Twin-turbo (dva turbopunjača)

Twin-turbo motor koristi dva turbopunjača umjesto jednoga kako bi nadvladao kompromise svojstvene svakoj pojedinačnoj jedinici za prednabijanje. Jedan se turbopunjač mora dimenzionirati kao kompromis: mali se brzo pokreće, ali ostaje bez daha pri visokim okretajima, dok veliki dobro propušta zrak na vrhu, ali je tromog odziva pri niskim okretajima. Primjena dvaju turbopunjača daje inženjerima dodatan stupanj slobode, pa mogu proširiti područje snage, povećati ukupni tlak prednabijanja ili poboljšati disanje na načine koje jedna jedinica teško postiže.

Dvije se glavne izvedbe iz temelja razlikuju po svrsi. U paralelnoj izvedbi dva jednako dimenzionirana turbopunjača rade istodobno, pri čemu svaki obično opslužuje jedan red cilindara na motoru V-izvedbe. Budući da svaki turbopunjač obrađuje tek polovicu ispušnih plinova i zraka motora, turbine su manje i lakše nego što bi jedan turbopunjač trebao biti, pa se brže pokreću i smanjuju turborupu, a istodobno isporučuju protok zraka koji zahtijeva motor velikog obujma. Zbog toga paralelne izvedbe prirodno pristaju V6 i V8 rasporedima, gdje dva reda zgodno daju odvojene tokove ispušnih plinova.

Sekvencijalna izvedba radi posve drukčije, koristeći dva turbopunjača u stupnjevima kroz područje okretaja. Pri niskim okretajima posao obavlja jedan mali turbopunjač, dajući brz tlak prednabijanja uz najmanju turborupu. Kako okretaji i protok ispušnih plinova rastu, upravljački sustav postupno uključuje drugi, često veći turbopunjač kako bi održao snažan tlak prednabijanja ondje gdje bi mali sam bio nadvladan. Rezultat je širok i besprijekoran raspon okretnog momenta od niskih do visokih okretaja, koji djelotvorno spaja odzivnost malog turbopunjača s kapacitetom velikoga pri visokim okretajima, ali po cijeni znatne složenosti cijevnih vodova i upravljanja.

Za vozače je draž twin-turbo izvedbe performansa koja djeluje istodobno trenutačno i neumoljivo. Dobro izvedeni sustavi isporučuju snažan okretni moment pri niskim okretajima, uklanjaju velik dio mrtve točke svojstvene starijim automobilima s jednim turbopunjačem te održavaju snagu sve do graničnih okretaja. Zato su twin-turbo izvedbe uobičajene na snažnim sportskim motorima, od sportskih limuzina i grand turera do superautomobila, gdje spajaju visoke snage s pitomom i upotrebljivom isporukom.

Nedostaci su cijena, masa, toplina i složenost. Dva turbopunjača, pripadni razdjelnici, međuhladnjaci, dovodi ulja i rashladne tekućine te upravljački ventili poskupljuju izvedbu i gomilaju opremu u ionako vrelom motornom prostoru, a sekvencijalni sustavi osobito se oslanjaju na sofisticirano upravljanje da bi prebacivanje između turbopunjača prošlo bez osjetnog skoka. Mnogi motori slične ciljeve postižu jednostavnije jednim twin-scroll ili promjenjivogeometrijskim turbopunjačem, pa se twin-turbo izvedbe biraju ondje gdje sirova sposobnost opravdava razradu. Uz pravilan međuhladnjak i održavanje, ostaju temelj projektiranja visokoučinkovitih motora.