Twin-Turbo (διπλό τούρμπο)

Ένας κινητήρας twin-turbo χρησιμοποιεί δύο υπερσυμπιεστές αντί για έναν, ώστε να ξεπεράσει τους συμβιβασμούς που συνοδεύουν κάθε μονή μονάδα εξαναγκασμένης εισαγωγής. Ένα μονό τούρμπο διαστασιολογείται αναγκαστικά ως συμβιβασμός: ένα μικρό παίρνει γρήγορα στροφές αλλά «λαχανιάζει» ψηλά, ενώ ένα μεγάλο έχει εξαιρετική ροή στο πάνω μέρος του στροφομέτρου αλλά αργεί να αποκριθεί χαμηλά. Με δύο τούρμπο, οι μηχανικοί αποκτούν έναν επιπλέον βαθμό ελευθερίας: μπορούν να διευρύνουν την ωφέλιμη περιοχή ισχύος, να αυξήσουν τη συνολική πίεση υπερπλήρωσης ή να βελτιώσουν την «αναπνοή» του κινητήρα με τρόπους που ένα μόνο τούρμπο δύσκολα πετυχαίνει.

Οι δύο βασικές διατάξεις διαφέρουν ριζικά ως προς τον σκοπό τους. Στο παράλληλο twin-turbo, δύο ισομεγέθεις υπερσυμπιεστές λειτουργούν ταυτόχρονα, καθένας εξυπηρετώντας συνήθως μία σειρά κυλίνδρων σε κινητήρα διάταξης V. Επειδή κάθε τούρμπο διαχειρίζεται μόνο τα μισά καυσαέρια και τον μισό αέρα, οι στρόβιλοι είναι μικρότεροι και ελαφρύτεροι από όσο θα απαιτούσε ένα μονό τούρμπο, οπότε επιταχύνουν ταχύτερα και περιορίζουν την υστέρηση, ενώ ταυτόχρονα καλύπτουν τις ανάγκες ροής ενός μεγάλου κυβισμού. Γι' αυτό οι παράλληλες διατάξεις ταιριάζουν φυσικά στους V6 και V8, όπου οι δύο σειρές κυλίνδρων προσφέρουν βολικά ξεχωριστά ρεύματα εξαγωγής.

Το διαδοχικό (sequential) twin-turbo λειτουργεί τελείως διαφορετικά, αξιοποιώντας τα δύο τούρμπο σε στάδια κατά μήκος του φάσματος στροφών. Στις χαμηλές στροφές δουλεύει μόνο ένα μικρό τούρμπο, που προσφέρει άμεση υπερπλήρωση με ελάχιστη υστέρηση. Καθώς οι στροφές και η ροή καυσαερίων ανεβαίνουν, ένα σύστημα ελέγχου ενεργοποιεί προοδευτικά το δεύτερο, συχνά μεγαλύτερο τούρμπο, ώστε η υπερπλήρωση να παραμένει ισχυρή εκεί όπου η μικρή μονάδα από μόνη της θα είχε «πνιγεί». Το αποτέλεσμα είναι μια πλατιά, αδιάκοπη ροή ροπής από τις χαμηλές μέχρι τις υψηλές στροφές, που συνδυάζει ουσιαστικά την αμεσότητα ενός μικρού τούρμπο με τη χωρητικότητα ενός μεγάλου, με τίμημα όμως σημαντική πολυπλοκότητα σε σωληνώσεις και έλεγχο.

Για τον οδηγό, η γοητεία του twin-turbo είναι επιδόσεις που μοιάζουν ταυτόχρονα άμεσες και ανεξάντλητες. Τα καλοστημένα συστήματα προσφέρουν στιβαρή ροπή από χαμηλά, εξαλείφουν μεγάλο μέρος του «νεκρού σημείου» που χαρακτήριζε τα παλαιότερα αυτοκίνητα με μονό τούρμπο και διατηρούν την ισχύ μέχρι την κόκκινη περιοχή. Γι' αυτό οι διατάξεις twin-turbo συνηθίζονται σε ισχυρούς κινητήρες επιδόσεων, από σπορ σεντάν και grand tourer μέχρι supercar, όπου συνδυάζουν υψηλή απόδοση με εκμεταλλεύσιμη, πολιτισμένη συμπεριφορά.

Τα μειονεκτήματα είναι το κόστος, το βάρος, η θερμότητα και η πολυπλοκότητα. Δύο τούρμπο, με τις πολλαπλές, τα intercooler, τις παροχές λαδιού και ψυκτικού και τις βαλβίδες ελέγχου τους, ανεβάζουν το κόστος και στριμώχνουν έναν ήδη καυτό χώρο κινητήρα, ενώ ειδικά τα διαδοχικά συστήματα βασίζονται σε εξελιγμένο έλεγχο για να εναλλάσσονται τα τούρμπο χωρίς αισθητό σκαλοπάτι. Πολλοί κινητήρες πετυχαίνουν παρόμοιους στόχους απλούστερα με ένα μονό τούρμπο twin-scroll ή μεταβλητής γεωμετρίας, οπότε η διάταξη twin-turbo επιλέγεται εκεί όπου οι καθαρές δυνατότητες δικαιολογούν την επιπλέον πολυπλοκότητα. Με σωστή ενδιάμεση ψύξη και συντήρηση, παραμένει ακρογωνιαίος λίθος της σχεδίασης κινητήρων υψηλών επιδόσεων.