Sekventiell turboöverladdning

Sekventiell turboöverladdning är ett sätt att lösa en av de äldsta kompromisserna inom turboteknik: avvägningen mellan respons vid lågt varvtal och kraft vid högt. Ett enda turboaggregat dimensionerat för stark toppeffekt blir trögt vid låga varvtal, där det finns för lite avgasenergi för att snabbt få det att snurra, vilket ger den välbekanta känslan av turbofördröjning. Sekventiella system tar itu med detta genom att använda två turboaggregat med olika egenskaper och låta dem träda i funktion efter varandra i stället för samtidigt.

I ett typiskt upplägg sköter ett litet turboaggregat med låg tröghet den nedre delen av varvtalsregistret. Eftersom det är lätt och lätt kommer upp i varv ger det skarp gasrespons och användbart laddtryck nästan från tomgång. När varvtal och avgasflöde stiger kopplar en uppsättning styrventiler stegvis in ett andra och större turboaggregat. Den större enheten kan flöda långt mer luft och upprätthåller därmed högt laddtryck vid höga varv, där den lilla turbon annars hade tappat andan och blivit en strypning. Övergången hanteras så att laddtrycket förblir obrutet, vilket ger motorn en bred och flack vridmomentkurva som känns både ivrig från start och stark i toppen.

Det som tilltalar föraren är en nära nog utplånad turbofördröjning i kombination med en stor turbos rena kraft, en kombination som ett enda fast turboaggregat har svårt att leverera. Detta gjorde sekventiella system attraktiva för prestandamotorer där både körbarhet och hög specifik effekt krävdes, med den tvillingturbomatade Wankelmotorn i Mazda RX-7 och flera japanska prestandadieslar bland de mer kända exemplen.

Upplägget bör inte förväxlas med enkla parallella tvillingturbolösningar, där två identiska turboaggregat var för sig matar en cylinderbank och arbetar samtidigt. Det utmärkande för ett sekventiellt system är den stegvisa, rollbaserade övergången mellan turboaggregat av olika storlek, styrd av ett ofta intrikat nätverk av styr-, wastegate- och förbiledningsventiler.

Denna komplexitet är också systemets största nackdel. Ventilerna och styrlogiken lägger till kostnad, vikt och möjliga felkällor, och övergången mellan turboaggregaten kan kännas som ett steg i leveransen om den inte kalibreras noggrant. Av dessa skäl har sekventiell turboöverladdning i moderna motorer i stort ersatts av turboaggregatet med variabel geometri, som uppnår ett jämförbart brett arbetsregister med en enda enhet vars justerbara skovlar ändrar turbinens effektiva storlek i farten. Twin-scroll-konstruktioner erbjuder en annan väg till brett och responsivt laddtryck. Sekventiell turboöverladdning förblir ändå en lärorik milstolpe i överladdningens utveckling och återfinns alltjämt i vissa tvillingturbouppställningar.