Nie można powiedzieć, że zniknęły one całkowicie, ale 10 lat temu wydawały się być jednym z najgorętszych kawałków nowej technologii silnikowej na rynku.
Teraz jednak, znalezienie ich w samochodach sportowych napędzanych benzyną jest rzadkością. Co się stało?
Po pierwsze, kilka wyjaśnień…
Jednym z powodów, dla których turbosprężarka o zmiennej geometrii wydaje się tak atrakcyjna dla kierowcy, jest teoretyczna obietnica stałego doładowania w razie potrzeby; turbo dostarczające najbardziej odpowiednią ilość sprężonego powietrza do silnika przez cały czas. Bez opóźnień, bez narastania – po prostu czyste, nieokiełznane „stu-stu-stu-stu”. Bez względu na prędkość obrotową silnika.
Tak! Tak! Tak! *(kredyt wideo: MotorTrend.com)
Dzięki zastosowaniu adaptacyjnych łopatek na turbinie wydechowej, turbo o zmiennej geometrii może zmieniać swój kąt natarcia w czasie rzeczywistym.
Podstawowo, turbosprężarka o zmiennej geometrii może być małym, czułym turbo przy niskich obrotach, przed przekształceniem się w duże, mięsiste turbo, gdy silnik staje się zajęty.
Brzmi niesamowicie, prawda? To tak jakby mieć małe turbo i duże turbo w sekwencyjnym układzie twin-turbo. Ale zamiast tego, jest to 'wszystko-w-jednym’, dziwny typ CVT-turbo… coś.
Im niższe obroty, tym mniejsze staje się turbo. To jest najlepsze z obu światów.
Nie musisz się martwić o utrzymanie dwóch oddzielnych turbosprężarek, jeśli uzasadnisz ten skok, a kiedy lokalna policja wsadzi głowę pod maskę, aby sprawdzić, czy wszystko jest w porządku, nie będzie oszołomiona faktem, że odważyłeś się dodać więcej niż jedno „urządzenie hoon”.
Istnieją też inne korzyści.
Ponieważ dostarczanie mocy jest o wiele bardziej usprawnione, kiedy turbo wchodzi na obroty, silnik zachowuje się nieco bardziej jak jednostka wolnossąca, a nie jak „nic, nic, nic, ohmygod”, które znają właściciele starych Porsche 930.
*Podnosi stopę w dół w każdym turbodoładowanym silniku z lat 80-tych*
Dzięki temu silnik może pracować przy mniejszym i bardziej wydajnym stosunku powietrza do paliwa przy częściowym obciążeniu; zwiększona sprawność termiczna dzięki adaptacyjnemu A/R; silnik nie będzie czekał na obroty, aby móc wygenerować wystarczające doładowanie, jak w przypadku dużego turbo, a także nie będzie zduszony w sytuacjach wysokiego przepływu i wysokich obrotów przez małe turbo.
Jeśli jest tak dobrze, dlaczego ich nie mamy?
Cóż, mieliśmy. Raz.
W 2007 r. Porsche zaprezentowało model 911 Turbo (997) – kolejny w długiej linii 911 Turbos „holy s*** that’s fast” – ale tym razem Porsche zrobiło coś innego.
Oprócz Hondy Legend z ’88 roku i Shelby CSX z 1989 roku, Porsche 911 Turbo z 2007 roku było pierwszym samochodem napędzanym benzyną z technologią VGT.
Zamiast podkręcać doładowanie i sprawiać, że legendarne „Turbo” staje się jeszcze bardziej przerażające, jak to miało miejsce w przypadku wszystkich turbodoładowanych 911-tek, Porsche starało się uczynić z nowego 997 Turbo czystszy, bardziej przyjazny do życia samochód.
Aby pomóc w osiągnięciu tego celu, Porsche zainstalowało turbosprężarkę BorgWarner o zmiennej geometrii, aby usprawnić dostarczanie mocy i zwiększyć wydajność mechaniczną. I, kurczę, spotkało się to z uznaniem krytyków.
-
Czy to na ulicy, czy na torze, Porsche nie jest obce turbodoładowanie. -
Podwyższenie mocy było priorytetem dla nowego samochodu, ale Porsche poświęciło również czas na poprawę dopracowania i emisji. -
Turbosprężarki Porsche o zmiennej geometrii wykorzystywały również funkcję 'Overboost’, która zwiększała moment obrotowy o 60 Nm przez dziesięć sekund. -
Podczas gdy tworzenie ogromnych ilości mocy jest stosunkowo łatwe, utrzymanie wystarczająco chłodnych komponentów jest inną kwestią. -
Całkowita moc dla 3,6 litra twin-turbo flat-six to 353kW przy 6000rpm i 680Nm przy 2100-4000rpm. Boost rozpoczął się przy imponującej 1950rpm.
Czy to na ulicy, czy na torze, Porsche nie jest obce turbodoładowanie. 
Podwyższenie mocy było priorytetem dla nowego samochodu, ale Porsche poświęciło również czas na poprawę dopracowania i emisji. 
Turbosprężarki Porsche o zmiennej geometrii wykorzystywały również funkcję 'Overboost’, która zwiększała moment obrotowy o 60 Nm przez dziesięć sekund. 
Podczas gdy tworzenie ogromnych ilości mocy jest stosunkowo łatwe, utrzymanie wystarczająco chłodnych komponentów jest inną kwestią. 
Całkowita moc dla 3,6 litra twin-turbo flat-six to 353kW przy 6000rpm i 680Nm przy 2100-4000rpm. Boost rozpoczął się przy imponującej 1950rpm. Wszystko, co ma związek z dostarczaniem mocy przez nowy samochód, reakcją przepustnicy i (brakiem) opóźnienia turbosprężarki było dość powszechnie chwalone. Nic dziwnego, skoro pochodzi od firmy, która ma długą historię tworzenia, udoskonalania i udoskonalania turbodoładowania w samochodach sportowych.
Jeśli więc jest to jedna z tych innowacji, która działa dobrze w teorii i w praktyce, to dlaczego nie widzieliśmy jeszcze efektu „trickle-down” w postaci zastosowania turbosprężarek o zmiennej geometrii w bardziej osiągalnych samochodach sportowych?
Menadżer IAM Asia – BorgWarner, Garry Shields, powiedział tak: „Turbosprężarki VTG (Variable Turbine Geometry) są bardzo drogie w produkcji ze względu na dodatkowe komponenty i wysoce specjalistyczne materiały wykorzystywane do radzenia sobie z wysokimi EGT (temperaturami spalin) w silnikach benzynowych. Producenci zazwyczaj chcą osiągnąć swoje cele w zakresie osiągów, wydajności, właściwości jezdnych i emisji spalin za pomocą produktu o najniższych dostępnych kosztach.”
Dodatkowo, chociaż turbosprężarki VGT są prawie wyłącznie spotykane w wysokowydajnych silnikach Diesla, pan Shields powiedział, że jest to bardziej prawdopodobne ze względu na fakt, że turbosprężarki VGT wykonane dla silników Diesla nie wymagają tych samych wysoce specjalistycznych materiałów ze względu na niższe EGT.
„Wszyscy nasi klienci OEM mają możliwość skorzystania z technologii VTG (Variable Turbine Geometry), jednak zawsze wybierają opcję o najniższych kosztach, pamiętając o swoich ogólnych wymaganiach dotyczących osiągów, wydajności, łatwości prowadzenia i emisji. Wierzę, że tylko Porsche stosuje obecnie naszą technologię VTG w jednostopniowych silnikach benzynowych z wymuszoną indukcją.”
W rzeczywistości istnieje tylko kilka samochodów sportowych napędzanych silnikami benzynowymi, które wykorzystują turbosprężarki o zmiennej geometrii. Dwa z nich to modele Porsche 718 (Boxster S/Cayman S) i obecny 911 Turbo. A nowy Swift Sport firmy Suzuki o wartości 25 490 dolarów jest kolejnym. Dziwne.
Ale z jakiegoś powodu wszystkie standardowe silniki 911 Carrera wykorzystują turbosprężarki mono-scroll.
Mono-scroll, twin-scroll, VTG turbo… O co chodzi i która z nich jest lepsza?
Gdyby tylko wszystko było takie proste…
Skrótowo: turbiny mono-scroll są najbardziej podstawowe. Są prostą, ogrodową konstrukcją, która, choć jest laggy, może być 'naprawiona’ przez dodanie kolejnej jednostki obok niej.
Jakkolwiek niesamowite jest dodanie większej ilości turbin, jest to niepraktyczne rozwiązanie.
Nie staniesz się 'nie spłukany’ przez wyrzucenie jeszcze większej ilości pieniędzy. Musisz się dostosować. I tu właśnie wkraczają turbosprężarki twin-scroll.
Podobnie jak turbosprężarki o zmiennej geometrii, turbosprężarki twin-scroll zapewniają wiele korzyści technicznych w porównaniu z ich prostszymi braćmi mono-scroll.
Zwiększają moment obrotowy na niskich obrotach, poprawiają reakcję na doładowanie, podnoszą moc w całym zakresie mocy, maksymalizują sprawność turbiny, zmniejszają straty pompowania silnika, poprawiają ekonomię zużycia paliwa, zmniejszają rozcieńczenie ładunku dolotowego podczas nakładania się zaworów i obniżają temperaturę spalin.
Możesz nawet zastąpić układ twin-turbo, mono-scroll, pojedynczą jednostką twin-scroll. To właśnie zrobiło BMW w swoim sportowym coupe M2, kiedy zastąpiło starszą jednostkę twin-turbo serii 1 M Coupe.
W porównaniu z turbinami VTG, jednostki twin-scroll wydają się być mocną alternatywą – i są nią.
-
Dwie turbosprężarki użyte w tym porównaniu charakteryzują się tym samym stosunkiem A/R i ciśnieniem doładowania, i zostały założone na ten sam silnik. (image credit: DSportMag.com) -
To całkiem spora poprawa pod każdym względem. (image credit: DSportMag.com)
Dwie turbosprężarki użyte w tym porównaniu charakteryzują się tym samym stosunkiem A/R i ciśnieniem doładowania, i zostały założone na ten sam silnik. (image credit: DSportMag.com) 
To całkiem spora poprawa pod każdym względem. (image credit: DSportMag.com) Patrząc na rynek samochodów sportowych, wydaje się, że Porsche są jedynymi, którzy utknęli z turbinami VTG.
Volkswagen’s Golf GTI ma konfigurację twin-scroll, podobnie jak Hyundai’s i30 N, Mercedes-Benz’s A45 AMG, stare dobre Rexy STI i Evo X, i wiele innych. Są wszędzie.
I choć zalety twin-scroll są porównywalne do VTG, mają pewne cechy różnicujące.
W uproszczeniu, turbosprężarki twin-scroll nie mają łopatek. Podobnie jak turbosprężarki mono-scroll, są one proste. Z wyjątkiem tego, że turbosprężarki twin-scroll wymagają obudowy turbiny z dzielonym wlotem i odpowiednio zaprojektowanego kolektora wydechowego, który łączy połowę cylindrów w jedną spiralę, a drugą połowę w drugą.
W przypadku zastosowania czterocylindrowego, cylindry jeden i trzy będą wydmuchiwać spaliny do jednego zwoju, a cylindry dwa i cztery do drugiego zwoju.
-
Możesz zobaczyć różnicę między mono-scroll turbo i twin-scroll turbo . (image credit: DSportMag.com) -
W przeciwieństwie do standardowego turbo, które wolfs down stałego ciśnienia, twin-scroll turbo zużywa gazy spalinowe w 'impulsach’.
Możesz zobaczyć różnicę między mono-scroll turbo i twin-scroll turbo . (image credit: DSportMag.com) 
W przeciwieństwie do standardowego turbo, które wolfs down stałego ciśnienia, twin-scroll turbo zużywa gazy spalinowe w 'impulsach’. Ciężko jest powiedzieć, która konstrukcja jest „lepsza”, szczególnie gdy taki argument wygeneruje odpowiedź podobną do zawsze irytującego „to wszystko zależy od okoliczności”.
Ale podczas gdy turbosprężarki twin-scroll mają podobne zalety do turbin VTG, ich wspólne korzyści nie są tak silne. Jednakże, powinny być bardziej niezawodne; mają mniej ruchomych elementów i nie są zależne od drugorzędnych i trzeciorzędnych siłowników, aby działać prawidłowo.
I chociaż turbosprężarki VTG są imponujące – prawdopodobnie szczytowe osiągnięcie w dziedzinie konstrukcji turbosprężarek – są one dość drogie. Bardzo drogie.
Dodatkowo, mogą być również trudne do zainstalowania i skalibrowania w silniku, który nie był do nich przeznaczony. Coś musi powiedzieć tym łopatkom, kiedy mają się poruszać i o ile.
Ale z drugiej strony, jeśli turbosprężarki o zmiennej geometrii są tak dobre, to dlaczego prawie cały rynek zaadaptował technologię turbosprężarek twin-scroll?