Два наддува в одном моторе: зачем Volvo ставила на Drive-E T6 и турбину, и компрессор

Большинство моторов обходится одним способом наддува — либо турбиной, либо механическим компрессором. Но есть двигатели, где стоят оба сразу. Схема называется twincharging, и одно из самых известных её серийных применений — бензиновые Drive-E у Volvo: двухлитровые «четвёрки» в версиях T6 и T8.

Разбираемся, зачем мотору два нагнетателя, как это работает у Volvo и почему почти весь остальной автопром так не делает.

Турбина и компрессор решают одну задачу по-разному

И турбина, и компрессор нагнетают в цилиндры больше воздуха — вместе с ним сгорает больше топлива, и мощность растёт. Разница в источнике энергии.

Турбина раскручивается выхлопными газами: поток отработавших газов вращает колесо турбины, связанное с компрессорным колесом. Пока выхлопа мало — а на низких оборотах его действительно мало — наддува почти нет. Отсюда и знакомая многим турбояма: педаль уже нажата, а подхват приходит с задержкой.

Механический компрессор приводится от коленвала, обычно ремнём. Он дует сразу, стоит нажать газ, но за это приходится платить: часть мощности мотора уходит на вращение самого компрессора. Турбина такой платы не берёт — она использует энергию, которая иначе улетела бы в выпуск, — зато добавляет тепла и противодавления.

Зачем мотору оба нагнетателя

Логика простая: компрессор закрывает слабое место турбины на низах, турбина — слабое место компрессора на верхах.

На малых оборотах компрессор даёт мгновенный отклик и высокий крутящий момент. По мере раскрутки выхлопа становится достаточно, турбина выходит на режим, а компрессор в зависимости от конструкции либо обводится байпасом, либо механически отключается. В результате тяга распределяется ровнее по всей шкале оборотов: водитель получает отзывчивость компрессора, не теряя высокооборотной отдачи и экономичности турбины.

Особенно интересна такая схема для небольших моторов, от которых требуют характера крупного двигателя — без увеличения объёма и расхода.

Как это применяла Volvo

У Volvo twincharging появился на Drive-E T6: два литра, четыре цилиндра, ременной компрессор плюс турбина. Мотор ставили в том числе на XC90 и S90, где от «двойки» ждали уверенной тяги с низов и нормальной динамики на трассе. Та же комбинация двух наддувов встречается и в подключаемых гибридах T8 — там к двигателю внутреннего сгорания добавляется электромотор, то есть у машины фактически три источника тяги.

При этом Volvo не сделала twincharging универсальным решением: лишние детали, компоновка и инженерная сложность привели к тому, что схема осталась уделом отдельных моторов, а не всей линейки.

Не только Volvo

Двумя нагнетателями на одном двигателе занимались и другие производители:

• Lancia Delta S4 — пожалуй, самый известный дорожный автомобиль с такой схемой: легенда Group B с 1,8-литровым мотором, турбиной и компрессором. Гоночная версия выдавала около 480 л.с.
• Volkswagen 1.4 TSI Twincharger — дебютировал в 2006 году; компрессор работал на низких оборотах, турбина подхватывала с ростом оборотов, а переходом управляли магнитная муфта и байпас. Мотор ставили на Golf, Scirocco и Polo, а также на машины SEAT и Škoda.
• Nissan March Super Turbo — необычный японский хот-хэтч с двигателем 930 см³ и двумя нагнетателями, около 110 л.с.
• Volvo T6 и T8 — современные примеры той же идеи: два литра, турбина и компрессор, ровная тяга во всём диапазоне.

Почему схема не стала массовой

Главный тормоз — сложность. Две системы наддува требуют дополнительных трубопроводов, охлаждения, управляющей электроники и механики. Это лишний вес, более дорогое производство и больше потенциальных точек отказа.

Второй момент — эффективность. Турбина использует энергию выхлопа, а компрессор забирает мощность у самого двигателя, и производителю приходится тщательно дозировать моменты его включения, чтобы прибавка оправдывала потери.

Наконец, современные турбины стали заметно отзывчивее: компактные размеры, изменяемая геометрия в ряде применений и продвинутое электронное управление наддувом сократили задержку и без второго нагнетателя. Поэтому большинству автопроизводителей хватает хорошо настроенного турбомотора — он проще и дешевле.

Что это значит для владельца

Для водителя T6 или T8 плюс очевиден: машина тянет с холостых, без провала перед подхватом. Минус тоже понятен — узлов больше, и внимания к ним требуется больше.

Практический вывод: при покупке подержанного Volvo с twincharged-мотором смотрите не только на сам двигатель, но и на историю обслуживания. Сложные системы хуже переносят пропущенные интервалы, а диагностика двух контуров наддува требует понимающего сервиса. Отдельная тема — тепловой режим: владельцы твинчарджнутых машин на форумах жалуются на перегрев впуска при активной езде, например на трек-днях, так что городская эксплуатация с короткими поездками переносится легче, чем постоянные отжиги.

Турбина плюс компрессор — красивое инженерное решение, которое дало небольшим моторам характер больших. Но массовым оно не стало и вряд ли станет: сегодня ту же задачу решают одной хорошо настроенной турбиной.