5.1. Охлаждение наддувочного воздуха
Всем известно, что при нагревании предметы расширяются. Воздух, который сжимается турбокомпрессором нагревается и, также, расширяется. При этом плотность воздуха уменьшается и в нем уменьшается содержание кислорода. Необходимо охладить воздух, так как количество сгоревшего топлива, зависит от количества кислорода содержащегося в воздухе. И соответственно от этого зависит мощность двигателя.
Для охлаждения воздух перед подачей в двигатель проходит через радиатор.
Подача в двигатель охлажденного воздуха ощутимо снижает температурную нагрузку, и благоприятно влияет на долговечность его работы.
Существуют охладители типа "воздух/воздух" и системы "жидкость/воздух").
5.2. Параллельная установка турбокомпрессоров
На V-образных двигателях (и не только) производитель двигателя может выбирать между одним турбокомпрессором, подающим воздух для всего двигателя, или несколькими турбокомпрессорами, подающими воздух в отдельный цилиндр. В данном случае можно уменьшить размеры турбокомпрессоров.
Небольшие турбокомпрессоры раньше вступают в работу потому что имеют меньшие роторы, и обеспечивают лучшую реакцию на нажатие педали управления дроссельной заслонкой. Коллекторы для двух небольших турбокомпрессоров будут короче и проще по конструкции.
Но в то же время, два маленьких турбокомпрессора, обычно, имеют большую стоимость, чем один большой. Кроме того, требуется согласование их работы.
Кроме двойных турбокомпрессоров, используемых на двигателях V8 и V10, этот тип системы существует в виде четырех турбокомпрессоров на один двигатель на двигателях V16.
Cдвоенные турбокомпрессоры
В том случае если давление наддува должно превышать 3,3 бар, тогда получить хорошую производительность от стандартного турбокомпрессора невозможно не разработав иные типы турбин и компрессоров которые по тех характеристикам намного сложнее чем в обычных турбокомпрессорах.
Для того чтобы избавиться от этой проблемы устанавливают два серийных турбокомпрессора друг один за другим. Больший турбокомпрессор, через воздушный фильтр, вбирает в себя чистый воздух. Который сжимается и подается в меньший турбокомпрессор. В нем воздух еще раз сжимается и подается в двигатель. Отработанные газы двигателя сперва поступают на турбину меньшего турбокомпрессора, а затем на турбину большего турбокомпрессора после чего удаляються через выпускной коллектор.
Получение хорошей производительности для этой системы, достигается охлаждением воздуха как между первым и вторым турбокомпрессором, так и между вторым турбокомпрессором и двигателем.
Эффективность этой системы можно повысить, если в качестве турбокомпрессора низкого давления использовать турбокомпрессор с регулировочным клапаном. Клапан контролирует давление и температуру в воздухозаборнике турбокомпрессора высокого давления, что позволяет обойтись без охладителя. Помимо этого мощность турбокомпрессора высокого давления возрастает, когда открывается клапан турбокомпрессора низкого давления.
5.3. Турбокомпаунд
Повышение температурной отдачи двигателя - является основной задачей процесса модернизации ДВС. Здесь очень перспективным является турбокомпаунд. Многие производители двигателей работают в этом направлении.
Принцип работы турбокомпаунда заключается в том, что отработанные газы приводят в действие одну турбину, при выходе из нее - во вторую турбину и потом отводятся в выхлопную трубу.
Вторая турбина не приводит в действие компрессор, а способствует вращению коленвала двигателя через гидромуфту и шестеренчатый редуктор.
Турбокомпаунд и в дальнейшем будет развиваться, поскольку энергия отработавших газов будет снова приносить пользу, и будет повышаться КПД двигателя. Вторая турбина в тоже время снижает температуру отработанных газов примерно на 100°С.
Турбокомпаунд уже используется во многих серийных двигателях.