توربين توربوشارژ که شامل يک چرخ و يک محفظه است گاز خروجی موتور را به انرژی مکانيکی برای به کار انداختن کامپرسور تبديل می کند.
گاز که به وسيله ناحيه قطعه قطعه ای توربين محدود می شود نتيجه آن افت دما و فشار ميان ورودی و خروجی است.
اين افت فشار به وسيله توربين به انرژی جنبشی تبديل می شود و چرخ توربين را می چرخاند.
در کل دو نوع توربين وجود دارد :
جريان محوری و جريان شعاعی
در نوع جريان محوری
جريان در چرخ فقط به صورت محوری است.
در نوع جريان شعاعی
جريان ورودی گاز مايل به مرکز است
يعنی در يک جهت شعاعی از بيرون به داخل و جريان خروجی گاز در جهت محوری است.
برای چرخ با قطر بيش از ۱۶۰ ميلی متر فقط توربين شعاعی استفاده می شود.
اين نوع مربوط به موتورهای با توان حدود ۱۰۰۰ کيلووات به ازای هر توربوشارژ است.
و برای قطرهای بيش از ۳۰۰ ميلی متر فقط توربين محوری استفاده می شود.
برای مقادير بين اين دو هر دو متغير ممکن است.
برای کاربردهای خودرو توربين نوع جريان شعاعی رايج تر است.
در توصيف ذيل طرح توربين شعاعی آمده است.
در اين نوع توربين های شعاعی يا مايل به مرکز فشار گاز خروجی به انرژی جنبشی تبديل می شود و گاز خروجی در پيرام ون چرخ با سرعت ثابت به سمت چرخ توربين جهت داده می شود.
انتقال انرژی از انرژی جنبشی به توان محور ( شافت ) در چرخ توربين رخ می دهد که آن چنان دقيق طراحی می شود که تمام انرژی جنبشی هنگامی که گاز به خروجی چرخ می رسد مهيا می شود.
خواص عملياتی :
کارايی توربين هنگامی افزايش می يابد که افت فشار ميان ورودی و خروجی افزايش می يابد .
يعنی هنگامی که گاز بيشتری در ورودی توربين در نتيجه سرعت بالاتر موتور مسدود شود يا در موردی که دمای گاز اگزوز به دليل سطح انرژی بالای گاز بالا می رود.
خواص رفتار توربين به وسيله جريان خاص در قسمت تکه تکه ای ٫ در گلوگاه قسمت تکه تکه ای در ناحيه عبور از کانال ورودی تا حلقه مشخص می شود.
با کاهش قطر گلوگاه قسمت تکه تکه ای ٫ گاز بيشتری در قسمت ورودی مسدود می شود و در نتيجه افزايش فشار کارايی توربين افزايش می يابد .
بنابراين می توان در جريان های کم در قسمت تکه تکه ای افزايش فشار بالاتر را فراهم نمود.
جريان در قسمت تکه تکه ای با تغيير محفظه توربين می تواند به راحتی تغيير کند .
گذشته از جريان در قسمت تکه تکه ای در محفظه توربين ، ناحيه خروجی در ورودی چرخ نيز روی جريان جرمی توربين موثر است.
طراحی قالب و حد فاصل چرخ توربين ٫ناحيه تکه تکه ای و بنابراين افزايش فشار را تعديل می کند.
بزرگ بودن حد فاصل در نتيجه بزرگ بودن جريان در ناحيه تکه تکه ای توربين است.
توربين های با هندسه متنوع جريان تکه تکه ای را ميان کانال پيچ دار و ورودی چرخ تغيير می دهند.
ناحيه خروجی به چرخ توربين به وسيله تنوع پره ها يا تنوع حلقه لغزان که ناحيه تکه تکه ای را تشکيل می دهد تغيير می يابد.
در عمل خصوصيات عملياتی توربين های توربوشارژ به وسيله نقشه هايی که در آن پارامترهای جريان بر حسب نسبت فشار رسم شده است توصيف می شود .
نقشه های توربين ٫نمودارهای جريان جرمی و بازده توربين را برای سرعت های مختلف نشان می دهند.
برای ساده سازی نقشه منحنی جريان جرمی می تواند به خوبی بازده به صورت منحنی متوسط نشان داده شود.
برای توربوشارژ های با بازده کلی بالا همکاری کامپرسور و قطرهای چرخ توربين اهميت اساسی دارد.
موقعيت عمل روی نقشه کامپرسور سرعت توربوشارژ را مشخص می کند .
قطر چرخ توربين بايد به اندازه ای باشد که در اين رينج عملياتی بازده حداکثر گردد.
