Merkmale des TwinTurbo-Aufladesystems

Das Hauptproblem beim Einsatz eines Turboladers ist die Trägheit des Systems bzw. das Auftreten des sogenannten „Turbolochs“ (Zeitintervall zwischen Drehzahlerhöhung und tatsächlicher Leistungssteigerung). Um dies zu beseitigen, wurde ein Schema mit zwei Turboladern entwickelt, das TwinTurbo genannt wurde. Diese Technologie wird von einigen Herstellern auch als BiTurbo bezeichnet, der Designunterschied liegt jedoch nur im Handelsnamen.

Twin-Turbo-Funktionen

Doppelkompressorsysteme sind für Diesel- und Benzinmotoren erhältlich. Letzteres erfordert jedoch die Verwendung von Kraftstoff höherer Qualität mit einer hohen Oktanzahl, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Detonation verringert wird (ein negatives Phänomen, das in den Motorzylindern auftritt und die Zylinder-Kolben-Gruppe zerstört).

Zusätzlich zu seiner primären Funktion, die Zeit des Turbolochs zu reduzieren, ermöglicht das Twin-Turbo-System, mehr Leistung aus dem Fahrzeugmotor zu ziehen, den Kraftstoffverbrauch zu senken und das maximale Drehmoment über einen großen Drehzahlbereich aufrechtzuerhalten. Dies wird durch die Verwendung verschiedener Kompressoranschlussschemata erreicht.

Aufladetypen mit zwei Turboladern

Je nach Verschaltung des Turboladerpaares gibt es drei Grundauslegungen des TwinTurbo-Systems:

• parallel;
• sequentiell;
• getreten.

Turbinen parallel schalten

Ermöglicht den Anschluss von zwei identischen Turboladern, die parallel (gleichzeitig) arbeiten. Die Essenz des Designs besteht darin, dass zwei kleinere Turbinen weniger Trägheit haben als eine große.

Vor dem Eintritt in die Zylinder gelangt die von beiden Turboladern geförderte Luft in den Ansaugkrümmer, wo sie sich mit Kraftstoff vermischt und auf die Brennräume verteilt wird. Dieses Schema wird am häufigsten bei Dieselmotoren verwendet.

Serielle Verbindung

Die Reihen-Parallel-Schaltung sieht den Einbau von zwei identischen Turbinen vor. Einer arbeitet ständig und der zweite ist mit einer Erhöhung der Motordrehzahl, einer Erhöhung der Last oder anderen speziellen Modi verbunden. Das Umschalten von einem Betriebsmodus in einen anderen erfolgt über ein Ventil, das von der Motor-ECU des Fahrzeugs gesteuert wird.

Dieses System zielt in erster Linie darauf ab, das Turboloch zu beseitigen und eine gleichmäßigere Beschleunigungsdynamik des Fahrzeugs zu erreichen. TripleTurbo-Systeme funktionieren ähnlich.

Schrittschema

Die zweistufige Aufladung besteht aus zwei Turboladern unterschiedlicher Größe, die in Reihe installiert und mit den Einlass- und Auslasskanälen verbunden sind. Letztere sind mit Bypassventilen ausgestattet, die den Luft- und Abgasstrom regulieren. Die Stufenschaltung hat drei Betriebsarten:

• Ventile sind bei niedrigen Drehzahlen geschlossen. Abgase strömen durch beide Turbinen. Da der Gasdruck niedrig ist, drehen sich die großen Turbinenräder kaum. Beide Verdichterstufen werden von Luft durchströmt, wodurch ein minimaler Überdruck entsteht.
• Wenn die Drehzahl steigt, beginnt sich das Auslassventil zu öffnen, das die große Turbine antreibt. Der größere Kompressor komprimiert die Luft, wonach sie zum kleineren Rad geleitet wird, wo eine zusätzliche Kompression angewendet wird.
• Wenn der Motor mit voller Drehzahl läuft, sind beide Ventile vollständig geöffnet, wodurch der Abgasstrom direkt zur großen Turbine geleitet wird, die Luft durch den großen Kompressor strömt und sofort zu den Motorzylindern geleitet wird.

Die gestufte Ausführung wird am häufigsten bei Dieselfahrzeugen verwendet.

Twin Turbo Vor- und Nachteile

Derzeit wird TwinTurbo hauptsächlich in Hochleistungsfahrzeugen verbaut. Der Einsatz dieses Systems bietet Vorteile wie die Übertragung des maximalen Drehmoments über einen weiten Drehzahlbereich. Darüber hinaus wird dank des Doppelturboladers bei einem relativ geringen Arbeitsvolumen des Triebwerks eine Leistungssteigerung erzielt, die es billiger macht als das "Angesaugte".

Die Hauptnachteile von BiTurbo sind die hohen Kosten aufgrund der Komplexität des Geräts. Wie bei einer klassischen Turbine erfordern doppelte Turboladersysteme ein sanfteres Handling, besseren Kraftstoff und rechtzeitige Ölwechsel.