BMWのN55 エンジンの導入により、BMW はツインターボ 6気筒エンジンからツインパワーターボと呼ばれるものに切り替えました。以前のセットアップでは2 つの別々のターボが使用されていましたが、新しい BMW ツイン スクロール ターボはかなり異なります。ここでは、この新しいターボ設定の違いと長所と短所の両方を説明します。
ターボチャージャーはどのように機能するのか?
通常のターボチャージャーであっても、BMWのツインスクロールターボであっても、ターボチャージャーの概念は同じです。エンジンが燃料を燃焼すると、排気マニホールドを通じてガスが排出されます。非ターボ車では、この排気ガスは単にテールパイプを通って車両から排出されます。
ただし、ターボ過給エンジンでは、排気ガスが排気システムの残りの部分に流れる前に、排気マニホールドの端にタービンが配置されます。
1本の回転軸の両端に、羽根車が1つずつ付いています。片一方の羽根車を排気の勢いで回し、軸で繋がったもう一方の羽根車が回ることで、より多くの空気を取り込むことができます。高圧縮空気により燃焼強度が向上し、パワーとトルクが向上します。
ツインスクロールターボとノーマルターボの違い
標準的なターボエンジンでは、排気ガスは1つのエキゾースト・マニホールドを通ってターボに供給されます。この場合、ターボを低回転域より作動させようとすると、排気ガスの通路面積が狭くなり、高回転域で排気ガスが流れにくくなります。
それに対しBMWのツイン・スクロールターボエンジンは、タービンホイールへの排気ガスを導く流路を2つに分ける事により、他気筒からの排気エネルギーの干渉を低減させます。
1つ目の流路は、排気流の半分をターボブレードの外周に送ります。一方、2つ目の小さな流路は、ターボの中央部分に空気を誘導します。外側の大きな流路はターボチャージャーの回転数を上げ、大きなブーストを発生させます。一方、小さい方の流路はターボレスポンスを向上させ、ターボラグを低減します。
その結果、低回転域のレスポンスが向上し、最高出力も向上したターボエンジンが実現したのです。
ツインスクロールターボが背圧問題を解決
ターボは排気システムに抵抗を加えるため、ターボチャージャー付き車では背圧が問題となります。しかし、BMWのツインスクロールターボは、不均一な排気圧を有利に利用しながら、この問題を解決します。
1 つは、別々の排気管が、互いに作用するシリンダーを分離することで背圧の干渉を防止することです。これにより全体的な排気の流れがスムーズになり、それ自体でパフォーマンスが向上します。
さらに、ツインスクロールターボシステムの効率性の向上により、点火遅れを長くした独自のチューニングが可能になります。その結果、燃料と空気の混合気がわずかに希薄になり、エンジン温度と全体的な効率も向上します。
BMWツインスクロールターボには欠点はあるのか？
他のシステムと同様に、トレードオフがあります。BMW ツイン スクロール ターボにはさまざまな利点がありますが、例外ではありません。ツインスクロールターボは標準のシングル ターボよりも多くのスペースを必要とするため、メンテナンスやアップグレードが困難になる可能性があります。さらに、ターボを交換する必要がある場合、単一のターボをセットアップするよりもはるかに高価になります。
まとめ
BMWのツインスクロールターボは、排気ガスの流れを効果的に制御することで、高出力と燃費効率を両立させる技術です。ツインスクロールターボは、独立したタービンと2つの排気パスを活用することで、幅広い回転域でトルクを最大限に引き出すことができます。
画像出典：BMW
