Ngay từ khi bộ tăng áp (turbocharger) được ứng dụng trên các dòng xe thể thao và xe thương mại, các hãng xe đã tìm mọi cách để giảm độ trễ tăng áp, tức khoảng thời gian cần thiết để turbo quay đủ nhanh nhằm nén lượng khí nạp lớn hơn vào buồng đốt, từ đó tạo ra mức công suất tăng rõ rệt.
Một trong những giải pháp quen thuộc để hạn chế độ trễ là cấu hình tăng áp kép dạng tuần tự, trong đó một turbo nhỏ đảm nhiệm dải tua máy thấp nhờ khả năng spool nhanh, còn turbo lớn sẽ hoạt động khi vòng tua tăng cao, mang lại công suất cực đại. Mazda RX-7 thế hệ FD với động cơ 13B là ví dụ điển hình.
Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của công nghệ, nhiều hãng xe - trong đó có BMW - đã chuyển từ hai bộ tăng áp sang dùng một turbo duy nhất. Lý do chính xoay quanh tính hiệu quả.
Việc tối ưu đường đi khí xả, cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệu, giảm phát thải và giảm chi phí bảo dưỡng là những yếu tố quan trọng phía sau sự dịch chuyển này. Đồng thời, việc giảm bớt linh kiện giúp khoang động cơ thông thoáng hơn, thuận tiện cho bố trí kỹ thuật.
Trong cấu hình tăng áp thông thường, dòng khí xả từ các xi-lanh đi qua ống góp xả rồi vào bộ tăng áp. Tuy nhiên, các xung khí xả có thể giao thoa, cản trở nhau và gây giảm hiệu quả nạp - xả.
Vì vậy, giải pháp turbo twin-scroll ra đời. Với thiết kế ống góp xả tách đôi và ghép các xi-lanh theo cặp sao cho xung khí không đè lên nhau, turbo twin-scroll có thể tận dụng tối đa năng lượng khí xả, giúp turbo spool nhanh hơn và giảm đáng kể độ trễ.
BMW từng nhấn mạnh hiệu quả của giải pháp này khi chuyển từ động cơ sáu xi-lanh thẳng hàng N54 trang bị hai turbo độc lập sang động cơ N55 dùng một turbo twin-scroll.
Theo công bố vào năm 2009, N55 giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu đến 9% so với N54, đồng thời vẫn duy trì được khả năng tăng tốc và sức mạnh đặc trưng của động cơ tăng áp.
Bên cạnh yếu tố hiệu suất, việc chỉ sử dụng một turbo cũng giúp giảm chi phí sản xuất và bảo trì, bởi số lượng linh kiện ít hơn đồng nghĩa với việc ít bộ phận phải thay thế theo thời gian.
Khoang động cơ cũng được bố trí gọn gàng hơn, mang lại lợi ích lớn cho những mẫu xe hiện đại vốn có rất nhiều công nghệ và hệ thống điện tử.
Dù vậy, không phải động cơ hiện đại nào cũng phù hợp với một turbo. Nhiều mẫu xe vẫn sử dụng hai bộ tăng áp, đặc biệt là các động cơ có hai hàng xi-lanh độc lập.
Audi S4 thế hệ B5 hay Porsche 911 Carrera 992.2 đều dùng cấu hình này, bởi mỗi hàng xi-lanh có thể bố trí một turbo ngay gần ống xả, giúp đường khí nạp ngắn và tối ưu luồng khí vào động cơ.
Sự thay đổi của BMW từ hai turbo sang một turbo twin-scroll không chỉ là quyết định về công nghệ mà còn phản ánh xu hướng của ngành ô tô trong hơn một thập kỷ qua: ưu tiên hiệu suất tổng thể, giảm chi phí vận hành và hướng đến tiêu chuẩn khí thải ngày càng nghiêm ngặt, đồng thời vẫn duy trì chất lượng vận hành đặc trưng của động cơ tăng áp.
