Под двухступенчатым наддувом понимается последовательное включение двух турбокомпрессоров, которые при равных массо­вых расходах имеют различные объемные расходы (различные уровни давлений) и соответственно различные размеры.

Основными преимуществами системы наддува, состоящей из двух ступеней, по сравнению с двухступенчатым турбокомпрес­сором, в которой последовательно включенные компрессоры и турбины расположены на одном валу, являются более широкая характеристика и лучший общий к. п. д., так как раздельно вра­щающиеся компрессоры и турбины имеют лучшую приспособляе­мость. Поскольку двухступенчатое исполнение, как правило, представляет собой специальную конструкцию, то ее стоимость будет выше по сравнению с двумя одноступенчатыми турбоком- рессорами, которые в связи с большой потребностью для дви­гателей с наддувом выпускаются в больших количествах. Недо­статком системы двухступенчатого наддува являются и большие габаритные размеры.

По отношению к одноступенчатому наддуву двуступенчатый наддув имеет следующие преимущества.

1. Значительно более высокий уровень давления наддува и в связи с этим возможность получения больших величин среднего эффективного давления.

2. Более высокий к. п. д. при равном давлении наддува, так как к. п. д. компрессора и к. п. д. турбины падают при увеличе­нии напора или соответственно перепада в каждой ступени. К. п. д. двухступенчатого наддува еще может быть повышен за счет применения промежуточного охлаждения наддувочного воз­духа.

3. Более широкое поле характеристик и поэтому лучшая при­способляемость к желательному диапазону работы двигателя.

Применение двухступенчатой системы связано с увеличением массо-габаритных показателей всего турбонаддувочного агрегата (по сравнению с одноступенчатой системой) и, следовательно, с его удорожанием.

Результаты некоторых испытаний систем двухступенчатого наддува как на четырехтактных, так и на двухтактных дизелях были опубликованы в 1965 г., хотя поначалу этот способ и не находил практического применения.

Если учесть меры, принимаемые в двигателе для снижения механических и термических напряжений, то отношение увели­чения мощности к увеличению затрат при двухступенчатом над­дуве по сравнению с одноступенчатым будет меньше, чем ана­логичное соотношение при одноступенчатом наддуве по сравнению с двигателем без наддува. В принципе здесь нужно оценить (в го­раздо большей степени, чем при переходе от двигателя со свобод­ным всасыванием к двигателю с наддувом), что принесет большие преимущества при достижении определенной мощности: приме­нение дополнительного нагнетателя и охладителя со всеми необ­ходимыми трубопроводами и изменениями в самом двигателе или же увеличение диаметра цилиндра.

Недостатком двухступенчатого наддува является худшая при­емистость, так как при использовании той же энергии выпускных газов (при равном среднем эффективном давлении) должны разго­няться два ротора турбокомпрессоров, между которыми распре­деляется имеющийся перепад. Один и тот же двигатель достигал среднего эффективного давления, равного 16,3 бар (16,5 кгс/см²), при 1000 об/мин в случае применения одно­ступенчатого наддува за 11 с, а в случае применения двухступен­чатого наддува — за 18,5 с.

Несмотря на то что достигаемые при одноступенчатом над­дуве средние эффективные давления, которые у четырехтактных дизелей доходят до 25 бар, а у двухтактных — до 15 бар, на практике еще не применяются, в настоящее время все большее внимание уделяется исследованию проблем двухступенчатого наддува как расчетными, так и экспериментальными методами. Некоторые типы двухтактных дизелей с двух­ступенчатым наддувом уже подготовлены к производству.