DELOVANJE

Turbo polnilnik poganja turbina, ki izkorišča moč in hitrost izpušnih plinov. Plini tečejo skozi turbino in jo vrtijo. Turbina je z gredjo povezana s polnilnikom, ki sesa za izgorevanje potreben zrak, ga stisne in dovaja motorju. Turbinski polnilnik ni mehansko povezan z motorjem. Ker ne potrebuje dodatne energije za svoje delovanje, saj izkorišča neuporabno energijo izpušnih plinov, porabi motor manj goriva za enako zmogljivost, kot motor brez turbo polnilnika. Motor ima zato lahko manjšo prostornino. Volumski izkoristek motorja je dosti boljši.

Razliko med atmosferskim tlakom in tlakom polnilnega zraka imenujemo nadtlak turbine. Ker v zgorevalni prostor pride dosti več goriva (v pravi mešanici gorivo – zrak) dobimo dosti več moči. Na primer: 100% izkoriščen turbo polnilnik, ki daje 100 kPa nadtlaka, bi podvojil moč motorja. Vendar, kot vedno, so tudi tu izgube (toplotne, tlačne). Turbo polnilniki imajo ponavadi okrog 80% izkoristek. Za uporabo v avtomobilih se nadtlak giblje okrog 80 kPa, vendar je lahko veliko večji.

Današnji turbo polnilniki so centrifugalne črpalke. Potrebujejo dosti plinov iz motorja, da se začnejo vrteti in proizvajati ustrezen nadtlak. Motorne vrtljaje, pri katerih začne turbo polnilnik proizvajati nadtlak, imenujemo prag nadtlaka. Z začetkom vrtenja kompresorja je povezana tudi tako imenovana turbo luknja. To je področje motornih vrtljajev, ko ob pritisnjeni stopalki za plin motor ne vleče. Turbina pa ima svoj masni vztrajnostni moment, ki ga je treba premagati.

Glavna slabost visokih nadtlakov je dejstvo, da s stiskanjem zraku povišujemo temperaturo. Motorji z notranjim izgorevanjem imajo omejitev glede vstopne temperature zraka pred vžigom. S prevročim zrakom kmalu upade volumski izkoristek motorja, toplejši zrak namreč zavzame večji volumen kot hladnejši. S tem je treba dodati tudi manj goriva, od koder pridobivamo moč. Zato polnilni zrak dostikrat speljemo čez vmesni izmenjevalnik toplote (intercooler), da ga ohladimo. Velikokrat je zrak ob izstopu iz kompresorja segret na okrog 100˚C.

Večina hladilnikov polnilnega zraka izmenjuje toploto med okoliškim in polnilnim zrakom. Če pa je motor v zadku avtomobila ali kakorkoli drugače to ni mogoče, je lahko izmenjevalec toplote vključen v hladilni sistem motorja.