirat će ‘pametna’ elektronika.

Turbopunjač je znatno uspješniji kod dizelaša nego kod benzinaca, a jedan od razloga je u štetnoj interakciji cilindara pri ispuhu. Uzrok je u korištenju zajedničkog turbopunjača na zajedničkoj ispušnoj grani. Ispušni plinovi pokreću turbinu, a ona stvara otpor i povisuje tlak u ispušnoj grani. 

Tako ispušni plinovi iz cilindara koji započinju s pražnjenjem ustrujavaju u cilindar koji je upravo završio s ispuhivanjem. To je moguće zbog fenomena ‘prekrivanja ventila’, odnosno istodobne otvorenosti usisnih i ispušnih ventila.

Kad je klip prvog cilindra u gornjoj mrtvoj točki (GMT), a ventili su u prekrivanju (završetak ispuha i početak usisa), tada je klip trećeg cilindra u donjoj mrtvoj točki (DMT), na prijelasku iz trećeg u četvrti takt (završetak ekspanzije i početak ispuha). 

Tada ispušni plinovi nekontrolirano ustrujavaju u prvi cilindar. Nakon jednog okretaja koljenastog vratila, kad prvi i treći cilindar mijenjaju radne pozicije, problemi nastaju u trećem cilindru. Isto se zbiva s drugim i četvrtim cilindrom.

Problem negativnih interakcija cilindara pri ispuhu, odnosno povrat ispušnih plinova u cilindre, sprečava se dvostrukim ulazom i dvostrukom odvojenim zavojnicom (twin scroll) za strujanje ispušnih plinova na turbinskoj strani turbopunjača.  

Na svaki se ulaz spajaju “spareni cilindri” 1 i 4, odnosno 2 i 3, kod kojih se klipovi kreću paralelno, a fazni im je pomak 360 stupnjeva. U sparenim su cilindrima klipovi istodobno u GMT, odnosno u DMT. 

Kad su ventili prvog cilindra u prekrivanju (na prijelazu iz četvrtog u prvi takt), tada su ventili četvrtog cilindra čvrsto zatvoreni (na prijelazu drugog u treći takt), te je povrat ispušnih plinova nemoguć. Isto je u svakoj drugoj kombinaciji. 

Sprečavanjem nekontroliranog povrata ispušnih plinova povećava se učinkovitost turbo motora i smanjuje potrošnja goriva. Znatno se povećava elastičnost, posebice kod niskih okretaja, kad nastaje ‘turbo-rupa’.





Cindrić



Cindrić

Mazda kampanja



Vulkal gume