Cos'è un turbocompressore twin-scroll?

Il turbocompressore singolo twin-scroll è una tecnologia di turbocompressione avanzata progettata per ottimizzare le prestazioni del motore, 

Soprattutto nel ridurre il turbo lag e migliorare la risposta alle basse velocità. Ecco un'analisi dettagliata:

Principio di funzionamento

1. Design Twin-scroll: il collettore di scarico è diviso in due canali indipendenti (scroll),

2. che solitamente raggruppano i cilindri del motore (ad esempio, un motore a quattro cilindri è suddiviso in 1-3 cilindri e 2-4 cilindri). I gas di scarico di ciascun gruppo di cilindri vengono convogliati alla turbina attraverso la propria chiocciola.

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2. Struttura a turbina singola: le due volute convergono nella stessa turbina, ma attraverso ingressi separati per garantire 

che gli impulsi di scarico non interferiscano tra loro, azionando così le pale della turbina in modo più efficiente.

Vantaggi principali

• Riduzione del ritardo del turbo: separando gli impulsi di scarico e mantenendo un flusso d'aria di scarico continuo, la turbina risponde più rapidamente alle basse velocità.

• Migliora la coppia a bassa velocità: ottimizza l'utilizzo dell'energia di scarico, potenzia l'effetto boost a basse velocità e migliora le prestazioni di accelerazione.

• Struttura semplificata: rispetto al sistema biturbo, il design monoturbo riduce la complessità e i costi, riducendo al contempo il peso.

Caratteristiche tecniche

• Ottimizzazione degli impulsi di scarico: gli impulsi di scarico dopo il raggruppamento azionano la turbina alternativamente per evitare l'annullamento reciproco del flusso d'aria e migliorare l'efficienza della turbina.

• Ampia applicazione: comunemente utilizzato nei motori a benzina (come il BMW N55), bilanciando prestazioni e costi e sostituendo parzialmente le tradizionali soluzioni biturbo. Possibili svantaggi

• Limite di velocità elevata: una singola turbina può riscontrare limitazioni del flusso di scarico a velocità estremamente elevate, influendo sulla potenza massima in uscita.

• Complessità di progettazione: il collettore di scarico a doppio scorrimento richiede una progettazione precisa, che può aumentare i costi di produzione e i requisiti di spazio di installazione. 

Confronto con altre tecnologie

• Doppia turbocompressione: le doppie turbocompressioni (turbine grandi e piccole o parallele) coprono un intervallo di velocità più ampio, ma sono costose e complesse nella struttura; le singole turbocompressioni twin-scroll ottengono effetti simili con un design semplificato.

• Turbina a geometria variabile (VGT): la VGT si adatta a diverse velocità regolando le pale della turbina, ma la sua elevata tolleranza alle alte temperature ne limita l'applicazione nei motori a benzina; le turbine twin-scroll migliorano l'efficienza attraverso la separazione fisica e sono più adatte ai motori a benzina. Applicazione pratica ed effetto

• Esempio di modello: il motore BMW N55 (che sostituisce il biturbo N54) adotta questa tecnologia per ottenere una potenza in uscita più fluida e costi di manutenzione inferiori.

• Miglioramento delle prestazioni: le misurazioni effettive mostrano che la coppia a bassa velocità aumenta di circa il 10-15%, 

il tempo di risposta del turbo è ridotto e anche il consumo di carburante e le emissioni sono ottimizzati.