HOGYAN VÁLTOZIK A TURBÓFELTÖLTŐ KIALAKÍTÁSA, MIKÖZBEN AZ AUTÓGYÁRTÓ CÉGEK A HATÉKONYSÁGRA TÖREKEDNEK
Egy olyan alkatrész esetében, amelynek jövője oly szorosan kapcsolódik a belsőégésű motorhoz, a turbófeltöltők technológiai fejlődésének üteme rendkívüli. Az integrált dupla tekercses és a változtatható geometriájú kettős fokozatú kialakításoktól az elektromos turbófeltöltőkig itt vannak a legújabb fejlesztések.
Tobias Jakobi, a Seco Tools síkmarás globális termékmenedzsere szerint két nagy tényező vezet a turbófeltöltők tervezésének egyre bonyolultabbá válásához: a nyomás a motorok méretének és tömegének csökkentésére az üzemanyag-hatékonyság növelése érdekében, valamint a hibrid autók térnyerése.
A turbófeltöltők javítják az üzemanyag-hatékonyságot azáltal, hogy az autó kipufogógázaiból megpörgetik a turbinát, amely aztán levegőt pumpál a motor hengereibe.
A mai kihívás az, hogy a kisebb motorok kevesebb kipufogógázt jelentenek a turbina meghajtásához, ami azt jelenti, hogy a tervezőknek mindent meg kell tenniük annak érdekében, hogy a gázok továbbra is ugyanazt a nyomást fejtsék ki a turbina kerekére, és az azonos sebességgel működjön.
Ennek elérése a kipufogócsonknál kezdődik, amelyet most egyetlen fémdarabban kell integrálni a turbófeltöltővel, hogy a csökkentett mennyiségű kipufogógázt a lehető leghatékonyabban irányítsák a turbinára.
"Ez egy igazán sima átmenet a turbo körül a karimán a házba" - mondja Jakobi az integrált kipufogóról. "Nem lehet ilyen sima átmenetet elérni, ha két részt kell egyesíteni."
Ezután az elosztócsőnek jellemzően két külön csatornával kell rendelkeznie a különböző hengercsoportokhoz, amelyek aztán két külön bemeneten vagy "tekercseken" keresztül juttatják a gázokat a turbinába. Az is gyakori, hogy a turbinaház belsejében két csatorna, vagy „fokozat” van, hogy a gázokat a turbina ellentétes oldalaira szállítsák.
Az ikertekercses, kéthengeres kialakítás integrált elosztóval szinte követelmény azoknál a turbófeltöltőknél, amelyek „henger-deaktiválással” rendelkeznek, amikor egy vagy több henger futás közben leáll az üzemanyag-fogyasztás csökkentése érdekében. Ezeket a modern motorok magasabb sűrítési aránya is szükségessé teszi, amivel üzemanyagot takarítanak meg, de még fontosabbá teszik, hogy a kipufogógázok a pontos helyeken jussanak a turbinákba.
A mai tervezők az alacsony fordulatszámon (RPM) is igyekeznek javítani a teljesítményt azáltal, hogy a turbófeltöltő lapátjait állíthatóvá teszik.
Ezek az úgynevezett „változtatható geometriájú” turbófeltöltők minimális késleltetéssel rendelkeznek, alacsony fordulatszámon extra teljesítményt adnak, és magasabb motorfordulatszámon is nagyobb hatásfokkal rendelkeznek.
Arra is törekednek, hogy a turbófeltöltők mind magas, mind alacsony fordulatszámon jól működjenek egy „hulladékkapu”-vel, amely gázokat bocsát ki a turbinából, ha a nyomás túl magas, hogy megakadályozza a turbina túlterhelését.
Ezen tervezési jellemzők mindegyike kihívást jelent a gyártás számára.
Az integrált sokaságok szerves formái sokkal összetettebbek a szerszámozáshoz, különösen a befogáshoz, ami több rezgéssel kapcsolatos problémát jelent. A magasabb hőmérsékletek elviselése érdekében gyakran fejlett ötvözetekből készülnek, nagyobb mennyiségű nehézfémmel, amelyek nehezebbek és ezekben jobban kopnak a szerszámok. A gyártók ezután a turbina megnövekedett tömegét a keresztmetszet csökkentésével kompenzálják, ami egyre nagyobb pontosságot igényel.
A változtatható geometria jellemzően nagyobb turbóházat jelent, míg a turbófeltöltő mélyén található hulladékkapu nehezen elérhető.
Bár a fenti tervezési jellemzők egyre gyakoribbak a modern turbófeltöltőkben, egyik sem új. Az igazi élvonalbeli fejlesztések manapság az elektromos turbófeltöltők vagy az e-turbók köré épülnek. 
Az e-turbónál a turbófeltöltőt egy kis villanymotor segíti, amely vagy a turbó tengelyére van rögzítve a turbinakerék és a kompresszorkerék között, vagy pedig a kompresszor felőli gáz-bypass-ban található.
Amellett, hogy további lendületet ad, az e-turbók kompenzálhatják a sűrített gázellátás hiányosságait a motorból, ami egyenletesebb teljesítményt eredményez.
"Az E-turbók valóban az új trend, mert jelentősen növelhetik a teljesítményt, különösen a hibrid autókon" - mondja Jakobi. esetében" - mondja Jakobi.
„Azon gondolkodnak, hogy egy autóban akár nyolc elektromos turbó is legyen, vagy minden hengerre e-turbót rakjanak. Vannak nagyon őrült ötletek."
