Co to jest turbosprężarka twin-scroll? [poradnik]
Konstrukcje układów doładowania zmieniają się wraz z potrzebami konstruktorów. Jedną z dość nietypowych potrzeb jest chęć uzyskania dużego momentu obrotowego przy możliwie niskiej prędkości obrotowej, bez rezygnacji z wciąż wysokich wartości przy dużych obrotach, i to w silniku benzynowym. Wydawać by się mogło, że benzyniak nigdy nie będzie miał tak mocnego dołu jak diesel, ale okazuje się, że może mieć. To wszystko za sprawą układu twin-scroll.
Można stosować różne sposoby doładowania, m.in. zmienną geometrię czy układy twin-turbo oraz bi-turbo, ale w każdym przypadku pojawia się pewien problem polegający na tym, że spaliny z poszczególnych cylindrów nie napływają do wirnika turbiny równocześnie i jednostajnie, lecz pulsacyjnie i to w dość mocno nieuporządkowany sposób. Przez to na wejściu do korpusu turbiny wzajemnie się zakłócają i nie wykorzystuje się ich pełnego potencjału.
Stąd też rozwiązanie twin-scroll turbo, które polega na rozdzieleniu kolektora wydechowego na dwa kanały (zaznaczone na czerwono), z których jeden obsługuje np. w silniku 4-cylindrowym cylindry zewnętrzne, a drugi cylindry wewnętrzne. Pozwala to uniknąć interferencji przepływu aż do wejścia do korpusu turbiny. Tu też są dwa kanały, ale już przed samym wirnikiem mamy jedną komorę (zaznaczone na niebiesko). Odpowiednio dobierając długość i pojemność kanałów dolotowych, można wykorzystać zjawiska falowe związane z pulsacyjnym cyklem pracy silnika i w lepszym stopniu wykorzystać energię spalin. Dzięki temu podziałowi, w muszli turbiny nie powstają niepotrzebne zaburzenia przy niskich obrotach, a niewielka turbosprężarka bardzo szybko odpowiada na naciśnięcie pedału gazu.
W takich konstrukcjach nie ma potrzeby stosowania zmiennej geometrii dla turbiny, co zresztą jest dość rzadko używane w silnikach benzynowych. A mimo to główną cechą silnika z doładowaniem turbosprężarką typu twin-scroll jest bardzo szybka odpowiedź na dodanie gazu. Można nawet, niewiele się myląc, powiedzieć, że turbosprężarka tego typu najlepiej ze wszystkich eliminuje zjawisko turbodziury.
Jednym z pionierów stosowania układu twin-scroll turbo jest BMW, który używa określenia Twin Power Turbo dla swoich jednostek. Warto w tym miejscu wspomnieć, że nic nie stoi na przeszkodzie, by turbosprężarki typu twin-scroll używać w silnikach z dwiema głowicami, np. V8. Innym przykładem jest Ford, który użył turbosprężarki typu twin-scroll w sportowym modelu Focus RS. Kto jeździł tym autem, ten wie, jak błyskawicznie jego silnik odpowiada na dodanie gazu i jak dużą siłę ma w każdym zakresie obrotów. Wystarczy wspomnieć, że ta benzynowa jednostka o pojemności 2,3 litra generuje aż 440 Nm w zakresie od 2000 do 4500 obr./min. Jeszcze inną firmą, która zastosowała turbosprężarkę twin-scroll, jest Lexus. Chodzi o 2-litrowy silnik benzynowy w modelu NX.