Turbocompressor simples twin-scroll

O turbocompressor duplo twin-scroll é um sistema de superalimentação que combina um projeto de exaustão twin-scroll com uma estrutura de turbina única, 

projetado para otimizar a utilização de energia dos gases de escape do motor e melhorar a resposta de potência e a eficiência. 

A seguir, uma análise detalhada de seu princípio de funcionamento e características:

I. Estrutura básica

1. Design de rolagem dupla:

◦ O coletor de escape é dividido em dois canais independentes (scrolls), e os pulsos de escape dos cilindros do motor são geralmente 

agrupados alternadamente de acordo com a ordem de ignição (como um motor de quatro cilindros é dividido em 1-3 cilindros e 2-4 cilindros).

◦ Cada vórtice guia o gás de escape em um ângulo ou caminho diferente para evitar interferência mútua entre os pulsos de escape de diferentes cilindros.

2. Estrutura de turbina única:

◦ Embora o escape seja dividido em duas espirais duplas, o gás de escape, em última análise, aciona uma única turbina e há apenas um rotor de turbina, 

que é mais compacto em estrutura do que um sistema biturbo.

II. Principais vantagens

1. Reduza a interferência do escapamento e melhore a utilização de energia dos gases de escape:

◦ No projeto tradicional de rolagem única, os pulsos de exaustão de diferentes cilindros podem cancelar uns aos outros, resultando em resposta tardia da turbina (turbo lag).

◦ O grupo twin-scroll agrupa os pulsos de exaustão, permitindo que os gases de exaustão atinjam as pás da turbina de forma mais contínua e ordenada, 

melhorando a velocidade de resposta da turbina em baixas velocidades.

2. Melhore o torque em baixa velocidade:

◦ Em baixas velocidades, um fluxo de exaustão menor ainda pode efetivamente acionar a turbina, melhorando o desempenho de baixo torque do motor 

(como o caso típico do motor BMW N20).

3. Equilibre desempenho e custo:

◦ Comparado com o sistema twin-turbo, a estrutura single-turbo é mais simples, com menores custos de fabricação e taxas de falhas, 

e o design twin-scroll se aproxima das características de resposta do twin-turbo.

III. Exemplos de cenários de trabalho

• Faixa de baixa velocidade: o twin-scroll garante que os pulsos dos gases de escape acionem continuamente a turbina, reduzindo a histerese e aumentando rapidamente a pressão de reforço.

• Faixa de alta velocidade: o fluxo de gases de escape é suficiente, a turbina opera com eficiência e a alta potência de saída é mantida.

4. Aplicações típicas

• Motor BMW N20/N55: Por meio do design de turbo duplo twin-scroll, é obtido alto torque em baixa velocidade (como 1250 rpm para gerar torque máximo).

• Motor Toyota 8AR-FTS: levando em consideração economia de combustível e resposta de potência.

5. Possíveis desvantagens

1. Maior complexidade do projeto: a fundição e o layout do twin-scroll precisam corresponder com precisão ao tempo de exaustão do motor.

2. Potencial limitado de alta velocidade: O limite físico de uma única turbina pode ser menor do que o de uma solução paralela de turbo duplo.

Resumo O turbocompressor simples twin-scroll atinge uma velocidade de resposta e eficiência próximas às de um turbo duplo em um turbo único 

estrutura otimizando o caminho do fluxo de gases de escape. É um design inovador que equilibra desempenho, custo e confiabilidade, 

e é especialmente adequado para modelos que focam em baixo torque e experiência de direção diária.