Szekvenciális turbófeltöltés

A szekvenciális turbófeltöltés a kényszertöltés olyan megközelítése, amelyet a turbófeltöltés egyik legrégebbi kompromisszumának feloldására terveztek: az alacsony fordulatszámú reagálókészség és a magas fordulatszámú teljesítmény közötti ellentmondás feloldására. A magas csúcsteljesítményre méretezett egyetlen turbófeltöltő alacsony fordulatszámon hajlamos lomha lenni, ahol túl kevés a kipufogóenergia a gyors felpörgetéséhez, és ez kelti a turbólyuk jól ismert érzetét. A szekvenciális rendszerek ezt úgy oldják meg, hogy két eltérő jellemzőjű turbófeltöltőt alkalmaznak, és nem egyszerre, hanem egymás után léptetik őket működésbe.

Egy tipikus elrendezésben egy kicsi, kis tehetetlenségű turbófeltöltő látja el a fordulatszám-tartomány alsó részét. Mivel könnyű és könnyen felpörgethető, már szinte alapjárattól kezdve éles gázreakciót és hasznos feltöltést nyújt. Ahogy a fordulatszám és a kipufogógáz áramlása nő, egy szabályozószelep-rendszer fokozatosan lépteti működésbe a második, nagyobb turbófeltöltőt. A nagyobb egység jóval több levegőt képes átáramoltatni, ezért magas fordulaton tartja a nagy feltöltést, ahol a kis turbó már kifogyna a szuszból, és áramlási akadállyá válna. Az átadást úgy vezérlik, hogy a feltöltés folyamatos maradjon, így a motor széles, lapos nyomatékgörbét kap, amely már induláskor is lendületesnek, a csúcson pedig erősnek érződik.

A vezető számára a vonzerő a turbólyuk szinte teljes megszüntetése, párosulva a nagy turbó nyers erejével, vagyis olyan kombináció, amelyet egyetlen, rögzített turbófeltöltő nehezen ad. Ez tette a szekvenciális rendszereket vonzóvá az olyan sportmotorokhoz, ahol egyszerre volt elvárás a jó vontathatóság és a magas fajlagos teljesítmény; a jobban ismert példák közé tartozik az ikerturbós Wankel-motoros Mazda RX-7 és több japán teljesítménydízel.

A megközelítést nem szabad összekeverni az egyszerű, párhuzamos ikerturbós elrendezésekkel, ahol két azonos turbófeltöltő egy-egy hengersort táplál, és egyszerre működnek. A szekvenciális rendszer meghatározó jellemzője az eltérő méretű turbók közötti lépcsőzetes, szerep alapú átadás, amelyet a szabályozó-, lefúvató- és megkerülőszelepek gyakran bonyolult hálózata vezérel.

Ez a bonyolultság egyben a rendszer fő hátránya is. A szelepelés és a vezérlési logika növeli a költséget, a tömeget és a lehetséges meghibásodási pontokat, a turbók közötti átmenet pedig gondos kalibrálás híján lépcsőként érezhető a teljesítményleadásban. Ezen okokból a szekvenciális turbófeltöltést a modern motorokban nagyrészt felváltotta a változó geometriájú turbófeltöltő, amely hasonlóan széles működési tartományt ér el egyetlen egységgel, amelynek állítható lapátjai menet közben módosítják a turbina tényleges méretét. A twin-scroll kialakítás további utat kínál a széles, gyorsan reagáló feltöltéshez. A szekvenciális turbófeltöltés ennek ellenére tanulságos mérföldkő marad a kényszertöltés fejlődésében, és egyes ikerturbós kialakításokban ma is megtalálható.