Twin-scroll-turbo

En twin-scroll-turbolader er en videreudvikling af den konventionelle enkeltturbo, der forbedrer gasrespons og ladetryk ved lave omdrejninger ved at håndtere udstødningsgassen mere intelligent. I stedet for at føre al motorens udstødning ind i én fælles kanal deler den strømmen op i to separate kanaler, eller scrolls, inde i turbinehuset, hvor hver leverer sine trykstød til turbinehjulet på en mere velordnet måde. Fordelen er en turbo, der spooler op tidligere og mere skarpt uden omkostningen eller kompleksiteten ved en ekstra turbolader.

Princippet løser et problem, der er iboende i flercylindrede motorer: interferens mellem udstødningsstød. Hver gang en cylinder tænder og dens udstødningsventil åbner, sender den et trykstød ned gennem manifolden. I en konventionel single-scroll-opstilling kan udstødningen fra en cylinder, der begynder sit udstødningsslag, kollidere med det tilbageblevne tryk fra en anden cylinder, hvis ventiler stadig overlapper, hvilket delvist ophæver energien og forstyrrer udskylningen af cylinderen. Et twin-scroll-hus grupperer cylindrene, så de, hvis udstødningshændelser er ude af fase, fødes til hver sin scroll — på en typisk firecylindret motor cylinder et og fire til den ene kanal og to og tre til den anden — så stødene holdes adskilt og deres energi bevares.

Ved at holde disse trykstød rene og adskilte når mere af udstødningens kinetiske energi og trykenergi frem til turbinen for at sætte den i gang, og cylindrene ånder friere, fordi de ikke kæmper mod modtryk fra deres naboer. Den praktiske effekt for føreren er reduceret turbohul og en mærkbart stærkere respons i det lave register, hvor ladetrykket bygges op tidligere i omdrejningsområdet. Det forbedrer også forbrændingens virkningsgrad ved lav belastning og kan understøtte en mere aggressiv ventiltiming, hvilket bidrager til både ydelse og økonomi.

En særlig styrke ved twin-scroll-konstruktionen er, at den leverer bredt og tilgængeligt ladetryk fra en enkelt, forholdsvis enkel og robust turbolader. Den opnår meget af den responsivitet, man tidligere forbandt med mindre eller sekventielle turboopstillinger, samtidig med at den bevarer en ligetil mekanisk opbygning uden ekstra turbiner, kompleks ventilstyring eller styreelektronik. Det gør den attraktiv for producenter, der søger en god balance mellem respons, topeffekt og driftssikkerhed til en beskeden pris, og den er blevet udbredt på almindelige turboladede benzinmotorer.

Fremgangsmåden medfører dog visse begrænsninger. Den kræver et specifikt udformet, opdelt turbinehus og en omhyggeligt arrangeret udstødningsmanifold, der holder de to strømme adskilt helt frem til turbinen, hvilket vanskeliggør pladsforhold og støbning. Fordelen er størst på motorer, hvis cylinderantal og tændingsrækkefølge tillader en ren todelt opdeling, og helt øverst i omdrejningsområdet bliver fordelen frem for en god single-scroll mindre. Inden for familien af ladeløsninger placerer twin-scroll-turbo'en sig som en pragmatisk mellemvej mellem en simpel enkeltturbolader og de mere avancerede twin-turbo-, sekventielle og variabel geometri-systemer.