Obudowa turbosprężarki typu TWIN SCROLL

Poszczególne turbosprężarki, w zależności do silników, w których są montowane, mogą różnić się konstrukcją. Jedną z bardziej znaczących różnic jest ta, która występuje w konstrukcji obudowy żeliwnej. Wyróżniamy korpusy z pojedynczym wlotem spalin oraz dzielonym, podwójnym tzw. Twin Scroll. Każda z tych konstrukcji ma swoje uzasadnione zastosowanie.

Przy niskiej prędkości obrotowej, silnik generuje niewielką ilość spalin, których energia nie jest w stanie rozpędzić wirnika turbiny wystarczająco szybko. Cały proces sprężania dawki powietrza oraz jego dostarczenie do silnika również następuje z pewnym opóźnieniem. Aby poprawić wydajność turbosprężarki w takim wypadku, dobrym rozwiązaniem jest dzielony kolektor typu Twin Scroll.

Przepływ spalin z poszczególnych cylindrów ma charakter pulsacyjny. Kiedy spaliny skumulują się we wspólnym kolektorze wydechowym, mogą się wzajemnie dławić, co znacząco wpływa na wydajność turbosprężarki.

W konstrukcji Twin Scroll podzielenie kolektora oraz obudowy turbiny na dwie ścieżki przepływu pozwala na zmianę kolejności przepływu energii spalin z poszczególnych cylindrów i dopasowanie go bezpośrednio do koła turbiny.

Oto jak to działa:

Otwarcie zaworu wydechowego generuje pulsacyjny wydmuch spalin. Te przemieszczają się z dużą prędkością w dół kolektora poprzez spiralną konstrukcję obudowy turbiny wprost na wirnik. Powstałe dzięki podzieleniu kanały segregują i wzmacniają impulsy spalin. Jeden kanał odpowiada za cylindry wewnętrzne, drugi za zewnętrzne. Cykl pracy silnika generuje naprzemiennie uderzenia impulsów na łopatki wirnika w cyklu „jeden-dwa” utrzymując ich równomierne rozłożenie.

Wraz ze wzrostem prędkości obrotowej, przy wzroście energii spalin, dzielony kolektor traci na znaczeniu. Dlatego rozwiązania typu Twin Scroll przynoszą największe korzyści przy niskich i średnich prędkościach obrotowych. W tym bowiem zakresie jest to bardzo skuteczny sposób na poprawę efektywności turbosprężarki, w szczególności czasu jej reakcji.

Z punktu widzenia pracy koła turbiny, lepsze są szybkie, równomiernie rozłożone impulsy energii spalin o krótkotrwałym charakterze. To pozwala znacznie poprawić osiągi pracy wirnika a tym samym poprawić płynność przyspieszenia bez wyczuwalnych opóźnień.

Na podstawie materiałów BorgWarner