Was ist ein Twin-Scroll-Turbolader?

Der Twin-Scroll-Einzelturbolader ist eine fortschrittliche Turboladertechnologie zur Optimierung der Motorleistung. 

insbesondere bei der Reduzierung des Turbolochs und der Verbesserung des Ansprechverhaltens bei niedrigen Drehzahlen. Hier ist eine detaillierte Analyse:

Funktionsprinzip

1. Twin-Scroll-Design: Der Abgaskrümmer ist in zwei unabhängige Kanäle (Scrolls) unterteilt,

2. In diesen sind normalerweise die Zylinder des Motors gruppiert (z. B. ist ein Vierzylindermotor in 1–3 Zylinder und 2–4 Zylinder unterteilt). Die Abgase jeder Zylindergruppe werden über eine eigene Schnecke zur Turbine geleitet.

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2. Einzelturbinenstruktur: Die beiden Spiralen laufen in derselben Turbine zusammen, jedoch durch getrennte Einlässe, um sicherzustellen 

dass sich die Abgasimpulse nicht gegenseitig stören und die Turbinenschaufeln dadurch effizienter angetrieben werden.

Kernvorteile

• Reduzieren Sie das Turboloch: Durch die Trennung der Abgasimpulse und die Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Abgasluftstroms reagiert die Turbine bei niedrigen Drehzahlen schneller.

• Verbessern Sie das Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit: Optimieren Sie die Abgasenergienutzung, verstärken Sie den Boost-Effekt bei niedriger Geschwindigkeit und verbessern Sie die Beschleunigungsleistung.

• Vereinfachte Struktur: Im Vergleich zum Twin-Turbo-System reduziert das Single-Turbo-Design Komplexität und Kosten und verringert gleichzeitig das Gewicht.

Technische Eigenschaften

• Abgasimpulsoptimierung: Die Abgasimpulse treiben die Turbine nach der Gruppierung abwechselnd an, um eine gegenseitige Aufhebung des Luftstroms zu vermeiden und die Turbineneffizienz zu verbessern.

• Breite Anwendung: Wird häufig in Benzinmotoren (wie BMW N55) verwendet, um Leistung und Kosten auszugleichen und teilweise herkömmliche Twin-Turbo-Lösungen zu ersetzen. Mögliche Nachteile

• Hohe Drehzahlbegrenzung: Bei einer einzelnen Turbine kann es bei extrem hohen Drehzahlen zu Einschränkungen des Abgasstroms kommen, was sich auf die maximale Leistungsabgabe auswirkt.

• Konstruktionskomplexität: Der Twin-Scroll-Auspuffkrümmer erfordert eine präzise Konstruktion, was die Herstellungskosten und den Platzbedarf bei der Installation erhöhen kann. 

Vergleich mit anderen Technologien

• Doppelturboaufladung: Doppelturbos (große und kleine Turbinen oder parallel) decken einen größeren Drehzahlbereich ab, sind aber teuer und komplex im Aufbau; Twin-Scroll-Einzelturbos erzielen ähnliche Effekte bei vereinfachter Konstruktion.

• Turbine mit variabler Geometrie (VGT): VGT passt sich durch Verstellen der Turbinenschaufeln an unterschiedliche Drehzahlen an, ihre hohe Temperaturtoleranz schränkt jedoch ihre Anwendung in Benzinmotoren ein; Twin-Scroll-Turbinen verbessern die Effizienz durch physikalische Trennung und sind für Benzinmotoren besser geeignet. Praktische Anwendung und Wirkung

• Modellbeispiel: Der BMW N55-Motor (ersetzt den N54 Twin-Turbo) nutzt diese Technologie, um eine gleichmäßigere Leistungsabgabe und geringere Wartungskosten zu erreichen.

• Leistungssteigerung: Aktuelle Messungen zeigen, dass das Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit um etwa 10-15 % erhöht wird, 

Die Turbo-Reaktionszeit wird verkürzt und auch Kraftstoffverbrauch und Emissionen werden optimiert.