Bagaimana cara kerja turbocharger tunggal twin-scroll 4 silinder?

4-Cylinder Twin-Scroll Single Turbocharger adalah sistem turbocharging yang menggabungkan teknologi twin-scroll dengan desain turbin tunggal untuk meningkatkan 

responsivitas dan efisiensi mesin. Berikut penjelasan langkah demi langkah secara terperinci tentang cara kerjanya: 1. Struktur Dasar: Komponen Turbocharger

• Turbin: Digerakkan oleh gas buang mesin.

• Kompresor: Digerakkan oleh turbin, udara terkompresi dikirim ke silinder.

• Twin-Scroll: Saluran masuk turbin dibagi menjadi dua scroll independen, yang terhubung ke manifold pembuangan silinder yang berbeda.

2. Karakteristik Knalpot Mesin Empat Silinder

• Urutan Penembakan: Mesin empat silinder biasanya dinyalakan dalam urutan 1-3-4-2, dengan gas buang dari silinder yang berdekatan diberi jarak 180°.

• Gangguan Pulsa Buang: Jika semua gas buang silinder memasuki pipa yang sama, gelombang tekanan buang silinder yang berdekatan akan saling mengganggu, 

mengakibatkan berkurangnya efisiensi turbin (disebut "exhaust pulse interference").

3. Desain pemisahan aliran twin-scroll

• Sambungan silinder berkelompok: dua gulungan menghubungkan dua kelompok silinder secara berurutan (misalnya: silinder 1+4 merupakan satu kelompok, silinder 2+3 merupakan kelompok yang lain).

• Mengisolasi pulsa pembuangan: pembuangan dari setiap kelompok silinder memasuki gulungan independen untuk menghindari gelombang tekanan pembuangan saling meniadakan, 

memastikan bahwa energi buangan ditransfer secara efisien ke turbin.

4. Penggunaan energi buang yang efisien • Efek Turbocharging Pulsa:

◦ Twin-scroll memisahkan pulsa knalpot dengan interval besar (seperti interval knalpot mesin empat silinder adalah 180°), 

memungkinkan turbin terus menerima gas buang berenergi kinetik tinggi.

◦ Dibandingkan dengan scroll tunggal, scroll kembar juga dapat mempertahankan kecepatan pembuangan yang lebih tinggi pada kecepatan rendah, sehingga mengurangi turbo lag.

5. Keuntungan turbin tunggal

• Struktur yang disederhanakan: turbin tunggal lebih ringan dan lebih murah daripada sistem turbo ganda.

• Cakupan kecepatan yang luas: melalui pengoptimalan gulir ganda, turbin tunggal dapat mencapai respons cepat pada kecepatan rendah sambil mempertahankan peningkatan laju aliran besar pada kecepatan tinggi.

6. Contoh alur kerja (mengambil mesin empat silinder sebagai contoh)

1. Tahap pembuangan:

◦ Silinder 1 menyelesaikan pekerjaan, dan gas buang bersuhu tinggi mengalir ke turbin melalui gulungan pertama.

◦ Setelah putaran poros engkol 180°, silinder 4 mengeluarkan gas buang dan menggerakkan turbin melalui putaran yang sama.

◦ Buangan dari silinder 2 dan 3 secara bergantian menggerakkan sisi lain turbin melalui gulungan kedua.

2. Penggerak turbin:

◦ Dua set pulsa pembuangan bergantian membuat kecepatan turbin meningkat lebih cepat, terutama pada kecepatan rendah, sehingga secara signifikan mengurangi histeresis.

3. Peningkatan asupan:

◦ Turbin menggerakkan kompresor untuk mengirim udara terkompresi ke intercooler, lalu memasukkannya ke dalam silinder setelah pendinginan, sehingga meningkatkan efisiensi pembakaran.

7. Keunggulan kinerja

• Peningkatan torsi kecepatan rendah: Desain gulir ganda memungkinkan turbin bekerja secara efisien pada 1500-3000 RPM mesin, meningkatkan torsi rendah.

• Mengurangi turbo lag: Isolasi pulsa pembuangan membuat kecepatan respons turbo mendekati supercharger.

• Hemat bahan bakar: meningkatkan efisiensi pembakaran sekaligus memenuhi regulasi emisi (seperti mengurangi pembakaran kaya sebelum intervensi turbo).

8. Skenario aplikasi umum

• Mobil performa rumah tangga: seperti mesin BMW N20, Volkswagen EA888 Gen3, dll., menyeimbangkan daya dan biaya.

• Keseimbangan ekonomi dan sportivitas: cocok untuk model yang membutuhkan keluaran daya linear dan menghargai efisiensi bahan bakar.

Ringkasan Turbocharger tunggal twin-scroll empat silinder mencapai kecepatan respons yang mendekati kecepatan turbo kembar dalam struktur turbo tunggal 

dengan mengalihkan pulsa gas buang dan mengoptimalkan pemanfaatan energi gas buang, sekaligus mempertimbangkan bobot ringan dan biaya rendah. 

Desain ini merupakan solusi klasik untuk menyeimbangkan kinerja dan kepraktisan dalam teknologi turbocharging modern.