A turbófeltöltő olyan kényszertöltéses berendezés, amely a hengerekbe áramló levegő összesűrítésével növeli a motor teljesítményét és hatásfokát. A szívómotorok légköri nyomáson szívják be a levegőt, ezért a hasznosan elégethető üzemanyag mennyiségét az korlátozza, mennyi levegőt képes egy-egy henger beszívni. A turbófeltöltő áttöri ezt a határt: ugyanabba a löketűrtartalomba több levegőt zsúfol, így ciklusonként több üzemanyag égethető el, és adott méretű motorból nagyobb teljesítmény nyerhető.
A berendezés lényegében a kipufogógáz energiájával hajtott légszivattyú. Két lapátozott kerékből áll, amelyek közös tengelyen, zárt középső házban forognak. A motorból távozó forró kipufogógázok az egyik oldalon megpörgetik a turbinakereket; a tengely ezt a forgást átviszi a másik oldalon lévő kompresszorkerékre, amely beszívja és összenyomja a friss szívólevegőt. A tengely jóval 150 000 percenkénti fordulat fölött is foroghat, olajjal kent csapágyakon, gyakran vízhűtéssel, hogy elviselje a hatalmas hőterhelést. A wastegate szelep a felesleges kipufogógázt a turbina mellett vezeti el, így korlátozza a maximális töltőnyomást és védi a motort.
A turbófeltöltő nagy erénye, hogy a forró, nagy sebességű kipufogógázzal egyébként elpazarolt energiát hasznosítja, és hasznos munkává alakítja ahelyett, hogy plusz üzemanyag elégetésével hajtana egy szivattyút. Ettől jóval hatékonyabb, mint a szíjhajtású kompresszor. Mivel a levegő sűrítéskor fel is melegszik, a teljesítményorientált és a korszerű alkalmazások többségében a töltőlevegőt a hengerek elérése előtt egy intercoolerbe vezetik, ami visszaadja a sűrűségét és csökkenti a kopogás kockázatát. Az eredmény érdemi nyereség mind a csúcsteljesítményben, mind — downsizing esetén — a mindennapi fogyasztásban.
A turbófeltöltés éppen e downsizing elve révén alakította át a korszerű motorok világát. A gyártók a nagy lökettérfogatú szívómotorokat széles körben lecserélték kisebb, turbófeltöltött egységekre, amelyek hasonló teljesítményt és nyomatékot adnak, miközben szokásos körülmények között kevesebb üzemanyagot fogyasztanak és kevesebb CO2-t bocsátanak ki, segítve az egyre szigorúbb emissziós előírások teljesítését. Egy turbófeltöltős 1,5 literes benzinmotor ma már kényelmesen felveszi a versenyt egy régebbi 2,5 literessel, ráadásul a turbó laposabbá és szélesebbé teszi a nyomatékgörbét, ami rugalmasabb vezethetőséget ad.
A klasszikus hátrány a turbólyuk: az a rövid késlekedés, amíg a vezető teljesítményigénye és a turbina pörgéséhez szükséges kipufogóenergia összegyűlése között a töltőnyomás felépül. A korszerű mérnöki megoldások — könnyű kerekek, twin-scroll és változó geometriájú házak, elektromos rásegítés és twin-turbo elrendezések — ezt nagyban csökkentették. A turbófeltöltők ennek ellenére gondos karbantartást igényelnek a teljes élettartam eléréséhez: tiszta olajat, megfelelő hűtést és a forró állapotban való hirtelen leállítás kerülését. A kompresszorral, intercoolerrel, twin-turbóval és változó geometriájú kialakításokkal együtt értelmezve a turbófeltöltő a korszerű motorokban továbbra is a kevesebből többet elv legmeghatározóbb eszköze.
- A kipufogógáz hajt meg egy kompresszort, amely több levegőt présel be
- Hasznosítja az elpazarolt energiát — több teljesítmény és jobb hatásfok
- Lehetővé tette a motorok downsizingját az alacsonyabb CO2 érdekében
- A klasszikus hátrány a turbólyuk, amit a korszerű megoldások enyhítenek