فناوری توئین پاور که در پیشرانه‌های ب‌ام‌و استفاده می‌شود چطور کار می‌کند و چه تفاوتی با موتور توئین توربو دارد؟

ب‌ام‌و یکی از خودروسازانی است که قبلاً استاد ساخت پیشرانه‌های تنفس طبیعی دور بالا بود ولی با رواج توربوشارژر، توجه این شرکت هم به القای اجباری معطوف شد. مثل بسیاری از رقبا، موتورهای توربوشارژ اولیهٔ ب‌ام‌و درواقع پیشرانه‌های تنفس طبیعی اصلاح‌شده‌ای بودند که یک یا دو توربوشارژر روی آن‌ها نصب شده بود. بعداً اما باواریایی‌ها اقدام به ساخت موتورهایی کردند که از ابتدا برای القای اجباری طراحی شده بودند. یکی از پیشرفت‌های اخیر ب‌ام‌و در این زمینه نیز تولید پیشرانه‌های موسوم به توئین پاور توربو است که در حال حاضر در سینهٔ تمام مدل‌های این شرکت از X1 گرفته تا سری ۷ دیده می‌شود. ازاین‌رو، در ادامه قصد داریم ببینیم تکنولوژی توئین پاور توربو چیست، چطور کار می‌کند و چه تفاوتی با توئین توربو دارد.

توئین پاور چیست؟

توئین پاور توربو نامی است که ب‌ام‌و برای پیشرانه‌هایی استفاده می‌کند که به توربوشارژر از نوع توئین اسکرول مجهز هستند. این یعنی توئین پاور به طراحی توئین اسکرول اشاره دارد و به معنای استفاده از دو توربوشارژر نیست. البته ب‌ام‌و ابتدا از نام توئین پاور برای پیشرانه‌هایی استفاده می‌کرد به ترکیبی از چند فناوری جدید شامل توربوشارژر، تزریق مستقیم سوخت و زمان‌بندی متغیر سوپاپ مجهز بودند ولی بعداً این نام فقط به موتورهایی اختصاص یافت که از توربوشارژهای توئین اسکرول استفاده می‌کردند؛ بنابراین، برای پی بردن به شیوهٔ کار موتورهای توئین پاور ب‌ام‌و باید ابتدا با توربوشارژرهای توئین اسکرول آشنا شویم.

توربوشارژرهای توئین اسکرول به دو کانال داخلی برای عبور گازهای اگزوز مجهز هستند که از این طریق گازها تقسیم شده و تداخل جریان کاهش پیدا می‌کند. به لطف این ویژگی، جریان هوا نرم‌تر می‌شود و امکان افزایش فشار بوست بدون نگرانی از بروز اتفاقی که تحت عنوان «بازگشت» شناخته می‌شود فراهم خواهد شد. پدیدهٔ بازگشت زمانی اتفاق می‌افتد که به دلیل موقعیت سوپاپ‌های دود نسبت به یکدیگر، فشار گازهای خروجی در منیفولد اگزوز بسیار سریع افزایش میابد که این افزایش می‌تواند گازهای داغ اگزوز را به موتور بازگرداند و باعث کاهش قدرت یا آسیب شود. در توربوشارژرهای تک اسکرول، راه‌حل این مشکل کاهش فشار بوست است که قدرت تولیدی موتور را هم کمتر می‌کند. در توربوشارژر توئین اسکرول اما هر اسکرول توسط نیمی از سیلندرهای موتور تغذیه می‌شود. اسکرول کوچک‌تر جریان هوا را سریع‌تر می‌کند درحالی‌که اسکرول بزرگ‌تر قدرت را در دورهای بالا افزایش می‌دهد. بدین ترتیب، فشار گازها در منیفولد ثابت می‌ماند و درعین‌حال، قدرت موتور بیشتر می‌شود.

تفاوت توئین پاور و توئین توربو چیست؟

موتورهای توئین توربو به دو توربوشارژر مجهز هستند که این توربوشارژرها می‌توانند به‌صورت موازی یعنی هم‌زمان باهم یا به‌صورت متوالی کار کنند. موتورهای توئین توربوی موازی می‌توانند مزیت‌های یک توربوشارژر توئین اسکرول را ارائه کنند زیرا این پیشرانه‌ها از دو توربوشارژر کوچک استفاده می‌کنند که گازهای اگزوز سیلندرهای موتور بین آن‌ها تقسیم می‌شود و به دلیل اندازهٔ کوچک‌تر، سریع‌تر به چرخش درمی‌آیند. در این نوع موتور، هردو توربوشارژر به‌طور هم‌زمان کار می‌کنند و قدرت زیادی را به ارمغان می‌آورند. البته در موتورهای توئین توربو از توربوشارژرهای توئین اسکرول هم استفاده می‌شود که این مزیت‌ها را دو برابر می‌کند.

موتورهای توئین توربوی متوالی اما که در خودروهایی مثل نسل چهارم تویوتا سوپرا و پورشه ۹۵۹ استفاده شدند، کمی متفاوت عمل می‌کنند. در این موتورها، یکی از توربوشارژرها کوچک‌تر و دیگری بزرگ‌تر است. توربوشارژر کوچک فقط در دور موتور پایین کار می‌کند تا تأخیر توربو را از بین ببرد درحالی‌که توربوشارژر بزرگ در دور موتور بالا وارد عمل می‌شود یعنی زمانی که بوست توربوی کوچک‌تر تمام و آن‌قدر محدود می‌شود که هوای چندانی را به موتور نمی‌رساند. این ترکیب، تأخیر توربو را کاهش و بوست را فزایش می‌دهد ولی از مشکل بازگشت گازها جلوگیری نمی‌کند. به همین دلیل، هرچند از موتورهای توئین توربوی متوالی در دههٔ ۸۰ و ۹۰ در خودروهای پرفورمنس استفاده می‌شد اما این ترکیب توربوشارژر امروز بیشتر در خودروهای دیزلی دیده می‌شود.

موتور توئین توربو بهتر است یا توئین پاور؟

به‌طور خلاصه، طراحی توئین پاور یا همان توئین اسکرول باعث می‌شود یک توربوشارژر تکی بتواند بسیار شبیه به سیستم توئین توربو رفتار کند که این به معنای تأخیر کمتر و تولید قدرت بیشتر خواهد بود. بااین‌حال، یک توربوشارژر توئین اسکرول در افزایش قدرت موتور نمی‌تواند به‌اندازهٔ دو توربوشارژر مؤثر باشد و به همین دلیل است که ب‌ام‌و هنوز در خودروهای M خود از موتورهای توئین توربو استفاده می‌کند. به‌عنوان‌مثال، موتور ۳ لیتری شش سیلندر خطی S58 که در خودروهایی مثل M3 و M4 استفاده می‌شود، بر اساس موتور تک توربوی توئین اسکرول B58 ساخته شده ولی بجای یک توربوشارژر، از دو توربوشارژر تک اسکرول استفاده می‌کند. همچنین مدل‌های M هشت سیلندر مثل XM و M5 نیز همگی به موتورهای توئین توربو با تکنولوژی توئین اسکرول مجهز هستند.