Twin turbo bmw что это
TwinPower Turbo на моторах BMW, чем они отличаются и в чем их преимущества
Магия TwinPower Turbo в двигателях BMW
В пути от базовой серии до спортивного суперкара M5 бренд BMW всегда бросал вызов законам автомобильной логики. Автомобили, которые казались невероятно быстрыми на бумаге, превосходили все ожидания при запуске в серию и при реальном знакомстве. Многие, если не все двигатели BMW работают, словно по волшебству, но когда открывается капот очередного баварского шедевра, под ним не оказывается древних германских рун, только на защите силового агрегата красуется надпись «TwinPower Turbo».
BWM всегда проповедовал политику турбонаддува и заднего привода. Сегодня не встретить силового агрегата марки, который не имеет хотя бы одного турбонаддува, не говоря уже о серии высокопроизводительных дизелей с трех- и четырехтурбинными установками.
TwinPower играет важную роль, когда речь идет об эффективных и динамичных бензиновых и дизельных двигателях BMW. Но что такое TwinPower Turbo в реальности и что он может предложить автомобильному миру?
Когда речь заходит о бензиновых двигателях, TwinPower Turbo, то есть три компонента, которые применяются во всех модификациях, от 3 до 12 цилиндров:
• вальветроник;
• прямой впрыск топлива;
• турбонаддув.
Турбодизели оборудуются системой впрыска Common Rail.
Valvetronic – электронный переменный клапан. Это технология, разработанная BMW, которая позволяет оптимизировать потребление топлива путем регулирования подъема клапана. Разработчики утверждают, что эта технология сама по себе способна уменьшить расход топлива на 10%.
Вольветроник – мощная электронная технология. Она обеспечивает непрерывный и точный контроль над подъемом впускного клапана. Это означает, что когда владелец баварца нажимаете педаль газа, запускается контроль открытия клапанов, вместо обычной дроссельной заслонки открываются системы впуска.
В системе используется набор рокеров, управляемый электронным распределительным валом. Поскольку она способна регулировать клапаны от полностью открытого до почти закрытого состояния, двигатель не нуждается в оборотах для увеличения нагрузки.
Valvetronic был впервые представлен в 2001 году на модели серии 316ti и использовался в основном для двигателей с наддувом, ориентированных на массовую продажу, таких как:
Но система не использовалась на двойном турбонаддуве N54. Вместо этого турбонаддув N55 straight-6, заменивший его в 2009 году с такими же характеристиками, как и у N74 twin-turbo V12 топовой 7-й серии, был оснащен системой вальветроник. После этого технология применялась практически на всех автомобилях BMW.
High Precision Injection – системы непосредственного впрыска с центральными многозубчатыми инжекторами. Они постепенно заменили технологии, использовавшиеся 2000-х годах. Двигатели с наддувом и с турбонаддувом использовали пьезоинжекторные форсунки. Однако новый 6-цилиндровый турбодвигатель BMW N55, запущенный в производство с 2010 года, устанавливавшийся в моделях 335i, 535i, X3, X5 и X5, использует систему впрыска соленоида, разработанную Bosch. Эта система была выбрана баварцами, чтобы сохранить конкурентоспособные цены на североамериканском автомобильном рынке.
Название TwinPower Turbo сбило с толку многих автовладельцев. Они не понимали, что находится под капотами их BMW. В связи с этим на компанию был подан судебный иск за обман большого количества людей. В документе TwinPower Turbo был назван «ложным двойником» и говорилось, что баварцы запустили рекламную кампанию с целью обмануть покупателей. Все дело в слове «двойной», которое присутствует в названии. Его наличие не было гарантией оснащения двигателей двумя турбонаддувами.
Первоначально TwinPower Turbo появился на двухпролетном одиночном турбонаддуве (устанавливался на 5 серию Gran Turismo в 2009 году, а в 2010 году появились модели E90 335i, 135i, X3 и X5), начиная с N55 (шестицилиндровым двигателем с турбонаддувом) и N74 (6-литровый V12 агрегат с двумя турбонаддувами). Им оснащались модели 760i и 750Li 2009 года выпуска. Двухскоростной турбонаддув – основная технология для TwinPower Turbo BMW.
Конструкция с двумя турбинами начинается с выпускного коллектора, разделяющего выхлопные газы. Они проводятся через разные спирали, называемые «свитками». Турбо имеет два сопла разных диаметров, они нужны для обеспечения быстрого отклика силового агрегата. BMW называет специальный выпускной коллектор собственной разработки Cylinder-Bank Comprehensive Manifold или CCM.
Следует напомнить, что современные двигатели BMW TwinPower не обязательно оснащаются двухтактными турбокомпрессорами. Зато у них есть отличный выпускной коллектор, который улавливает больше выхлопных газов для подачи в турбины, что обеспечивает мощность без запаздывания.
Трехцилиндровая революция: B37 и B38 TwinPower Turbo. Бензин и дизель
Очередным революционным решением BMW стали трехцилиндровые бензиновые и дизельные двигатели, которые могут соперничать с модификациями, имеющими большее количество цилиндров. Они построены по модульной системе, где используются такие же 500-сантиметровые цилиндры совместно с технологией TwinPower Turbo мощностью 120–220 лошадиных сил.
Известно, что дизельные агрегаты получили обозначение B37, а бензиновые — B38. Первые образцы установлены на гибридном спортивном автомобиле i8 серии FWD 1 и MINI. Они также используются сериями RWD 1 и 3 в качестве стартовых модификаций модельного ряда двигателей.
Лучшие 4-цилиндровые турбо в мире
В 2004 году началось производство двигателя с прямым впрыском, разработанного совместно с PSA Peugeot Citroen. В 2011 году конструкторы BMW разработали модель N13, в которой был изменен корпус масляного фильтра — он устанавливался продольно. Двигатель был установлен на модели 114i, 116i и 118i.
Возможно, перспективным мотором для BMW сейчас является N20. Его рабочий объем — 2.0 литра, есть турбонаддув с четырьмя цилиндрами. Мотор также имеет надпись «TwinPower Turbo» на крышке. Этот двигатель заменил менее мощного собрата стрит-6 в моделях «20i», «28i», является жизнеспособной и очень эффективной его альтернативой.
Существует 2 модификации N20. Версия 184 PS является менее мощной и доступна для X1, xDrive20i, F30 320i, 520i, базового Z4 sDrive20i. Топовый вариант этого 2,0-литрового двигателя TwinPower обладает мощностью 245 л.с., используется в моделях F30 328i, 528i, X1, X3 и Z4.
Straight-6 TwinPower Turbo: N55
Когда технология TwinPower Turbo устанавливается на 6-цилиндровый двигатель, его преимущества становятся очевидными. Мотор с двумя турбинами N55 заменил более дорогой агрегат N54 в 2009 году. Но обе модификации очень похожи друг на друга. Сопоставимый выход на собственный 4-литровый V8 BMW, с более легким блоком и более низким крутящим моментом, еще больше загар, который можно найти в E92 M3 с мощным S65 V8.
Мощность N55 составляет 302 л.с., крутящий момент — 300 Нм (400 Нм). Он устанавливается в моделях 335i, 135i и всех модификациях SUV. Существует еще более мощная версия под индексом N55HP, мощностью 315 л.с., крутящим моментом 450 Нм. Этой версией комплектуются топовые модели, такие как 640i, 740i, и даже спортивный сверхтяжелый хэтчбек M140i.
Дебют двигателя состоялся в 2009 году, его начали устанавливать на пятую серию GT. Оборудованный продвинутой версией 6-цилиндрового двигателя, BMW 535i Gran Turismo способен разгоняться до 100 км/ч всего за 6,3 секунды. Максимальная скорость этого зверя ограничена 250 км/ч. Что касается расхода топлива, то BMW 535i GT потребляет 8,9 литра на 100 километров. Показатель выброса CO2 – 209 г/км.
BMW Twin-Turbo: виды и принципы работы
Дословный перевод означает «двойное турбо». И на самом деле twin-turbo используется для повышения мощности. Здесь описаны виды и принципы работы данной турбосистемы.
Что такое Twin-Turbo
Это вид автомобильной системы наддува, работающий за счет 2 одинаковых турбин. Таким образом увеличивается общая мощность системы.
В рабочем состоянии выхлопные газы не давали турбине дойти до оптимальной отметки. Это вызывало потерю гибкости и мощности. Поэтому первоначально двойное турбо планировалось для устранения этой «турбоямы».
Twin-Turbo делится на несколько типов:
Работа проста: повышение давления за счет симметричной работы двух компрессоров. Так входящий воздух равномерно разносится по системе. За счет этого снижается масса ротора и уменьшается инертность. Параллельный твин-турбо используется на V-образных дизельных моторах.
Суть: совместная работа двух разных компрессоров, дополняющих друг друга. Малый компрессор работает непрерывно из-за легкости и быстроты, а большой регулирует обороты и активируется с увеличивающейся нагрузкой.
Наддув в такой системе создается за счет работы 2 компрессоров разной величины, соединенных bypass-клапанами и патрубками. Механизм можно представить следующим образом: запуск малой турбины увеличивает обороты, а большая — открывает клапан. А клапан, в свою очередь, впускает сжатый воздух в двигатель.
Достоинства и недостатки
Главное преимущество Twin-Turbo — высокая мощность при малом объеме двигателя. Помимо этого, отмечается:
Из недостатков можно отметить:
Запомните: Twin-Turbo — сложная и привередливая турбосистема, требующая особого внимания. Соблюдая правила, каждый водитель сможет насладиться ездой на быстром и динамичном автомобиле.
Как научиться читать код и маркировку двигателей BMW, узнаете из этой статьи.
BMW 328i: триумф TwinPower Turbo
Параллельно с дебютом спортивного седана 3 серии, баварский концерн представил новинку: четырехцилиндровый турбодвигатель, который из-за своей приемистости, максимальной частоты вращения мотора и высокой мощности может обеспечивать энергичную тягу. А при своей сравнительно не высокой массе, полностью удовлетворяет требования к динамике нового спортивного седана BMW.
Помимо этого, представление данного агрегата означает, то, что именно он, готов прийти на смену 2,0-литровым бензиновым двигателям. И это даже несмотря на то, что по плану руководства концерна, в 2012 году такие устройства еще будут предлагаться для автомобилей третьей серии. Обновленный четырехцилиндровый двигатель это настоящее удовольствие для пользователей. Ведь помимо уникальной возможности быстрого набора мощности он гораздо экологичнее и экономичнее своих более старших «товарищей».
Фактически, скоростные 2,0-литровые двигатели были представлены еще в 1975 году. Уже тогда это было одним из самых перспективных направлений в работе BMW. Кстати, эти четырехцилиндровые двигатели были установлены на тройках, которые были выставлены на суд ценителей в 1975 году. А вот шестицилиндровые двигатели и сегодня являются одними из самых мощных и непревзойденных разработок концерна, хотя их представление состоялось тоже относительно давно, а именно в 1977 году на выставке IAA.
Так что же такого необыкновенного в этих моделях двигателей? Благодаря технологии TwinPower Turbo значительно увеличилась мощность, а также оптимально заработала система КПД двигателя. Эта технология подразумевает применение абсолютно новых, инновационных решений: высокоточного впрыска High Precision Injection, систему бесступенчатого газораспределения Double VANOS, наддув Twin Scroll, а так же систему регулирования клапанов VALVETRONIC.
На сегодняшний день, те технологии, которые применяет компания BMW, в мире не имеют аналогов. Инженеры разработчики поколения таких двигателей, делают акцент на его эффективной работе и на повышение мощности, при этом, не увеличивают его объем, не повышают расход топлива и массу двигателя, а так же не повышают процент количества вредоносных выбросов в атмосферу.
Максимальная мощность нового четырехцилиндрового бензинового двигателя BMW TwinPower Turbo – 180 кВт\245л.с. при частоте вращения 5000 об\мин. Объем двигателя 1997 см3. Максимальный крутящий момент 350 Нм стал возможен благодаря турботехнологии TwinScroll, которая уже при 1250 об\мин. может удерживать значение до 4800 об\мин. Применение данных технологий позволило сделать автомобиль настолько динамичным и мощным, что при разгоне с места новый BMW 328i дает 100 км\ч всего за 5.9 секунды, развивая скорость ограниченную только электронной отметкой в 250 км\ч.
При этом все команды педали акселератора для двигателя являются приоритетными и при частоте превышающей частоту вращения холостого хода, двигатель набирает предельную мощность диапазона частоты вращения.
Во время испытаний цикле ЕС, средний расход топлива для нового BMW 328i был всего 6, 4 литра на 100 километров пути. По сравнению с BMW 325i (предшественником этой модели) экономия расхода топлива составила 11%. То же самое можно сказать и вредоносных выбросах СО2. Их показатель составил допустимые 149 грамм на километр, что является оптимальным, не превышающим существующие требования. Более меньшие показатели вредоносных выбросов возможно достичь за счет установки восьмиступенчатой автоматической коробки передач. Тогда расход топлива будет еще более символичен – 6, 3 литра на 100 километров а выбросы СО2 составят – 147 грамм на километр, и это будет еще на 15% эффективней.
Теперь подробнее о технологии TwinPower Turbo нового четырехцилиндрового двигателя
Благодаря оптимизации внутреннего трения, на мощность которого, прежде всего, влияет технология впрыска и наддува, этот двигатель на сегодняшний день самый мощный среди своих бензиновых коллег. Рядная шестицилиндровая конструкция двигателя, которая явилась основой этой новинки, была неоднократно отмечена призами на различных выставках. Применение в работе технологии TwinPower Turbo стало прорывом, а получившаяся модель двигателя оказалась настолько впечатляющей, что ее можно брать за образец всем инженерам разработчикам занимающимся вопросами динамики, повышения мощности и эффективности работы двигателей.
Применение не имеющих аналогов технологий (высокочастотного впрыска High Precision Injection, наддува по принципу Twin Scroll, системы бесступенчатого регулирования фаз газораспределения Double VANOS, системы регулирования хода клапанов VALVETRONIC) позволило достигнуть недостижимых диапазонов мощности. Для традиционных атмосферных двигателей такие диапазоны могут стать реальными, только если будут увеличено число цилиндров. Помимо этого, конструкция двигателя, с блоком из цельного алюминия, гораздо компактнее и имеет более легкий вес, недели конструкция шестицилиндрового двигателя такой же мощности. Из этой особенности снижается нагрузка на переднюю ось седана, и повышается маневренность. ВМW демонстрирует неповторимую и непревзойденную управляемость на дороге.
Наддув работает по принципу Twin Scroll, когда потоки ОГ 1 и 4 цилиндров, а также 2 и 3 по спирали отправляются на турбинное колесо. Из-за этой особенности на низких оборотах возникает только незначительное противодавление ОГ, а также эффекты пульсации из-за чего давление газа может использоваться максимально эффективно. Так при нажатии педали акселератора, двигатель моментально отзывается на команду и очень быстро начинает набирать обороты. Необходимая владельцу скорость, достигается за считанные секунды, и он получает ни с чем, ни сравнимое удовольствие от мощности и скорости BMW 3 серии.
Система регулирования клапанов VALVETRONIC (оснащена серводвигателем со встроенным датчиком, и умеет работать с высокими скоростями) и система бесступенчатого регулирования фаз газораспределения Double VANOS снижают % вредных выбросов в атмосферу, а так же увеличивают мощность автомобиля.
Помимо этого в двигателе нет дроссельной заслонки, т.к. регулировка хода клапанов выполняется плавно, а масса воздуха управляется внутри двигателя. Благодаря этому удалось оптимизировать реакции силового агрегата и сделать минимальными потери при процессе газообмена.
Топливо впрыскивается при работе электромагнитных форсунок, которые находятся между клапанами по центру. Эта технология High Precision Injection обеспечивает эффективную работу двигателя. Давление впрыска 200 бар происходит практически рядом со свечами зажигания, что обеспечивает равномерное сгорание топлива. КПД повышается, благодаря охлаждающему воздействию на топливо. Это способствует более высокой степени сжатия, нежели в двигателях имеющих впрыск в впускной коллектор.
Все мыслимые инновационные технологии, применяемые в базовом двигателе, делают этот агрегат непревзойденным по эффективности и мощности. Балансировочные валы, расположенные на разной высоте, компенсируют вибрации, а маятниковый демпфер, в двухмассовом маховике, сокращает крутильные колебания в низком диапазоне оборотов. Из-за этого действующий крутящий момент, не ущемляет комфорт в процессе езды.
Таким образом, 2,0-литровый шестицилиндровый двигатель по своим характеристикам остается непревзойденным среди себе подобных. Это недостижимый уровень, который подвластен только BMW.
Twin Turbo
Понятие и принцип работы системы турбонаддува под названием Твин Турбо. Фотографии нового турбированного двигателя Biturbo, видео и схемы.Понятие и принцип работы системы турбонаддува под названием Твин Турбо. Фотографии нового турбированного двигателя Biturbo, видео и схемы.
Что это такое и как оно работает?
Twin Turbo в переводе с английского означает двойное турбо и в этой системе турбонаддува стоит два турбокомпрессора. Сначала турбокомпрессоры использовались для преодоления и инерционности системы. Сейчас же использование и применение этих турбокомпрессоров значительно выросло, так как он снижает расход горючего. Выходная мощность возрастает и способствует поддерживать номинальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов двигателя.
Виды Твин Турбо и их отличия
Есть три разновидности схемы системы Twin Turbo: последовательная, параллельная, и ступенчатая. Эти три схемы отличаются друг от друга расположением, характеристиками и последовательностью работы турбокомпрессоров. Электронная система управления очень точно настраивает работу турбокомпрессоров. Система включает входные датчики, приводы клапанов управления потоком воздуха и переработанным горючем.
Торговый лейбл системы турбонаддува это Twin Turbo, но и есть другое название этой системы — «Biturbo». Не совсем правильно в разных информационных источниках Biturbo воспринимают, как систему с параллельной схемой работы турбокомпрессора.
Видео: как работает турбина:
1. Параллельный Twin Turbo или Biturbo
Параллельная система Твин Турбо работает одновременно и параллельно друг другу, и включает в себя два одинаковых турбокомпрессора. Параллельная работа происходит из-за ровного деления потока сгоревших газов между турбокомпрессорами. Из каждого компрессора выходит сжатый воздух и поступает в общий впускной коллектор, и потом распределяется по цилиндрам. Параллельный Twin Turbo используется, как правило, на дизельных V-образных двигателях. Из-за параллельной схемы турбонаддува эффективность системы основывается на том, что две маленькие турбины имеют меньшую инерционность, чем одна большая турбина. Турбокомпрессоры работают на всех оборотах двигателях обеспечивая быстрое повышение наддува. И каждая турбина установлена на своём выпускном коллекторе.
2. Последовательный Twin Turbo
В системе последовательного Twin Turbo постоянно работает первый турбокомпрессор, а второй начинает работать в определённом порядке работы двигателя (повышенная частота оборотов, нагрузка). Последовательный турбокомпрессор включает два одинаковых по характеристикам турбокомпрессора.
Схема системы работы Твин Турбо на Subaru
Электронная система управления обеспечивает переход между режимами и регулирует поток сгоревших газов ко второму турбокомпрессору за счёт специального клапана. Правильно такую систему называть последовательно — параллельная, потому что при полном открытии клапана управления подачей сгоревших газов оба турбокомпрессора работают параллельно. Сжатый воздух подаётся в общий впускной коллектор от двух турбокомпрессоров и распределяется по цилиндрам.Чтобы достичь максимально высокого выхода мощности, система последовательности Twin Turbo минимизирует последствия турбозадержки. Применяются, как на дизельные двигатели, так и на бензиновые. В 2011 году была представлена система с тремя последовательными турбокомпрессорами компанией BMW и называется она Triple Turbo.
3. Двухступенчатый Twin Turbo
В техническом плане система двухступенчатого турбонаддува является самой совершенной. Компания BorgWarner Turbo Systems ставит эту систему на дизельные двигатели Cummins и BMW, а с 2004 года начали применять систему двухступенчатого турбонаддува на некоторых дизельных двигателях от Opel.
Схема двухступенчатого турбонаддува
Принцип работы системы регулируемого двухступенчатого турбонаддува
В системе двухступенчатого турбонаддува используется клапанное регулирование потока сгоревших газов и нагнетаемого воздуха. Эта система состоит из двух турбокомпрессоров разного размера. В последствии установленных в впускном и выпускном трактах.
Перепускной клапан сгоревших газов закрыт при низких оборотах двигателя. Сгоревшие газы через малый турбокомпрессор, имея максимальную отдачу и минимальную инерцию проходят дальше через большой турбокомпрессор. И так как давление отработавших газов не сильное, то следовательно и большая турбина практически не вращается. Перепускной клапан наддува закрыт на впуске и воздух поступает последовательно через большой и малый компрессоры.
Общая работа турбокомпрессоров начинает осуществляться при росте оборотов. И постепенно начинает открываться перепускной клапан сгоревших газов. Большая турбина начинает все больше и интенсивно раскручиваться, так как часть отработавших газов идёт прямо через неё.
Большой компрессор на впуске с определённым давлением начинает сжимать воздух, но давление не слишком большое и сжатый воздух дальше поступает в малый компрессор, где продолжает повышается давление. При этом перепускной клапан остаётся закрыт. Перепускной клапан сгоревших газов открывается полностью при полной нагрузки. Останавливается малая турбина, а большая начинает раскручиваться до максимальной частоты, так как через неё практически полностью проходят сгоревшие газы. Давление наддува достигает своего максимального значения на впуске большого компрессора при этом малый компрессор создаёт помеху для воздуха. И в определённый момент перепускной клапан наддува открывается и сжатый воздух непосредственно напрямую поступает к двигателю.
Благодаря системе двухступенчатых турбокомпрессоров системы Twin Turbo мгновенно достигается номинальный крутящий момент и поддерживается в широком диапазоне оборотов двигателя. При этом достигается максимальное увеличение мощности. Таким образом, система поддерживает блестящую работу турбокомпрессоров на всех режимах работы двигателя. Так же система объясняет известное противостояние дизельных двигателей между предельной мощностью на высоких оборотах и высоким крутящим моментом на низких оборотах.
Видео про Твин Турбо: как работает
3. Triple-Turbo на BMW
Фотографии двигателя Twin Turbo BMW 760i V12: