twincharger

Un twincharger es un sistema de inducción de motor que combina un supercargador y un turbocargador en un solo motor. El supercargador, impulsado mecánicamente por el cigüeñal del motor, proporciona un impulso instantáneo a bajas velocidades del motor, donde el retraso del turbo (turbo lag) de otro modo privaría al conductor de una potencia de respuesta. El turbocargador, impulsado por los gases de escape, toma el relevo a medida que aumentan las RPM y el flujo de escape, entregando compresión adicional a velocidades más altas del motor. Los dos funcionan secuencialmente o en paralelo, dependiendo del sistema de control, con uno o ambos activos en diferentes rangos de carga y velocidad.

La ventaja principal es la eliminación de la zona muerta que afecta a los motores con un solo turbo. Un supercargador por sí solo conlleva una pérdida parasitaria del 10 al 15 por ciento de la potencia del motor y no puede escalar el impulso con la velocidad del motor. Un turbocargador por sí solo sufre de turbo lag, el retraso entre presionar el acelerador y sentir que la presión de impulso se acumula. Una configuración twincharger mantiene la presión de impulso relativamente plana en todo el rango de RPM, entregando una fuerte aceleración desde el ralentí hasta la línea roja sin la sensación de vacío en el rango medio.

Disposiciones mecánicas y control

La mayoría de los sistemas twincharger utilizan un supercargador tipo Roots por su tamaño compacto y respuesta a baja velocidad, combinado con un turbocargador de geometría variable para mayor eficiencia. El supercargador generalmente se monta delante o al lado del colector de admisión y presuriza el aire continuamente cuando el motor está en marcha. El turbocargador se encuentra en la trayectoria de escape y se acopla o desacopla mediante una válvula de derivación o un embrague electromagnético que desconecta su compresor de la admisión en condiciones de baja carga, reduciendo la resistencia parasitaria. Algunos sistemas utilizan una derivación controlada electrónicamente que modula la cantidad de aire comprimido de cada dispositivo que ingresa al colector.

Los motores twincharger exigen un control robusto de la inyección de combustible y la gestión del motor. La ECU debe equilibrar el suministro de combustible y el tiempo de encendido en las regiones de impulso superpuestas sin detonación ni fallas de encendido por mezcla pobre. El intercooler se vuelve crítico porque apilar dos compresores eleva significativamente la temperatura del aire de admisión; la mayoría de las aplicaciones twincharger utilizan un intercooler único más grande o intercoolers duales con tuberías dedicadas. La salida del supercargador puede enfriarse por separado de la del turbo para optimizar el control de la temperatura en diferentes puntos de operación.

Los twinchargers aparecieron en producción en volumen principalmente a principios de la década de 2000, notablemente en modelos de gama media de Audi, Jaguar y Mercedes-Benz, utilizando supercargadores Roots combinados con turbos impulsados por los gases de escape. La complejidad y el costo han limitado su adopción; la mayoría de los automóviles de alto rendimiento actuales dependen de turbos grandes individuales con geometría variable o de supercargadores puros. Los sistemas twincharger siguen siendo más comunes en carreras y aplicaciones especializadas donde el costo de desarrollo y el riesgo adicional de durabilidad se justifican por las ventajas de potencia y respuesta que ofrecen en un amplio rango de velocidad del motor.