Twin-scroll yksi turboahdin

Twin-scroll-yksiturboahdin on ahtojärjestelmä, joka yhdistää kaksoisrullaisen pakokaasurakenteen ja yhden turbiinirakenteen, 

suunniteltu optimoimaan moottorin pakokaasun energiankäyttö ja parantamaan tehovastetta ja tehokkuutta. 

Seuraavassa on yksityiskohtainen analyysi sen toimintaperiaatteesta ja ominaisuuksista:

I. Perusrakenne

1. Twin-Scroll-muotoilu:

◦ Pakosarja on jaettu kahteen itsenäiseen kanavaan (rullat), ja moottorin sylintereiden pakopulssit ovat yleensä 

ryhmitellään vuorotellen sytytysjärjestyksen mukaan (esim. nelisylinterinen moottori on jaettu 1-3 sylinteriseen ja 2-4 sylinteriseen).

◦ Jokainen pyörre ohjaa pakokaasua eri kulmaan tai eri reittiin välttääkseen eri sylinterien pakokaasupulssien keskinäisen häiriön.

2. Yhden turbiinin rakenne:

◦ Vaikka pakokaasu on jaettu kaksoisrulliin, pakokaasu ajaa lopulta yhtä turbiinia yhteen, ja turbiinin roottoria on vain yksi, 

joka on rakenteeltaan kompaktimpi kuin twin-turbo-järjestelmä.

II. Keskeiset edut

1. Vähennä pakokaasujen häiriöitä ja paranna pakokaasun energian käyttöä:

◦ Perinteisessä yksirullaisessa rakenteessa eri sylintereiden pakopulssit voivat kumota toisensa, mikä johtaa viivästyneeseen turbiinin vasteeseen (turbo lag).

◦ Kaksoisrulla ryhmittelee pakopulssit, jolloin pakokaasut voivat iskeä turbiinin siipiin jatkuvammin ja säännöllisemmin, 

parantaa turbiinin vastenopeutta alhaisilla nopeuksilla.

2. Paranna vääntömomenttia alhaisella nopeudella:

◦ Alhaisilla nopeuksilla pienempi pakokaasuvirtaus voi silti käyttää turbiinia tehokkaasti, mikä parantaa moottorin suorituskykyä alhaisella vääntömomentilla 

(kuten BMW N20 -moottorin tyypillinen tapaus).

3. Tasapainota suorituskyky ja kustannukset:

◦ Verrattuna kaksoisturbojärjestelmään, yksiturborakenne on yksinkertaisempi, ja sen valmistuskustannukset ovat pienemmät ja vikatiheys on pienempi. 

ja twin-scroll-rakenne on lähellä twin-turbon vasteominaisuuksia.

III. Esimerkkejä toimivasta skenaariosta

• Matala nopeusalue: Twin-scroll varmistaa, että pakokaasupulssit käyttävät jatkuvasti turbiinia, mikä vähentää hystereesiä ja nostaa nopeasti ahtopainetta.

• Suuri nopeusalue: Pakokaasuvirtaus on riittävä, turbiini toimii tehokkaasti ja korkea teho säilyy.

4. Tyypilliset sovellukset

• BMW N20/N55 -moottori: Twin-scroll-yksiturborakenteen ansiosta saavutetaan suuri vääntömomentti alhaisilla nopeuksilla (kuten 1250 rpm maksimivääntömomenttia varten).

• Toyota 8AR-FTS -moottori: ottaa huomioon polttoainetalouden ja tehovasteen.

5. Mahdolliset haitat

1. Monimutkaisempi suunnittelu: kaksoisrullan valun ja asettelun on vastattava tarkasti moottorin pakokaasujen ajoitusta.

2. Rajoitettu suurnopeuspotentiaali: Yhden turbiinin fyysinen raja voi olla pienempi kuin kaksoisturbiinin rinnakkaisratkaisun.

Yhteenveto Kaksoisrullainen yksiturboahdin saavuttaa vastenopeuden ja tehokkuuden, joka on lähellä kaksoisturboa yksiturboahtimessa 

rakenne optimoimalla pakokaasun virtausreitti. Se on innovatiivinen muotoilu, joka tasapainottaa suorituskykyä, kustannuksia ja luotettavuutta, 

ja sopii erityisesti malleihin, jotka keskittyvät alhaiseen vääntömomenttiin ja päivittäiseen ajokokemukseen.