Sekvenční turbodmychadla

Sekvenční přeplňování je přístup k přeplňování, jehož cílem je vyřešit jeden z nejstarších kompromisů této techniky: rozpor mezi pohotovostí při nízkých otáčkách a výkonem při vysokých. Jediné turbodmychadlo dimenzované na silný špičkový výkon bývá při nízkých otáčkách líné, neboť má příliš málo energie ve výfukových plynech, aby se rychle roztočilo, což vyvolává známý pocit prodlevy. Sekvenční systémy tento problém řeší použitím dvou turbodmychadel s odlišnými vlastnostmi a jejich postupným uváděním do činnosti, místo aby pracovala současně.

V typickém uspořádání se o spodní část otáčkového rozsahu stará malé turbodmychadlo s nízkou setrvačností. Protože je lehké a snadno se roztočí, poskytuje svižnou reakci na plyn a využitelný tlak prakticky už od volnoběhu. S rostoucími otáčkami motoru a průtokem výfukových plynů soustava řídicích ventilů postupně zapojí druhé, větší turbodmychadlo. Tato větší jednotka dokáže propustit mnohem více vzduchu, a udržuje tak vysoký tlak při vyšších otáčkách, kde by malé turbo došlo dechu a stalo se překážkou. Předání je řízeno tak, aby plnicí tlak zůstal nepřerušený, díky čemuž má motor širokou plochou křivku točivého momentu, jež působí dychtivě při rozjezdu i silně v horních otáčkách.

Pro řidiče je atraktivní téměř úplné odstranění prodlevy turba v kombinaci se špičkovým výkonem velkého turbodmychadla, což je kombinace, jíž jediné pevně dané turbo obtížně dosahuje. To činilo sekvenční systémy zajímavými pro výkonné motory, kde se vyžadovala jak tažnost při nízkých otáčkách, tak vysoký měrný výkon; mezi známé příklady patří dvouturbový rotační Mazda RX-7 a několik japonských výkonných dieselů.

Tento přístup nelze zaměňovat s jednoduchými paralelními dvouturbo uspořádáními, kde dvě shodná turbodmychadla zásobují vždy jednu řadu válců a pracují současně. Definičním rysem sekvenčního systému je postupné předání podle role mezi turby různých velikostí, řízené často spletitou sítí řídicích, obtokových a wastegate ventilů.

Tato složitost je zároveň hlavní slabinou systému. Ventily a řídicí logika přidávají cenu, hmotnost a potenciální místa poruchy a přechod mezi turby lze při nedokonalém naladění pocítit jako schod v dodávce výkonu. Z těchto důvodů bylo sekvenční přeplňování v moderních motorech ve velké míře nahrazeno turbodmychadlem s proměnnou geometrií, jež srovnatelně širokého pracovního rozsahu dosahuje s jedinou jednotkou, jejíž nastavitelné lopatky za běhu mění efektivní velikost turbíny. Další cestu k širokému a pohotovému plnicímu tlaku nabízejí konstrukce twin-scroll. Sekvenční přeplňování přesto zůstává poučným mezníkem ve vývoji přeplňování a stále se s ním lze setkat u některých dvouturbo konfigurací.