Twin-scroll-turbo

En twin-scroll-turbo er en videreutvikling av den vanlige enkeltturboen som bedrer gassrespons og ladetrykk ved lavt turtall gjennom mer intelligent håndtering av eksosgassen. I stedet for å lede all eksosen fra motoren inn i én felles passasje deler den strømmen i to atskilte kanaler, eller skroller, inne i turbinhuset, der hver kanal leverer sine trykkpulser til turbinhjulet på en mer ordnet måte. Gevinsten er en turbo som spinner opp tidligere og skarpere uten kostnaden og kompleksiteten ved en ekstra turbolader.

Prinsippet løser et problem som er iboende i flersylindrede motorer: interferens mellom eksospulsene. Når hver sylinder tenner og eksosventilen åpner, sender den en trykkpuls ned i manifolden. I et vanlig single-scroll-oppsett kan eksosen fra en sylinder som begynner sitt eksosslag, kollidere med restpulsen fra en annen sylinder der ventilene fortsatt overlapper, noe som delvis opphever energien og forstyrrer sylinderens spyling. Et twin-scroll-hus grupperer sylindrene slik at de hvis eksosfaser ligger ute av takt, mater hver sin skroll — på en typisk firesylindret motor går sylinder én og fire inn i den ene kanalen og to og tre inn i den andre — slik at pulsene holdes atskilt og energien bevares.

Ved å holde disse pulsene rene og adskilte når mer av eksosens bevegelses- og trykkenergi turbinen for å spinne den opp, og sylindrene puster friere fordi de ikke kjemper mot mottrykk fra naboene. Den praktiske virkningen for føreren er redusert turbohull og merkbart sterkere respons i nedre del av turtallsområdet, der ladetrykket bygger seg opp tidligere. Det bedrer også forbrenningens virkningsgrad ved lav last og kan tillate mer aggressiv ventiltiming, noe som bidrar til både ytelse og økonomi.

En særlig styrke ved twin-scroll-løsningen er at den gir bredt og lett tilgjengelig ladetrykk fra én enkelt, forholdsvis enkel og robust turbolader. Den oppnår mye av responsen man tidligere forbandt med mindre eller sekvensielle turboløsninger, samtidig som den beholder et oversiktlig mekanisk oppsett uten ekstra turbiner, kompliserte ventiler eller styreelektronikk. Dette gjør den attraktiv for produsenter som søker en god balanse mellom respons, toppeffekt og driftssikkerhet til moderat kostnad, og den har blitt vanlig på utbredte turboladede bensinmotorer.

Løsningen har likevel noen begrensninger. Den krever et spesielt utformet, todelt turbinhus og en nøye tilrettelagt eksosmanifold som holder de to strømmene atskilt helt frem til turbinen, noe som kompliserer både plassering og støping. Fordelen er størst på motorer der antall sylindre og tenningsrekkefølge tillater en ren todeling, og helt øverst i turtallsområdet smalner forspranget overfor en god single-scroll-turbo inn. Innenfor familien av overladingsløsninger plasserer twin-scroll-turboen seg som en pragmatisk mellomvei mellom en enkel enkeltturbo og de mer avanserte twin-turbo-, sekvens- og variabel geometri-systemene.