سیستم توربوشارژر توئین پاور بی ام و چگونه به عملکرد خودرو کمک می کند؟

فناوری توئین‌پاور توربو (TwinPower Turbo) بی‌ ام ‌و براساس اصل دومجرایی (Twin scroll) ساخته شده و از سال ۲۰۱۱، به‌طور مستمر در پیشرانه‌های بنزینی و دیزلی بی ‌ام ‌و نصب شده است.

فناوری توئین‌پاور توربو در یک نگاه

فناوری نوآورانه‌ی توربوشارژکردن به‌منظور کوچک‌سازی در پیشرانه‌های بی‌ام‌و معرفی شد.

به‌لطف فناوری توئین‌پاور توربو، برخی از پیشرانه‌های شش‌سیلندر قبلی با پیشرانه‌های چهارسیلندر جایگزین شده‌اند و ازنظر کارایی و پاسخ و قدرت کشش، برتر از نسخه‌های قدیمی بودند.

توئین‌پاور توربو بی‌ام‌و مزایای بسیاری دارد، زیرا تنوع بیشتری در محدوده‌ پیشرانه‌های خودرو فراهم و به بهبود مصرف سوخت کمک می‌کند و به‌لطف روند بهبودیافته و مؤثر گردش مجدد گاز، میزان انتشار دی‌اکسیدکربن را کاهش می‌دهد.

البته برای دستیابی به حداکثر بهره‌وری، توئین‌پاور توربو همراه‌با سیستم‌هایی مانند تزریق بسیار دقیق سوخت و کنترل متغیر میل‌بادامک Double VANOS و کنترل متغیر سوپاپ ولوترونیک (VALVETRONIC) کار می‌کند.

شروع کاربرد بی‌ام‌و توئین‌پاور توربو

اولین کاربرد بی‌ام‌و توئین‌پاور توربو در سال ۲۰۱۱ بود؛ زمانی‌که خودروساز آلمانی نسخه‌ جدید بی‌ام‌و X1 xDrive28i را به بازار عرضه کرد.

این خودرو از پیشرانه‌ چهارسیلندر بنزینی جدیدی استفاده می‌کرد که جایگزین پیشرانه قدیمی سه‌لیتری شش‌سیلندر خطی تنفس‌طبیعی شده بود.

پیشرانه‌ی شش‌سیلندر N52B30 که قبلا بین سال‌های ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۰ در بی‌ام‌و X1 xDrive28i استفاده می‌شد و ۲۴۱ اسب‌بخار قدرت تولید می‌کرد، به‌واسطه‌ی پیشرانه‌ی پیشرفته‌ی چهارسیلندر خطی N20B20 مجهز به توربوشارژر بازنشسته شد.

این پیشرانه می‌توانست حداکثر ۲۴۱ اسب‌بخار از چهارسیلندر نیرو تولید کند.

پیشرانه‌ی جدید N20 حداکثر گشتاور خروجی ۳۵۰ نیوتن‌متر را تولید می‌کرد که در ۱،۲۵۰ دوربردقیقه دردسترس بود.

به‌طور هم‌زمان، شتاب صفر تا صد کیلومتربرساعت درمقایسه‌با نسخه‌ی قبلی تا ۰/۳ ثانیه بهبود یافت و به ۶/۵ ثانیه رسید.

علاوه‌بر‌این، به‌لطف فناوری EfficientDynamics و توئین‌پاور توربو بی‌‌ام‌و، میانگین مصرف سوخت آن در‌مقایسه‌با پیشرانه‌ تنفس‌طبیعی خطی ۶ سیلندر، ۱/۵ لیتر کاهش یافت و به ۷/۹ لیتر در ۱۰۰ کیلومتر رسید.

پیشرانه‌ شش‌سیلندر دیزلی مجهز به فناوری توئین‌پاور توربو

درکنار پیشرانه‌ جدید چهارسیلندر بنزینی، بی‌ام‌و در سال ۲۰۱۱ پیشرانه‌ شش‌سیلندر کاملا دیزلی مجهز به فناوری توئین‌پاور توربو را به‌نمایش گذاشت.

پیشرانه‌ جدید سه‌لیتری خطی شش‌سیلندر دیزلی N57D30O1 نام داشت که ضمن افزایش قدرت تولیدی به ۲۶۰ اسب‌بخار، توانایی‌هایش را درزمینه‌ بهینه‌سازی وزن و تزریق سوخت و کاهش اصطکاک داخلی به‌رخ رقبا کشید.

پیشرانه‌ N57 به‌روزرسانی‌شده از سیستم تزریق ریل مشترک بسیار دقیق با قابلیت پاشش گازوئیل با فشار ۱،۸۰۰ بار بهره می‌برد.

این پیشرانه توانست میزان گشتاور را با افزایش ۲۰ واحدی، درمقایسه‌با پیشرانه‌ قبلی  به ۵۶۰ نیوتن‌متر برساند و این گشتاور هم‌اکنون در ۱،۵۰۰ دوربردقیقه دردسترس است.

علاوه‌براین، توربوشارژر همراه‌با کاهش پره‌ی توربین، به هندسه‌ متغیر ورودی نیز مجهز شد.

در خودرو بی‌ام‌و F10 530d xDrive، زمان سرعت‌گیری صفر تا صد کیلومتربرساعت تنها ۶/۱ ثانیه طول کشید.

درحالی‌که میانگین مصرف سوخت به ۵/۷ لیتر در ۱۰۰ کیلومتر رسید.

بی‌ام‌و توئین‌پاور توربو

همان‌طورکه در پاراگراف اول گفته شد، بی‌ام‌و فناوری نوآورانه‌ی توئین‌پاور توربو خود را براساس اصل دومجرایی توسعه داد.

بنابراین، در اصل این نام همه‌چیز را توضیح می‌دهد.

بااین‌همه، اگرچه این نام بسیار واضح است، برای بسیاری از افراد این‌طور نیست و آن‌ها را با ابهام‌هایی روبه‌رو می‌کند.

یکی از اشتباهات رایج این است که بسیاری معتقدند توئین توربو یا توربو دوقلو (Twin Turbo) برابر با بای‌توربو یا توربوشارژ دوگانه (BiTurbo) است.

این سخن در اکثر مواقع نادرست است؛ اگرچه هر دو دو توربوشارژ دارند.

باور اشتباه دیگر این است که توئین‌پاور توربو درواقع به‌معنی پیکربندی توربو دوقلو است که چنین موضوعی نیز صحت ندارد.

تعاریف لازم که باید بدانید

بنابراین برای روشن‌شدن کامل این فناوری‌ها، باید از تعاریف زیر شروع کنیم:

• فناوری توربو دوقلو دو توربوشارژر دارد که یکی درکنار دیگری قرار می‌گیرد (Twin)؛
• فناوری توربوشارژر دوگانه نیز از دو توربوشارژر بهره می‌برد؛ اما آن‌ها هرکدام در یک طرف سیلندر قرار دارند (مانند پیشرانه‌های خورجینی هشت‌سیلندر)؛
• توئین‌پاور توربو بی‌ام‌و به توربوشارژری با دو مجرا (اسکرول) متکی است؛
• بی‌ام‌و توئین‌توربو پاور (TwinTurbo Power) نیز وجود دارد که از دو توربوشارژ جداگانه برخوردار است؛
• توئین‌پاور توربو به‌معنای همان توئین‌توربو پاور نیست؛ بنابراین، آن‌ها را باهم اشتباه نگیرید.

آسان به‌نظر می‌رسد؟ شاید تا حدی این‌طور باشد.

فناوری توئین‌پاور توربو بی‌ام‌و به‌معنای ورودی توربین مجزا (تقسیم‌شده) و منیفولد اگزوز با طراحی مناسب است.

قسمت دوم یا طراحی منیفولد خروجی اهمیت بسزایی دارد.

زیرا به جفت‌شدن صحیح سیلندرها برای هدایت جریان گازهای خروجی به‌طور مستقل روی یک مجرا کمک می‌کند.

توربوشارژر توئین‌پاور روی پیشرانه‌های چهارسیلندر و شش‌سیلندر بی‌ام‌و 

همان‌طورکه می‌دانید، توربوشارژر توئین‌پاور هم‌اکنون روی پیشرانه‌های چهارسیلندر و شش‌سیلندر بی‌ام‌و نصب می‌شود.

صرف‌نظر از اینکه نوع سوخت مصرفی آن‌ها گازوئیل یا بنزین باشد.

در پیشرانه‌های چهارسیلندر خطی، سیلندرهای یک و سه (طبق ترتیب احتراق و پاشش سوخت یا جرقه) با یک مجرا به‌هم متصل می‌شوند.

درحالی‌که سیلندرهای دو و چهار نیز ازطریق مجرای دوم به‌هم متصل خواهند شد.

در پیشرانه‌های شش‌سیلندر خطی، طبق ترتیب احتراق معمولا سیلندرهای یک و سه و پنج از یک مجرا و سیلندرهای دو و چهار و شش از مجرای دیگر تغذیه می‌شوند.

در پیشرانه‌های خورجینی هشت‌سیلندر بی‌ام‌و (نسل N63 / S63) نیاز به قدرت بیشتر، به استفاده از توربو دوقلو منجر شد.

بنابراین باتوجه‌به طرح V شکل پیشرانه، دو توربوشارژر درکنارهم و بین بانک‌های سیلندر قرار می‌گیرند.

بله، فناوری پرخوران در پیشرانه‌ی هشت‌سیلندر بی‌ام‌و توئین‌توربو پاور (TwinTurbo Power) نامیده می‌شود؛ اگرچه برچسب مشخصی ندارد.

توربوشارژر توئین‌پاور که به اصل دومجرایی متکی است، در‌مقایسه‌با توربوشارژهای تک‌مجرایی مزایایی دارد که به آن‌ها اشاره می‌کنیم:

• باتوجه‌به جفت‌شدن متعادل سیلندرها براساس ترتیب احتراق، پاسخ تقویت مناسب و سریع‌تر است؛
• تحویل قدرت پایدار و بدون وقفه در تمام دور پیشرانه براساس چرخش مداوم گازهای خروجی ازطریق مجراهای دوقلو؛
• بیشینه‌شدن انرژی پالسی که پره‌ی توربوشارژر را تغذیه می‌کند؛
• افزایش کارایی و عمر کارکرد توربوشارژر؛
• کاهش چشمگیر تأخیر توربو و مصرف سوخت؛
• بهبود تحویل قدرت در دورهای کم مشابه پیشرانه‌های توربو دوقلو؛
• پیشرفت درخورتوجه در کاهش تلفات پمپاژ

به‌منظور به حداکثر رساندن مزایای توئین‌پاور توربو بی‌ام‌و، چند قطعه‌ی دیگر نیز برای افزایش تعادل و نرمی عملکرد پیشرانه تولید شده است.

شافت‌های متعادل‌کننده حرکت عمودی ارتعاش را به‌طور بهینه‌ای کاهش می‌دهد و آونگ نیروی گریز از مرکزی که با چرخ لنگر دوجرمی یکپارچه شده است، برای جلوگیری از دوران نامنظم پیشرانه در دورهای پایین عمل می‌کند.

 

منبع: بیت ران