Caratteristiche del sistema di turbocompressore TwinTurbo

Il problema principale quando si utilizza un turbocompressore è l'inerzia del sistema o il verificarsi del cosiddetto "turbo lag" (l'intervallo di tempo tra un aumento del regime del motore e un aumento effettivo della potenza). Per eliminarlo, fu sviluppato uno schema che utilizzava due turbocompressori, chiamato TwinTurbo. Questa tecnologia è anche conosciuta da alcuni produttori come BiTurbo, ma le differenze di design sono solo nel nome commerciale.

Caratteristiche Twin Turbo

Sono disponibili sistemi a doppio compressore per motori diesel e benzina. Quest'ultimo richiede però l'uso di carburante di qualità superiore con un numero di ottano elevato, che riduce la probabilità di detonazione (fenomeno negativo che si verifica nei cilindri del motore, distruggendo il gruppo cilindro-pistone).

Oltre alla sua funzione principale di ridurre il tempo di ritardo del turbo, lo schema Twin Turbo consente di prelevare più potenza dal motore del veicolo, riduce il consumo di carburante e mantiene la coppia massima su un'ampia gamma di regimi. Ciò si ottiene utilizzando vari schemi di collegamento del compressore.

Tipi di sovralimentazione con due turbocompressori

A seconda di come è collegata la coppia di turbocompressori, ci sono tre layout di base del sistema TwinTurbo:

• parallelo;
• sequenziale;
• fatto un passo.

Collegamento di turbine in parallelo

Prevede il collegamento di due turbocompressori identici operanti in parallelo (contemporaneamente). L'essenza del progetto è che due turbine più piccole hanno meno inerzia di una grande.

Prima di entrare nei cilindri, l'aria pompata da entrambi i turbocompressori entra nel collettore di aspirazione, dove si miscela con il carburante e viene distribuita alle camere di combustione. Questo schema è più spesso utilizzato sui motori diesel.

Connessione seriale

Lo schema serie-parallelo prevede l'installazione di due turbine identiche. Uno funziona costantemente e il secondo è collegato a un aumento della velocità del motore, un aumento del carico o altre modalità speciali. Il passaggio da una modalità di funzionamento all'altra avviene tramite una valvola comandata dalla centralina motore del veicolo.

Questo sistema mira principalmente ad eliminare il turbo lag e ottenere una dinamica di accelerazione più fluida dell'auto. I sistemi TripleTurbo funzionano in modo simile.

Schema dei passaggi

La sovralimentazione a due stadi è costituita da due turbocompressori di diverse dimensioni, installati in serie e collegati alle luci di aspirazione e scarico. Questi ultimi sono dotati di valvole di bypass che regolano il flusso dell'aria e dei gas di scarico. Il circuito a gradini ha tre modalità di funzionamento:

• Le valvole sono chiuse a basso numero di giri. I gas di scarico passano attraverso entrambe le turbine. Poiché la pressione del gas è bassa, le grandi giranti della turbina ruotano a malapena. L'aria scorre attraverso entrambi gli stadi del compressore determinando una sovrapressione minima.
• All'aumentare del numero di giri, la valvola di scarico inizia ad aprirsi, il che aziona la grande turbina. Il compressore più grande comprime l'aria, dopodiché viene inviata alla ruota più piccola, dove viene applicata una compressione aggiuntiva.
• Quando il motore gira a pieno regime, entrambe le valvole sono completamente aperte, il che dirige il flusso dei gas di scarico direttamente alla grande turbina, l'aria passa attraverso il grande compressore e viene immediatamente inviata ai cilindri del motore.

La versione a gradini è più comunemente usata per i veicoli diesel.

Twin Turbo pro e contro

Attualmente TwinTurbo è installato principalmente su veicoli ad alte prestazioni. L'uso di questo sistema offre vantaggi come la trasmissione della coppia massima su un'ampia gamma di regimi del motore. Inoltre, grazie al doppio turbocompressore, con un volume di lavoro relativamente ridotto del propulsore, si ottiene un aumento di potenza, che lo rende più economico dell'"aspirato".

I principali svantaggi di BiTurbo sono il costo elevato, dovuto alla complessità del dispositivo. Come con la turbina classica, i sistemi a doppio turbocompressore richiedono una manovrabilità più delicata, un migliore carburante e cambi d'olio tempestivi.