Η τεχνολογία πίσω από τον ντίζελ TwinPower Turbo της BMW
Η τεχνολογία για έναν πιο καθαρό, πιο οικονομικό και πιο άμεσο σε απόκριση κινητήρα πετρελαίου.
Για την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης καυσίμου και της εκπομπής ρύπων, και τη βελτιστοποίηση της απόκρισης στο γκάζι των κινητήρων πετρελαίου της, σε όλο το φάσμα των στροφών, η BMW χρησιμοποιεί την τεχνολογία TwinPower Turbo.
Στην καρδιά αυτής της τεχνολογίας είναι ο στροβιλοσυμπιεστής με τουρμπίνα μεταβλητής γεωμετρίας – Variable Geometry Turbo ή VGT. Αυτός έχει μια σειρά πτερυγίων στην είσοδο της τουρμπίνας τα οποία περιστρέφονται ανάλογα με τις στροφές του κινητήρα. Στις χαμηλές στροφές, όπου τα καυσαέρια του κινητήρα έχουν χαμηλή ενέργεια, τα πτερύγια πλησιάζουν μεταξύ τους, στενεύοντας τις διόδους εισόδου της τουρμπίνας. Έτσι, αυξάνεται η ταχύτητα των καυσαερίων και η γωνία πρόσπτωσής τους στην τουρμπίνα, με αποτέλεσμα πιο αποδοτική περιστροφή της, πιο γρήγορη ανάπτυξη πίεσης υπερπλήρωσης (μπουστάρισμα), άρα και καλύτερη απόκριση στο γκάζι. Όσο ανεβαίνουν οι στροφές και αυξάνεται η παροχή και η ενέργεια των καυσαερίων, τα περιστρεφόμενα πτερύγια απομακρύνονται μεταξύ τους, αυξάνοντας την επιφάνεια εισόδου των καυσαερίων. Έτσι, τα καυσαέρια διέρχονται απρόσκοπτα και χτυπούν κατευθείαν την τουρμπίνα, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη ισχύ.
Για να μιλήσουμε μηχανολογικά, ο κρίσιμος συντελεστής σε ένα τούρμπο είναι ο λόγος A/R (aspect ratio) της επιφάνειας εισόδου της τουρμπίνας προς την ακτίνα της. Όσο μικρότερος ο A/R, τόσο πιο εύστροφο το τούρμπο και τόσο καλύτερη η απόκρισή του κινητήρα στις χαμηλές στροφές. Στις ψηλές στροφές όμως η ροή των καυσαερίων εμποδίζεται, η πίεση στην πολλαπλή αυξάνεται και οι αντλητικές απώλειες μεγαλώνουν, με αποτέλεσμα μικρότερη ισχύ. Το ιδανικό θα ήταν να υπάρχει ένα τούρμπο με μικρό A/R για χαμηλά κι ένα με μεγάλο A/R για ψηλά – κι αυτό ακριβώς επιτυγχάνεται με το τούρμπο μεταβλητής γεωμετρίας, όπου τα πτερύγια μεταβάλλουν συνεχώς την επιφάνεια εισόδου Α των καυσαερίων, άρα και τον λόγο A/R ώστε αυτός να πλησιάζει το βέλτιστο σε κάθε ρυθμό περιστροφής και κάθε φορτίο του κινητήρα.
Επειδή όμως με ένα μόνο τούρμπο το φάσμα μεταβολής του A/R είναι περιορισμένο, η BMW χρησιμοποιεί δύο τούρμπο σε σειρά στον ισχυρότερο δίλιτρο, 4κύλινδρο ντίζελ της των 224 PS. Για τις χαμηλές στροφές υπάρχει ένα μικρότερο τούρμπο μεταβλητής γεωμετρίας VGT, που δίνει άμεση απόκριση στο γκάζι και υψηλή ενεργειακή απόδοση, ενώ για τις ψηλές στροφές υπάρχει ένα μεγαλύτερο τούρμπο σταθερής γεωμετρίας που δίνει μεγαλύτερη ισχύ.
Η τεχνολογία αυτή της πολλαπλής εν σειρά υπερτροφοδότησης (βλ. σχήμα πάνω) θα εφαρμοστεί τώρα σε όλους τους 3κύλινδρους και 4κύλινδρους κινητήρες ντίζελ της BMW, μαζί με άλλες τεχνολογίες EfficientDynamics για ακόμη πιο αποδοτική και καθαρή λειτουργία, όπως θα δούμε σε επόμενο άρθρο.