Dvojšpirálové turbo (twin-scroll)

Dvojšpirálové turbodúchadlo je vylepšením bežného jednoduchého turba, ktoré zlepšuje reakciu na plyn a plnenie pri nízkych otáčkach inteligentnejším riadením výfukových plynov. Namiesto toho, aby viedlo všetky výfukové plyny motora do jedného spoločného kanála, rozdeľuje prúd do dvoch oddelených kanálov, čiže špirál, vnútri skrine turbíny, pričom každý dodáva svoje pulzy k turbínovému kolesu usporiadanejšie. Prínosom je turbo, ktoré sa roztočí skôr a ostrejšie bez nákladu či zložitosti druhého turbodúchadla.

Tento princíp rieši problém vlastný viacvalcovým motorom: interferenciu výfukových pulzov. Keď každý valec zapáli a otvorí sa jeho výfukový ventil, vyšle tlakový pulz cez zberač. V bežnom jednošpirálovom usporiadaní môže výfuk valca začínajúceho výfukový zdvih naraziť na pretrvávajúci tlak iného valca, ktorého ventily sa ešte prekrývajú, čo čiastočne ruší energiu a narúša vyplachovanie valca. Dvojšpirálová skriňa zoskupuje valce tak, aby tie, ktorých výfukové udalosti sú mimo fázy, zásobovali rôzne špirály, pri typickom štvorvalci valce jeden a štyri do jedného kanála a dva a tri do druhého, čím udržiava pulzy oddelené a zachováva ich energiu.

Zachovaním týchto pulzov čistých a oddelených sa k turbíne dostane viac kinetickej a tlakovej energie výfukových plynov na jej roztočenie a valce dýchajú voľnejšie, pretože nebojujú s protitlakom svojich susedov. Praktickým účinkom pre vodiča je znížené oneskorenie turba a citeľne silnejšia reakcia zdola, pričom plnenie sa buduje skôr v otáčkach. Zlepšuje to tiež účinnosť spaľovania pri nízkych zaťaženiach a môže podporiť agresívnejšie časovanie ventilov, čím prispieva tak k výkonu, ako aj k hospodárnosti.

Osobitnou prednosťou dvojšpirálovej konštrukcie je, že dodáva široké, dostupné plnenie z jediného, pomerne jednoduchého a robustného turbodúchadla. Dosahuje veľkú časť pohotovosti kedysi spájanej s menšími alebo sekvenčnými turbovými usporiadaniami, no zachováva priamočiare mechanické usporiadanie bez ďalších turbín, zložitých ventilov či riadiacej elektroniky. To ho robí príťažlivým pre výrobcov hľadajúcich dobrú zmes reakcie, špičkového výkonu a spoľahlivosti pri skromných nákladoch a stalo sa bežným pri bežných preplňovaných benzínových motoroch.

Tento prístup so sebou nesie isté obmedzenia. Vyžaduje špeciálne navrhnutú delenú skriňu turbíny a starostlivo usporiadaný výfukový zberač, ktorý udržiava oba prúdy oddelené až k turbíne, čo komplikuje uloženie a odlievanie. Jeho výhoda je najväčšia pri motoroch, ktorých počet valcov a poradie zapaľovania umožňujú čisté dvojcestné rozdelenie, a na úplnom vrchole otáčok sa jeho prínos oproti dobrému jednošpirálovému turbu zužuje. V rodine riešení preplňovania stojí dvojšpirálové turbo ako pragmatický stredný bod medzi základným jednoduchým turbodúchadlom a prepracovanejšími dvojturbovými, sekvenčnými a systémami s premenlivou geometriou.