التوربو المزدوج (Twin-Turbo)

محرك التوربو المزدوج يستعمل شاحنين توربينيين بدلاً من واحد لتجاوز التنازلات المتأصّلة في أي وحدة حقن قسري مفردة. فالشاحن المفرد لا بد أن يُختار بحجم وسط: الصغير يدور بسرعة لكنه يلهث عند الدوران العالي، والكبير يمرّر الهواء جيداً في القمة لكنه بطيء الاستجابة عند الدوران المنخفض. ويمنح استعمال شاحنين المهندسين درجة حرية ثانية تتيح توسيع نطاق القدرة أو زيادة الدفع الكلي أو تحسين التنفّس بطرق يعسر على وحدة واحدة تحقيقها.

يختلف الترتيبان الرئيسيان اختلافاً جوهرياً في الغرض. ففي التوربو المزدوج المتوازي يعمل شاحنان متساويا الحجم في آن واحد، يخدم كل منهما عادة مجموعة أسطوانات على محرك بهيئة V. ولأن كل شاحن يتعامل مع نصف عادم المحرك وهوائه فقط، تكون التوربينات أصغر وأخفّ مما يحتاجه شاحن مفرد، فتدور أسرع وتقلّل التأخّر مع توفير تدفّق الهواء الذي يتطلّبه محرك كبير السعة. وهذا يجعل الإعدادات المتوازية ملائمة طبيعياً لمحركات V6 وV8، حيث تتيح المجموعتان تياري عادم منفصلين بسهولة.

أما التوربو المزدوج المتتابع فيعمل بشكل مختلف تماماً، إذ يستعمل الشاحنين على مراحل عبر نطاق الدوران. فعند السرعات المنخفضة ينهض شاحن صغير واحد بالعمل موفّراً دفعاً فورياً وتأخّراً أدنى. ومع ارتفاع الدوران وتدفّق العادم يدخل نظام تحكّم الشاحن الثاني، الأكبر غالباً، تدريجياً للحفاظ على دفع قوي حيث تعجز الوحدة الصغيرة وحدها. والنتيجة انتشار واسع وسلس لعزم الدوران من المنخفض إلى العالي، يجمع عملياً استجابة التوربو الصغير مع قدرة التوربو الكبير في القمة، لكن بثمن تعقيد كبير في الأنابيب والتحكّم.

بالنسبة للسائقين، جاذبية الشحن التوربيني المزدوج أداء يبدو فورياً ومتواصلاً في آن. فالأنظمة المنفَّذة جيداً تقدّم عزم دوران قوياً عند الدوران المنخفض، وتزيل كثيراً من المنطقة الميتة المرتبطة بسيارات التوربو المفرد القديمة، وتحافظ على القدرة حتى الخط الأحمر. ولهذا تشيع ترتيبات التوربو المزدوج في محركات الأداء القوية، من السيدانات الرياضية والسيارات السياحية الكبرى إلى السيارات الخارقة، حيث تجمع بين قدرات عالية وتسليم قابل للاستعمال.

أما العيوب فهي التكلفة والوزن والحرارة والتعقيد. فشاحنان توربينيان وما يتبعهما من مشعّبات ومبرّدات بينية وتغذية زيت وسائل تبريد وصمامات تحكّم تضيف نفقات وتزدحم في حجرة محرك حارّة أصلاً، فيما تعتمد الأنظمة المتتابعة خاصة على تحكّم متطوّر للتبديل بين الشاحنين دون قفزة محسوسة. وتحقّق محركات كثيرة الأهداف نفسها بطريقة أبسط عبر توربو واحد ثنائي اللولب أو متغيّر الهندسة، ولذا تُختار ترتيبات التوربو المزدوج حيث تبرّر القدرة الصريحة هذا التفصيل. ومع التبريد البيني السليم والصيانة، تبقى ركيزة في تصميم محركات الأداء العالي.