Twin-turbo (podwójne doładowanie)

Silnik twin-turbo wykorzystuje dwie turbosprężarki zamiast jednej, aby pokonać kompromisy wpisane w każdą pojedynczą jednostkę doładowującą. Pojedyncza turbina musi być dobierana na zasadzie kompromisu: mała rozpędza się szybko, lecz traci oddech przy wysokich obrotach, a duża dobrze przepuszcza powietrze u góry zakresu, lecz reaguje ospale na dole. Zastosowanie dwóch turbosprężarek daje inżynierom dodatkowy stopień swobody, pozwalając poszerzyć użyteczny zakres mocy, zwiększyć całkowite doładowanie lub poprawić napełnianie w sposób trudny do osiągnięcia jedną jednostką.

Dwa główne układy różnią się zasadniczo przeznaczeniem. W układzie równoległym twin-turbo dwie turbosprężarki tej samej wielkości pracują jednocześnie, a każda obsługuje zwykle jeden rząd cylindrów silnika w układzie V. Ponieważ każde turbo przerabia tylko połowę spalin i powietrza silnika, turbiny są mniejsze i lżejsze, niż musiałaby być pojedyncza jednostka, więc rozpędzają się szybciej i redukują zwłokę, wciąż dostarczając przepływ powietrza wymagany przez silnik o dużej pojemności. To czyni układy równoległe naturalnym wyborem dla silników V6 i V8, gdzie dwa rzędy cylindrów wygodnie zapewniają odrębne strumienie spalin.

Układ sekwencyjny twin-turbo działa zupełnie inaczej, używając obu turbosprężarek etapowo w zakresie obrotów. Przy niskich obrotach pracę wykonuje jedna mała turbina, zapewniając szybkie doładowanie i minimalną zwłokę. W miarę wzrostu obrotów i przepływu spalin układ sterowania stopniowo włącza drugą, często większą turbinę, by utrzymać silne doładowanie tam, gdzie sama mała jednostka byłaby przeciążona. Efektem jest szeroki, płynny rozkład momentu obrotowego od niskich do wysokich obrotów, łączący responsywność małego turbo z wydajnością dużego u góry, choć kosztem znacznej liczby przewodów i złożoności sterowania.

Dla kierowców urok podwójnego doładowania to osiągi, które wydają się zarazem natychmiastowe i nieustępliwe. Dobrze dopracowane układy zapewniają mocny moment obrotowy w dolnym zakresie, eliminują znaczną część martwej strefy kojarzonej ze starszymi autami z pojedynczym turbo i utrzymują moc aż do odcięcia. Dlatego układy twin-turbo są częste w mocnych silnikach o charakterze sportowym, od sportowych limuzyn i grand tourerów po superauta, gdzie łączą wysokie osiągi z elastycznym, użytecznym dostarczaniem mocy.

Wadami są koszt, masa, ciepło i złożoność. Dwie turbosprężarki wraz z towarzyszącymi kolektorami, intercoolerami, doprowadzeniami oleju i cieczy chłodzącej oraz zaworami sterującymi podnoszą cenę i zagęszczają i tak gorącą komorę silnika, a szczególnie układy sekwencyjne polegają na zaawansowanym sterowaniu, by przełączać turbiny bez wyczuwalnego uskoku. Wiele silników osiąga podobne cele prościej, jedną turbiną twin-scroll lub o zmiennej geometrii, dlatego układy twin-turbo wybiera się tam, gdzie czyste osiągi usprawiedliwiają tę złożoność. Właściwie schłodzone i serwisowane pozostają jednym z filarów konstrukcji silników o wysokich osiągach.