توئین توربو چیست؟ بررسی تخصصی انواع پیکربندی‌های توئین توربو در خودروهای مدرن

توئین توربو (Twin Turbo) به سیستمی اطلاق می‌شود که در آن از دو توربوشارژر برای افزایش فشار هوای ورودی به موتور استفاده می‌شود. که رسانه توئین توربو با همین اسم نامگذاری شده این سیستم با هدف افزایش توان خروجی، کاهش لگ توربو و بهبود راندمان احتراق طراحی شده است.

در خودروهای پرفورمنس، استفاده از توئین توربو به‌عنوان راهکاری برای دستیابی به قدرت بیشتر بدون افزایش حجم موتور شناخته می‌شود. هدف این مقاله بررسی دقیق انواع پیکربندی‌های توئین توربو و کاربردهای آن در صنعت خودرو است.

ساختار توئین توربو

سیستم توئین توربو با استفاده از دو توربوشارژر هم‌اندازه، هوا را به داخل سیلندرهای موتور هدایت می‌کند تا قدرت بیشتری تولید شود. گازهای خروجی بازیافت شده و بین دو توربو تقسیم می‌شوند و معمولاً در یک ورودی مشترک ترکیب شده و وارد سیلندرها می‌شوند. این فرآیند باعث ورود حجم بیشتری از هوا به محفظه احتراق شده و ضربات احتراقی قدرتمندتری ایجاد می‌کند. این نوع سیستم به عنوان سیستم توئین توربوی موازی شناخته می‌شود.

در نوع متوالی، توربوها در بازه‌های مختلف دور موتور فعال می‌شوند تا تأخیر توربو کاهش یابد. تفاوت اصلی این سیستم با سایر انواع چندتوربو مانند بی‌توربو (Bi-Turbo) یا توربوهای توئین اسکرول در نحوه تقسیم فشار و زمان‌بندی عملکرد توربوهاست. توئین اسکرول با استفاده از دو مسیر جداگانه در یک توربو، عملکردی مشابه اما با پیچیدگی کمتر ارائه می‌دهد.

انواع پیکربندی‌های توئین توربو

1. پیکربندی موازی (Parallel Twin Turbo)

در این ساختار، هر توربو به یک ردیف سیلندر متصل است و به‌طور هم‌زمان در دورهای بالا و پایین موتور فعال می‌شود. این پیکربندی در موتورهای V شکل مانند V6 و V8 رایج است. عملکرد هم‌زمان توربوها باعث می‌شود که فشار بوست به‌صورت یکنواخت در تمام سیلندرها توزیع شود و تأخیر توربو به حداقل برسد.

این نوع پیکربندی به‌دلیل سادگی نسبی و پاسخ‌دهی سریع، در خودروهای پرفورمنس با حجم موتور متوسط تا بالا کاربرد دارد.

2. پیکربندی سری (Sequential Twin Turbo)

در این سیستم، توربوی کوچک در دورهای پایین فعال می‌شود و توربوی بزرگ‌تر در دورهای بالا وارد مدار می‌شود. این ساختار باعث کاهش لگ توربو و افزایش قدرت در کل بازه عملکرد موتور می‌شود.

در ابتدا، توربوی کوچک با حجم کم و اسپول سریع، پاسخ‌دهی فوری را فراهم می‌کند و سپس توربوی بزرگ‌تر با ظرفیت بیشتر وارد عمل می‌شود تا قدرت نهایی را تأمین کند. این نوع پیکربندی بیشتر در خودروهایی با نیاز به عملکرد متغیر در شرایط مختلف رانندگی استفاده می‌شود.

3. پیکربندی ترکیبی (Compound Twin Turbo)

در این نوع، فشار تولیدشده توسط توربوی اول وارد توربوی دوم می‌شود تا راندمان نهایی افزایش یابد. ترکیب فشار دو توربو باعث می‌شود که فشار نهایی بوست بسیار بالا باشد و موتور بتواند در شرایط سخت عملکرد مطلوبی داشته باشد.

این سیستم بیشتر در خودروهای دیزلی سنگین یا مسابقه‌ای استفاده می‌شود و به‌دلیل پیچیدگی بالا، نیازمند تنظیمات دقیق و تجهیزات پیشرفته است.

4. پیکربندی توئین اسکرول (Twin Scroll Turbo)

در این ساختار، از یک توربوشارژر با دو مسیر جداگانه برای ورود گازهای خروجی استفاده می‌شود. این دو مسیر به‌صورت مجزا از سیلندرها گاز دریافت می‌کنند و باعث می‌شوند که جریان گاز به‌صورت بهینه‌تری وارد توربین شود.

مزیت اصلی این سیستم، کاهش تأخیر توربو و افزایش راندمان در دورهای مختلف موتور است. اگرچه تنها یک توربو در این ساختار وجود دارد، اما عملکرد آن به‌گونه‌ای است که مشابه سیستم‌های توئین توربو عمل می‌کند.

تکنولوژی توئین پاور توربو BMW نمونه‌ای از استفاده موفق از توربوهای توئین اسکرول است که در بسیاری از مدل‌های این برند به‌کار رفته و توانسته تعادل مناسبی بین قدرت، مصرف سوخت و پاسخ‌دهی فراهم کند.

5. پیکربندی بای توربو (Bi-Turbo)

بی‌توربو به سیستمی اطلاق می‌شود که در آن از دو توربوشارژر استفاده می‌شود، اما برخلاف توئین توربو، ممکن است اندازه یا عملکرد توربوها متفاوت باشد. این تفاوت در طراحی باعث می‌شود که یکی از توربوها در دورهای پایین و دیگری در دورهای بالا فعال شود، یا هر دو به‌صورت هم‌زمان اما با فشار متفاوت عمل کنند.

این نوع پیکربندی در برخی مدل‌های مرسدس بنز مانند E-Class با موتور V6 Bi-Turbo به‌کار رفته و توانسته ترکیبی از قدرت بالا، نرمی عملکرد و مصرف سوخت بهینه را ارائه دهد.

مزایا و معایب توئین توربو

مزایا:

• پاسخ‌دهی سریع‌تر نسبت به توربوی تکی به‌دلیل تقسیم وظایف بین دو توربو
• افزایش قابل‌توجه قدرت موتور بدون نیاز به افزایش حجم موتور
• انعطاف‌پذیری بالا در تیونینگ و تنظیمات عملکردی برای دستیابی به اهداف مختلف
• کاهش لگ توربو و بهبود تجربه رانندگی در شرایط مختلف

معایب:

• پیچیدگی مکانیکی و نیاز به قطعات بیشتر که ممکن است تعمیرات را دشوارتر کند
• هزینه نگهداری و تعمیرات بالاتر نسبت به سیستم‌های ساده‌تر
• نیاز به تنظیم دقیق ECU برای هماهنگی توربوها و جلوگیری از آسیب به موتور
• افزایش وزن و فضای اشغال‌شده در محفظه موتور

کاربردهای واقعی توئین توربو در صنعت خودرو

سیستم توئین توربو در خودروهای اسپرت، مسابقه‌ای و SUVهای لوکس به‌طور گسترده استفاده می‌شود. این فناوری برای دستیابی به عملکرد بالا، شتاب‌گیری سریع و کنترل بهتر در شرایط رانندگی مختلف به‌کار می‌رود.

در مسابقات اتومبیل‌رانی، توئین توربو نقش مهمی در افزایش شتاب، پاسخ‌دهی و کنترل حرارتی موتور ایفا می‌کند. همچنین در خودروهای شهری با عملکرد بالا، این سیستم به‌عنوان راهکاری برای ترکیب قدرت و مصرف سوخت بهینه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

توئین اسکرول توربو در صنعت خودرو

تکنولوژی توئین اسکرول در خودروهای مدرن به‌ویژه در برندهایی مانند BMW کاربرد گسترده‌ای دارد. در ایران، مدل BMW 528i با موتور N20 از سیستم توئین پاور توربو بهره می‌برد که در واقع نوعی توربوی توئین اسکرول است. این سیستم با بهره‌گیری از دو مسیر مجزا برای ورود گازهای خروجی، عملکردی روان‌تر و پاسخ‌دهی سریع‌تری نسبت به توربوهای سنتی ارائه می‌دهد.

این فناوری در خودروهای لوکس و اسپرت به‌عنوان راهکاری برای کاهش مصرف سوخت و افزایش راندمان شناخته می‌شود و در بازار ایران نیز به‌دلیل عملکرد مناسب و قابلیت تیونینگ، مورد توجه قرار گرفته است.

بای توربو در صنعت خودرو

بی‌توربو یا Bi-Turbo به سیستمی اطلاق می‌شود که در آن از دو توربوشارژر استفاده می‌شود، اما برخلاف توئین توربو، ممکن است اندازه یا عملکرد توربوها متفاوت باشد. این سیستم در برخی مدل‌های مرسدس بنز مانند E-Class به‌کار رفته و توانسته ترکیبی از قدرت بالا و نرمی عملکرد را فراهم کند.

بی‌توربو معمولاً در خودروهایی با موتورهای بزرگ‌تر و نیاز به قدرت بالا استفاده می‌شود و به‌دلیل طراحی خاص، امکان تنظیم دقیق‌تر فشار بوست و پاسخ‌دهی در شرایط مختلف رانندگی را فراهم می‌کند.

نکات تخصصی برای تیونرها

تیونینگ سیستم توئین توربو نیازمند دانش فنی بالا و تجهیزات دقیق است. چالش‌هایی مانند تنظیم فشار بوست، مدیریت حرارت، انتخاب توربوهای مناسب و برنامه‌ریزی ECU از جمله موارد حیاتی هستند.

تیونرها باید نسبت بین توربوهای کوچک و بزرگ را با دقت انتخاب کنند تا تعادل بین پاسخ‌دهی سریع و قدرت نهایی حفظ شود. استفاده از اینترکولرهای پیشرفته، سنسورهای AFR، کنترلرهای بوست و نرم‌افزارهای تیونینگ حرفه‌ای می‌تواند عملکرد سیستم را به سطحی بی‌نظیر برساند.

جمع‌بندی

توئین توربو با پیکربندی‌های متنوع خود، راهکاری قدرتمند برای افزایش عملکرد موتور در خودروهای مدرن است. انتخاب بین ساختار موازی، ترتیبی، ترکیبی یا توئین اسکرول باید بر اساس نوع موتور، هدف عملکردی و بودجه انجام شود.

اگر به تیونینگ حرفه‌ای علاقه‌مند هستید، مطالعه بیشتر درباره توربوهای ترکیبی، سیستم‌های مرحله‌ای و نرم‌افزارهای مدیریت موتور می‌تواند مسیر شما را هموارتر کند. این مقاله تلاش کرد تا با بررسی تخصصی انواع پیکربندی‌های توئین توربو، دیدی جامع و کاربردی برای علاقه‌مندان به دنیای خودرو فراهم کند. برای مقالات تخصصی بیشتر می توانید به وبسایت توئین توربو مراجعه کنید.