Sekvencijalni turbopunjači

Sekvencijalno prednabijanje pristup je prisilnom punjenju zamišljen da riješi jedan od najstarijih kompromisa u prednabijanju: izbor između odzivnosti na niskim okretajima i snage na visokima. Pojedinačni turbopunjač dimenzioniran za snažnu isporuku na vrhu okretaja obično je trom na niskim okretajima, gdje ima premalo energije ispušnih plinova da bi se brzo zavrtio, što stvara poznat osjećaj kašnjenja. Sekvencijalni sustavi to rješavaju upotrebom dvaju turbopunjača različitih svojstava i njihovim uključivanjem jednoga za drugim, a ne zajedno.

U tipičnoj izvedbi mali turbopunjač male tromosti pokriva donji dio raspona okretaja. Budući da je lagan i lako se zavrti, pruža oštar odziv na papučicu gasa i koristan tlak punjenja gotovo od praznog hoda. Kako brzina motora i protok ispušnih plinova rastu, sustav upravljačkih ventila postupno uvodi drugi, veći turbopunjač. Veća jedinica može propustiti mnogo više zraka i stoga održava visok tlak punjenja na povišenim okretajima, gdje bi malom turbopunjaču ponestalo daha i postao bi prepreka. Predaja se vodi tako da tlak punjenja ostaje neprekinut, dajući motoru širok, plosnat moment koji djeluje i poletno pri kretanju i snažno na vrhu.

Privlačnost za vozača jest gotovo potpuno uklanjanje kašnjenja turbine u kombinaciji s neospornom snagom velikog turbopunjača, kombinacija koju pojedinačni turbopunjač s nepromjenjivim svojstvima teško može pružiti. Zbog toga su sekvencijalni sustavi bili privlačni za sportske motore u kojima su se tražili i pitkost i visok specifični učinak, a među poznatijim primjerima jesu motor s dvostrukim turbopunjačem u Wankelovu Mazda RX-7 te nekoliko japanskih sportskih dizela.

Taj pristup ne treba brkati s jednostavnim paralelnim izvedbama s dvama turbopunjačima, u kojima dva istovjetna turbopunjača svaki napaja po jedan red cilindara i rade istovremeno. Obilježje po kojem se sekvencijalni sustav prepoznaje jest stupnjevita predaja zasnovana na ulogama između turbopunjača različitih veličina, kojom upravlja često zamršena mreža upravljačkih, rasteretnih i premosnih ventila.

Ta je složenost ujedno i glavni nedostatak sustava. Ventili i upravljačka logika dodaju cijenu, masu i moguće točke kvara, a prijelaz između turbopunjača može se osjetiti kao stuba u isporuci ako nije pomno kalibriran. Iz tih je razloga sekvencijalno prednabijanje u suvremenim motorima uvelike zamijenjeno turbopunjačem promjenjive geometrije, koji postiže usporedivo širok radni raspon jednom jedinicom čije podesive lopatice u hodu mijenjaju djelotvornu veličinu turbine. Izvedbe s dvostrukim spiralnim kanalom nude još jedan put do širokog, odzivnog tlaka punjenja. Sekvencijalno prednabijanje ipak ostaje poučna prekretnica u razvoju prisilnog punjenja i još se nalazi na nekim izvedbama s dvama turbopunjačima.