ツインターボとシングルターボの差ってどういうところですか？

Question

ツインターボのほうが早いイメージがあったけど、よくよく考えてみるとそもそも何が「ツイン」だったのでしょうか。
ターボはエンジンの排気でタービンを回して空気をたくさん過給するんですよね？
そのタービンを2つ同時に回すことで1つの時よりもさらに過負荷をかけていた、ということですか？
中にはレガシィのように低回転域用タービンと高回転域用タービンを分けて「ツインターボ」としていたものもあるみたいですが(その代わりその切り替え時にトルクの谷があったとか)、ほかのツインターボは同じ回転域、同じブースト負荷時にタービンを２つ同時に回していたのでしょうか。

Answer 1

ツインターボのメリットですが、ビッグシングルのタービンよりもタービンやコンプレッサーの直径が小さく出来るので、軽くて小さな回転体は回転の上昇が早く、ターボラグが少ない＝レスポンスが早くなります。
また直６を例に取ると１２３気筒をまとめてたの４５６番気筒の排ガスが入って来ない為、排気干渉が無くなりパワーアップします。

レガシィやＦＤ３Ｓの場合はシーケンシャルターボと言って低回転時にプライマリーターボを作動させるまでは合っています。
そこから負荷をかけて回転が上がって来るとセカンダリータービンも作動させツインターボとなりますが、その間に予備回転域と言ってシングル領域からツインターボ領域の間にセカンダリータービンを過給させずに回転上昇させておく動作をしてます。
それでも若干ですがトルクの谷は出来ます。
私にはさほど気になりませんでしたが。

質問者からのお礼コメント

ありがとうございました。

Answer 2

う〜〜ん。。。(^^;

順々に書いて行きますので、お付き合い下さいな。

>ツインターボのほうが早いイメージがあったけど、
>そもそも何が「ツイン」だったのでしょうか。
ツインが名称に付く物は何typeか在りまして、

>タービンを2つ同時に回すことで
>1つの時よりもさらに過負荷をかけていた、ということですか？
過負荷、より高い過給圧、って事は無いんですが。。。

>レガシィのように低回転域用タービンと高回転域用タービンを分けて
>「ツインターボ」としていたものもあるみたい
>(その代わりその切り替え時にトルクの谷があったとか)
シーケンシャルTurboをご存知なんですね。じゃあその分は解説が楽に成ります。f(^^;)


先ず、過給をするというのはどう言う事か?
重力が2倍の星が在って、そこへエンジンを持って行って回す。と、大気圧も2倍だから(本当か?)、馬力も2倍出る、、、筈。
これを地球上でもやりたい。から過給して充填効率を上げようとする。
過給する手段が速度型の特性のTurboだと、排気の流量に合わせたサイズじゃあ大きくて、下スカ上ドッカンに成ります。これじゃあ使い難い事この上無いし、何より大事な実用域じゃ唯死重を背負ってるだけの事に成っちゃう。
ので、
・排気量から想定されるより遥かに小さい容量のTurboを選ぶ事で
・低回転低負荷から過給圧が立ち上がり始める様にし、
・排気が流し切れず詰まって来たら
・ウェイストゲート弁を開けて
・排気圧を一部捨てながら運転する様に設定する事で
・トルクの幅を確保し、運転し易くした
と言う事です。
でも、超が付く高速回転をする物だから、アクセル踏んで排ガス量が増えて、それで加速・増速されて初めて過給圧が上がり始める物だから、羽根車の回転慣性の大きさが過給圧上昇の遅れ：Turboラグの長短にモロに効いて来る。
GD^2で示される様に直径の二乗で効く訳だから、僅か数mmでも小さくしてTurboラグ、アクセルを踏んだ事に対してトルク上昇の遅れを小さくしよう、とする為にTurboを2つに分けた、のがツインTurboです。
レスポンス改善が狙いですから、それが重視されるスポーティーな性格付けの車で採用されます。

でもこれじゃ賢く無い。と思って、
・部分負荷域では排ガス量に見合った小サイズのTurboを働かせ、
・詰まり気味に成って来たら
・排気通路を切り替えて
・大サイズのTurboを働かせる様にした
のが、ご存知のシーケンシャルTurboなのです。
が、ご指摘の様に、切り替え時にトルクの谷を作ってしまう事が問題視されたので、直列式のシーケンシャルTurboも製品化されました。
この他に、タービンハウジングの排気通路を2つに分けて、4気筒の様に他気筒の排気が干渉してしまうエンジン向けに「ツインエントリー」式にしたTurboも在る訳ですね。
ですので、

>ツインターボ
という名称は

>同じ回転域、同じブースト負荷時に
>タービンを２つ同時に回していた
と言う事に成ります。

スムーズに回る為には隙間、クリアランスが不可欠で、小さいTurboに成る程、その隙間が大きく見えて来てしまう事から、小さいTurbo程「漏れ」が大きく成って効率が悪化して来ます。
シーケンシャルにすると低回転から過給圧が掛かって来るので、ピストンが逃げてくれないこの回転域はノッキング対策が難しく成ります。
だから、効率悪化に目を瞑ってでもツインTurboに堕落して、Turboラグだけ短縮を図った、というエンジンも以前には在った位、自然なフィーリングに仕上げるのは難しい物だったのです。

先ずはこんな所で。何か有りましたら補足なさって下さいな。d(^^)

Answer 3

でかいターボ1つより小さいターボ2つの方がレスポンスが良い。

FD3Sや2JZGTはシーケンシャルツインターボで低回転は1個だけ回してレスポンス良く高回転は2個回して出力を稼ぐ。
でも1個と2個の切り替え時に出力の谷がある。

ターボの進化で大きいタービンでもさほどレスポンス悪くなくなったので最近はシングルターボが多い。ツインはお金かかるしね。

Answer 4

低速用タービンと高速用タービン

排気ガスでタービンを回すので小さいタービンで低回転でもタービンが回ってパワーがでるようにした

今は一つのタービンでもツインスクロールターボといって低速も高速も対応したので、ツインターボは減った

Answer 5

タービンがツインでした。
レガシィの場合は、町中のトルクを稼げるように低速から回るよう小型化した１つめのタービンだけ回り、回転が上がると、２つめのタービン「も」まわるようにして高出力を得ていましたが、ご指摘のように切り替わり目に谷が存在しました。このような方式をシーケンシャルツインターボといいます。

２つのタービンが同時に回るようなものは、パラツインターボといいます。