استفاده از سیستم توربوشارژر به اواخر قرن ۱۹ میلادی بازمی‌گردد. اولین نمونه‌های مجهز به این تکنولوژی توسط گوتلیب دایملر (Gottlieb Daimler) به کار گرفته شدند. اولین سیستم توربوشارژر نیز توسط مهندس سوییسی آلفرد بوچی (Alfred Buchi) در دهه ۱۹۰۰ اختراع شد. اما اولین استفاده از این سیستم در دهه ۱۹۲۰ میلادی و در موتورهای ۱۲ سیلندر خورجینی هواپیماها اتفاق افتاد.
از اولین خودروهای سواری نیز که از این سیستم استفاده نمودند می‌توان به نمونه‌هایی مانند شورولت کورویر مونزا (Chevrolet Corvair Monza) و الدزموبیل جت فایر (Oldsmobile Jetfire) در دهه ۱۹۶۰ میلادی اشاره کرد.
این سیستم در موتورهای دیزل و گازوئیلی نیز قدمتی طولانی داشته و اولین بار شرکت مان (MAN) کشور آلمان در مدل MK۲۶ خود در دهه‌های ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰ میلادی از موتورهای توربو دیزل استفاده نمود. در حال حاضر بیشتر موتورهای گازوئیلی کامیون‌ها از این سیستم برای افزایش قدرت تولیدی موتور خود و کاهش مصرف سوخت و بهینه‌سازی کلی عملکرد پیشرانه استفاده می‌کنند.
عملکرد
به زبان ساده توربوشارژر یک موتور مکانیکی بوده که میزان هوای ورودی به داخل موتور را افزایش می‌دهد. این دستگاه از دو بخش اصلی متصل به هم تشکیل شده که با هماهنگی همدیگر، حجم و فشار هوای ورودی به محفظه سیلندر را افزایش داده و در نهایت موجب افزایش قدرت کلی موتور می‌گردند. این دو بخش فن مانند عبارتند از:
- توربین (Turbine)
- کمپرسور (Compressor)
توربین به اگزوز (بخش خروجی موتور نه خروجی اگزوز در بخش انتهایی خودرو) متصل بوده و کمپرسور به ورودی‌های هوای موتور. جریان هوای خروجی موتور یا اگزوز موجب چرخش پروانه‌های توربین شده و گردش توربین، کمپرسور را به حرکت درمی‌آورد. گردش کمپرسور نیز موجب شده که هوای بیشتری به داخل موتور پمپاژ گردد. هوای بیشتر با سوخت بیشتر مخلوط شده و در نتیجه کارایی موتور را افزایش می‌دهد.نمایش محل نصب اینترکولر
البته با توجه به دمای بسیار بالاتر هوای خروجی از سیستم اگزوز، در بسیاری از موتورهای توربو از یک سیستم خنک‌کننده کمکی به نام اینترکولر (Intercooler) نیز استفاده شده که با کاهش دمای هوا، مانع از بالا رفتن دمای کلی موتور و توربوشارژر و آسیب رسیدن به این سیستم و احتراق زود هنگام سوخت در سیلندر می‌گردد.
این وسیله از دو توربین که توسط یک شفت به هم متصل شده‌اند، ساخته شده‌است. یک توربین مستقیماً متصل به منیفولد دود است و توربین دیگری به وسیله لولهٔ رابط به منیفولد هوا متصل است. چون هوای ایجاد شده بشدت داغ می‌باشد٬ قبل از ورود به سیلندر جهت احتراق ٬در اثر ترکیب با بنزین پای یک توربوشارژر برقی یا یک سوپرشارژر دیگر را نیز به وسط می‌کشند. بدین صورت که، این توربوشارژر و سوپرشارژر در دور موتور پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند و دو توربوشارژر دیگر، هر دو هم‌زمان در دور موتور بالا با قدرت هرچه تمام تر به یاری موتور خودرو آمده و نیروی زیادی تولید می‌کنند. البته توربوشارژر چون از خروجی موتور نیرو می‌گیرد پس در نتیجه خود مانعی در برابر خروج دود می‌شود و بدین منظور برای خارج شدن هرچه بهتر دود از هِدر دود استفاده می‌کنند. هدر متشکل از چند لوله با ابعاد و آلیاژ خاص است که بر روی منیفولد دود نصب می‌شود. لازم است ذکر شود که قطعات تشکیل دهنده موتورهای دارای توربوشارژر شامل پیستون، شاتون٫ میل لنگ، ترموستات و.. دارای آلیاژ (مقاوم) متفاوتی می‌باشند.
البته نوع دیگری تیونینگ تحت عنوان توربواکسپندر نیز به شکل محدودتر برای افزایش قدرت موتور استفاده می‌گردد که مکانیزم آن خنک کردن هوای قبل از ورود به موتور است که باعث متراکم شدن هوا و ورود اکسیژن بیشتر به موتور می‌شود که نمونه‌های بلو کر از انواع همین نوع از تیونینگ هستند.
مزایای استفاده از توربوشارژر
۱- قدرت موتور به طرز قابل توجهی زیاد می شود و می توان از موتورهای با حجم کوچک، قدرت های بالایی گرفت.
۲- مصرف سوخت کاهش پیدا می کند.
دلیل عامیانه اش این است که چون قدرت موتور افزایش پیدا کرده پس لازم نیست زیاد تخته گاز رانندگی کرد و رانندگی در دورهای پایین باعث کاهش مصرف سوخت می شود.
۳- راندمان توربوشارژر از سوپرشارژر بیشتر است، چون انرژی مورد نیاز خود را از گازهای خروجی از موتور می گیرد نه خود موتور و در نتیجه هیچ اتلاف انرژی وجود ندارد.
۴- استفاده از توربو شارژر باعث کاهش آلایندگی می شود.
برای مثال سمند سورن توربوشارژ استاندارد D مصرف آلایندگی را دارد، در حالی برای سمند سورن معمولی این استاندارد E است.
معایب استفاده از توربوشارژر
۱- در توربوشارژرها زمانی طول می کشد تا سرعت چرخش توربینِ توربوشارژر به جایی برسد تا بتواند بوستِ قابل استفاده برای پیشرانه تولید کند.
این موضوع سببِ ایجاد تاخیر توربو می شود و این مسئله در سوپرشارژرها وجود ندارد.
۲- یک عیب دیگر این است که این بوست در دور موتورهای محدودی در اختیار راننده قرار می گیرد و از شروع حرکت در دسترس نیست.
مثلا توربوشارژر خودرو سورن در دور حدود ۲۲۰۰ وارد مدار می شود.
البته خودروسازان در توربوهای به روز، این دور را پایین تر هم آورده اند.
۳- از دیگر معایب توربوشارژر دمای بالای آنهاست.
منبع تامین انرژی، گازهای داغ خروجی از موتور است که از اینترکولر برای خنک کردن این هوا استفاده می شود.
ولی در هر حال در دمای نسبتا بیشتری نسبت به سوپرشارژرها کار می کنند.
توانایی‌های موتور توربو
موتور توربو یا مجهز به سیستم توربوشارژر قدرت بیشتری از نمونه بدون استفاده از این سیستم تولید نموده و در نتیجه مصرف سوخت کمتری نسبت به توان و اسب بخار تولید شده خواهد داشت. قدرت بیشتر موجب افزایش قابلیت‌های دینامیکی خودرو شده و شتاب‌گیری و سرعت خودرو را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. در حال حاضر این موتورها عمومیت بیشتری پیدا کرده و به دلیل خواص دوگانه خود، بسیاری از خودروسازان معتبر جهان دست به استفاده از آن در پیشرانه خودروهای تولیدی خود زده‌اند.
به دلیل تولید نیروی بیشتر، این قابلیت وجود داشته که موتورهای کوچک‌تری با توانایی مشابه طراحی و ساخته شوند. موتور کوچک‌تر با حجم موتور پایین‌تر نیز با کاهش وزن، شتاب خودرو را افزایش داده و رانندگی لذت بخش‌تری را برای راننده و سرنشینان رقم می‌زنند. اما در کنار افزایش توانایی‌های حرکتی، به همان دلایل مصرف سوخت نیز کاهش یافته و توانایی پیمودن مسافتی بیشتر را با میزان سوخت یکسان به خودرو می‌دهند.
در واقع استفاده از توربوشارژر یا موتور توربو خودروی شما را به دو پیشرانه مجازی با عملکرد متفاوت مجهز خواهد کرد؛ یک پیشرانه کوچک و کم مصرف برای رانندگی در خیابان‌ها عادی و جابجایی‌های روزمره و یک موتور قدرتمند برای استفاده از حداکثر توانایی‌ها و سبقت گرفتن سریع و شتابگیری‌های ناگهانی.