シングル、ツイン、ツインスクロール、可変ジオメトリ、または電動ターボチャージャーの違いは何ですか?それぞれのセットアップの利点は何ですか?
ターボチャージの世界は、エンジンのレイアウトと同じくらい多様です。さまざまなスタイルを見てみましょう。
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電動ターボチャージャーシングルターボ
シングルターボチャージャーだけでも、無限の可変性があります。コンプレッサーホイールのサイズとタービンを変えることで、まったく異なるトルク特性が得られます。大型ターボは高回転域での出力を向上させますが、小型ターボはより速くスプールするため、低回転域でのトルクが向上します。ボールベアリングとジャーナルベアリングのシングルターボもあります。ボールベアリングは、コンプレッサーとタービンが回転する際の摩擦を減らし、スプールを速くします(コストはかかりますが)。
利点:
エンジンの出力と効率を向上させるための費用対効果の高い方法。
シンプルで、一般的にターボチャージャーのオプションの中で最もインストールが簡単です。
小型エンジンを使用して、大型の自然吸気エンジンと同じ出力を生成できるため、重量を減らすことができます。
コストと複雑さ。電気モーターを考慮し、信頼性の問題を回避するために冷却を確実に実行する必要があるためです。これは、追加のコントローラーにも当てはまります。
シングルターボは、比較的狭い有効RPM範囲を持つ傾向があります。これにより、サイジングが問題となり、低回転域でのトルクと高回転域での出力のどちらかを選択する必要があります。
ターボの応答は、他のターボセットアップほど速くない場合があります。
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2.ツインターボ
シングルターボチャージャーと同様に、2つのターボチャージャーを使用する場合にも多くのオプションがあります。各シリンダーバンク(V6、V8など)に1つのターボチャージャーを使用できます。または、低RPMには1つのターボチャージャーを使用し、高RPMには大型ターボチャージャーにバイパスすることもできます(I4、I6など)。低RPMで1つを使用し、高RPMで両方を使用する、同様のサイズのターボを2つ使用することもできます。BMW X5 MとX6 Mでは、ツインスクロールターボが使用されており、V8の両側に1つずつ配置されています。
利点:
欠点:
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3. ツインスクロールターボ
ツインスクロールターボチャージャーは、シングルスクロールターボよりもほぼすべての点で優れています。2つのスクロールを使用することにより、排気パルスが分割されます。たとえば、4気筒エンジン(点火順序1-3-4-2)の場合、シリンダー1と4はターボの1つのスクロールに供給され、シリンダー2と3は別のスクロールに供給されます。これがなぜ有益なのでしょうか?シリンダー1がピストンが下死点に近づくにつれてパワーサイクルを終了し、排気バルブが開き始めるとします。これが起こっている間、シリンダー2は排気サイクルを終了し、排気バルブを閉じ、吸気バルブを開きますが、ある程度のオーバーラップがあります。従来のシングルスクロールターボマニホールドでは、シリンダー1からの排気圧が、両方の排気バルブが一時的に開いているため、シリンダー2が新鮮な空気を吸い込むのを妨げ、ターボに到達する圧力を減らし、シリンダー2が吸い込む空気の量を妨げます。スクロールを分割することにより、この問題は解消されます。
電気モーターをコンプレッサーホイールに直接接続することにより、必要に応じて電気でコンプレッサーを回転させることで、ターボラグと不十分な排気ガスをほぼ完全に排除できます。
シングルターボまたは従来のツインスクロールを使用した場合のコストと複雑さ。
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電動ターボチャージャー可変ジオメトリターボチャージャー(VGT)
おそらく最も優れた形態のターボチャージの1つであるVGTは、コストと特殊な材料の要件により、生産が限られています(ただし、ディーゼルエンジンでは比較的一般的です)。ターボチャージャー内の内部ベーンは、RPMに合わせてアスペクト比(A/R)を変更します。低RPMでは、低いA/R比を使用して排気ガス速度を上げ、ターボチャージャーをすばやくスプールします。回転数が上昇すると、A/R比が大きくなり、空気の流れが増加します。その結果、ターボラグが少なく、ブーストスレッショルドが低く、幅広くスムーズなトルクバンドが得られます。
利点:
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電動ターボチャージャー可変ツインスクロールターボチャージャー
これが私たちが待ち望んでいた解決策でしょうか?SEMA 2015に参加した際、BorgWarnerブースに立ち寄り、ターボチャージの最新情報を調べました。コンセプトの中には、上記のビデオで説明されている可変ツインスクロールターボがあります。
利点:
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電動ターボチャージャーAeristechの特許取得済みのフル電動ターボチャージャー技術は、車両メーカーが厳しい将来の排出ガス規制を満たし、エンジン運転範囲全体、さらには低エンジン回転数と車速でも優れた応答性を提供するのに役立つ新しい技術です。FETTは、シングルステージターボチャージャーを使用した極端なエンジンダウンサイジングとエンジンの効率向上を実現するための究極のソリューションです。
強力な電気モーターを組み合わせることで、ターボチャージャーのほぼすべての欠点が解消されます。ターボラグ?なくなりました。十分な排気ガスがない?問題ありません。ターボが低回転域でのトルクを生成できない?今ならできます!おそらく、現代のターボチャージの次の段階ですが、電動パスにも間違いなく欠点があります。
利点:
電気モーターをコンプレッサーホイールに直接接続することにより、必要に応じて電気でコンプレッサーを回転させることで、ターボラグと不十分な排気ガスをほぼ完全に排除できます。
コストと複雑さ。電気モーターを考慮し、信頼性の問題を回避するために冷却を確実に実行する必要があるためです。これは、追加のコントローラーにも当てはまります。