Τι είναι ένας υπερσυμπιεστής διπλής κύλισης;

Ο μονός υπερσυμπιεστής διπλής κύλισης είναι μια προηγμένη τεχνολογία υπερσυμπίεσης που έχει σχεδιαστεί για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης του κινητήρα, 

ειδικά στη μείωση της υστέρησης τούρμπο και στη βελτίωση της απόκρισης στις χαμηλές στροφές. Ακολουθεί μια λεπτομερής ανάλυση:

Αρχή λειτουργίας

1. Σχεδιασμός διπλής κύλισης: Η πολλαπλή εξαγωγής χωρίζεται σε δύο ανεξάρτητα κανάλια (κύλιες),

2. οι οποίες συνήθως ομαδοποιούν τους κυλίνδρους του κινητήρα (όπως ένας τετρακύλινδρος κινητήρας χωρίζεται σε 1-3 κυλίνδρους και 2-4 κυλίνδρους). Η εξάτμιση κάθε ομάδας κυλίνδρων οδηγείται στην τουρμπίνα μέσω του δικού της σπειροειδούς σωλήνα.

3. 
   

2. Δομή ενός στροβίλου: Οι δύο σπειροειδείς σωλήνες συγκλίνουν στον ίδιο στρόβιλο, αλλά μέσω ξεχωριστών εισόδων για να διασφαλιστεί 

ώστε οι παλμοί εξάτμισης να μην αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, με αποτέλεσμα να κινούνται τα πτερύγια του στροβίλου πιο αποτελεσματικά.

Βασικά πλεονεκτήματα

• Μείωση της υστέρησης του τούρμπο: Διαχωρίζοντας τους παλμούς εξαγωγής, διατηρώντας συνεχή ροή αέρα εξαγωγής, η τουρμπίνα ανταποκρίνεται ταχύτερα σε χαμηλές ταχύτητες.

• Βελτίωση της ροπής στις χαμηλές στροφές: Βελτιστοποίηση της αξιοποίησης της ενέργειας των καυσαερίων, ενίσχυση του αποτελέσματος ώθησης σε χαμηλές ταχύτητες και βελτίωση της απόδοσης επιτάχυνσης.

• Απλουστευμένη δομή: Σε σύγκριση με το σύστημα δίδυμο-τούρμπο, ο σχεδιασμός μονόκλινο-τούρμπο μειώνει την πολυπλοκότητα και το κόστος, ενώ παράλληλα μειώνει το βάρος.

Τεχνικά Χαρακτηριστικά

• Βελτιστοποίηση παλμών εξάτμισης: Οι παλμοί εξάτμισης μετά την ομαδοποίηση κινούν τον στρόβιλο εναλλάξ για να αποφευχθεί η αμοιβαία ακύρωση της ροής του αέρα και να βελτιωθεί η απόδοση του στροβίλου.

• Ευρεία εφαρμογή: Χρησιμοποιείται συνήθως σε βενζινοκινητήρες (όπως η BMW N55), εξισορροπώντας την απόδοση και το κόστος και αντικαθιστώντας εν μέρει τις παραδοσιακές λύσεις δίδυμο-τούρμπο. Πιθανά μειονεκτήματα

• Όριο υψηλής ταχύτητας: Μία μόνο τουρμπίνα ενδέχεται να αντιμετωπίσει περιορισμούς ροής καυσαερίων σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες, επηρεάζοντας τη μέγιστη ισχύ εξόδου.

• Πολυπλοκότητα σχεδιασμού: Η πολλαπλή εξαγωγής διπλής σπειροειδούς διάταξης απαιτεί ακριβή σχεδιασμό, γεγονός που μπορεί να αυξήσει το κόστος κατασκευής και τις απαιτήσεις χώρου εγκατάστασης. 

Σύγκριση με άλλες τεχνολογίες

• Διπλή υπερτροφοδότηση: Οι διπλοί υπερσυμπιεστές (μεγάλοι και μικροί ή παράλληλοι) καλύπτουν ένα ευρύτερο φάσμα στροφών, αλλά είναι δαπανηροί και πολύπλοκοι στη δομή τους. Οι μονοί υπερσυμπιεστές διπλής κύλισης επιτυγχάνουν παρόμοια αποτελέσματα με απλοποιημένο σχεδιασμό.

• Τουρμπίνα μεταβλητής γεωμετρίας (VGT): Η VGT προσαρμόζεται σε διαφορετικές ταχύτητες ρυθμίζοντας τα πτερύγια της τουρμπίνας, αλλά η ανοχή της σε υψηλή θερμοκρασία περιορίζει την εφαρμογή της σε βενζινοκινητήρες. Οι διπλές κύλισεις βελτιώνουν την απόδοση μέσω φυσικού διαχωρισμού και είναι πιο κατάλληλες για βενζινοκινητήρες. Πρακτική εφαρμογή και αποτέλεσμα

• Παράδειγμα μοντέλου: Ο κινητήρας BMW N55 (που αντικαθιστά τον N54 δίδυμο-τούρμπο) υιοθετεί αυτήν την τεχνολογία για να επιτύχει ομαλότερη απόδοση ισχύος και χαμηλότερο κόστος συντήρησης.

• Βελτίωση απόδοσης: Οι πραγματικές μετρήσεις δείχνουν ότι η ροπή στις χαμηλές στροφές αυξάνεται κατά περίπου 10-15%, 

Ο χρόνος απόκρισης του τούρμπο μειώνεται, ενώ η κατανάλωση καυσίμου και οι εκπομπές ρύπων βελτιστοποιούνται επίσης.