Det finns två huvudsakliga sätt att få mer kraft från en bils motor. Den första (och tills nyligen den mest populära) är att öka kapaciteten på motorn. Det andra är att öka mängden bränsle/luftblandning som kommer in i cylindern.
Generellt gäller att ju mer bränsle/luftblandning som kommer in i cylindrarna, desto mer kraft kommer motorn att producera. Så en del av lösningen är att ställa in förgasaren, cylinderhuvudet och grenrören så att motorn kan "andas" mer fritt, men det finns gränser för hur mycket kraft som kan utvinnas från en motor med dessa medel samtidigt som motorns tillförlitlighet och flexibilitet bibehålls .
Ett alternativt sätt att få in mer bränsle/luftblandning i cylindrarna är med en turboladdare.
En turboladdare är i grunden en pump som drivs av avgaserna som passerar ut ur avgasgrenröret. Aggregatet består av ett hjul med skovlar - turbinen - som passar in i ett hus i avgassystemet. Från denna turbin går en kort central drivaxel till ett liknande skovelhjul som kallas kompressorn som matas in i motorns luftintag.
från motorn snurrar de turbinen, som i sin tur snurrar drivaxeln för att vrida kompressorn. Så när motorn är igång driver avgaserna turbinen som får kompressorn att pumpa in luft i motorn.
En fast mängd bränsle sugs automatiskt in med luften om motorn har en förgasare. Om motorn har bränsleinsprutning är datorstyrenheten programmerad för att passa laddtrycken.
Ju snabbare motorn går, eller ju större gasspjällsöppningen eller båda, desto snabbare snurrar turboladdaren. Ju snabbare turbon snurrar, desto mer tryck eller förstärkning utvecklas den och desto mer luft tvingar den in i motorn för att skapa mer kraft.
Motorn på tomgång
Turboboosting 
Overboost 
Även om turbon är utformad för att trycksätta blandningen som går in i motorn, skulle för högt tryck vara farligt eftersom det kan leda till "knackning" (förtändning) och för mycket påfrestning på de inre komponenterna i motorn. Därför måste det maximala laddtrycket som turboladdaren kan producera begränsas av en ventil som kallas en wastegate.
Wastegate är en avlastningsventil, placerad i turboladdaren, som öppnar för att låta en del av avgaserna passera turbinen och strömma direkt in i avgassystemet. Om laddtrycket blir för högt, aktiveras wastegate av ett tryckkänsligt ställdon som känner av trycket som produceras av kompressorn.
Att komprimera luften orsakar sina egna problem. När luften komprimeras värms den upp, vilket tenderar att få den att expandera. Eftersom syftet med turbon är att få in så mycket bränsle/luftblandning i cylindern som möjligt, måste denna heta luft kylas ner.
För att göra detta är de flesta turboladdade bilar utrustade med en laddluftkylare. Detta ser ut som en liten kylare och kyler den komprimerade luften som lämnar turboladdaren. När luften svalnar, krymper dess volym, så mängden bränsle/luftblandning som matas till motorn - och därmed effekt - ökar.
Turboenheten är inkopplad i avgassystemet så nära motorn som möjligt. Detta hjälper till att hålla den kompakt och hjälper också till att förhindra turbofördröjning. Om det fanns en lång längd av avgasröret mellan motorn och turbon skulle det vara en tidsfördröjning mellan gaspedalen trycks ner, motorvarvtalet ökar och turbon accelererar. Effekten skulle vara som att ha en elastisk gaskabel.
Därför är turbon ofta bultad direkt på avgasgrenröret. Avgasutloppet är i mitten av turbinhuset och leder till avgasröret.
På inloppssidan lämnar den trycksatta luften kompressorhuset via ett larmrör. Denna går genom intercoolern (om sådan finns) och sedan till inloppsgrenröret, eller ibland plenumkammaren, där bränslet tillförs genom insprutning innan luften kommer in i motorn.
De höga hastigheterna som turbinen kan snurra med skapar problem med smörjning och kylning. I vissa turboladdare kan turbinen snurra med upp till 200 000 rpm, och de hetaste delarna av turbon kommer att vara vid eller nära avgastemperaturen omkring 900°C.
De flesta turboenheter har det centrala drivaxellagret matat med olja från motorn. Turboladdarens smörjsystem är speciellt utformat för att klara höga temperaturer.
Oljeavloppsröret har stor diameter för att säkerställa att oljan, som utvecklar en krämig konsistens efter att ha gått genom turboladdaren, kommer att rinna tillbaka till sumpen under gravitation. Om det fanns ett begränsat flöde i detta rör, skulle det orsaka en uppbyggnad av tryck runt lagret i mitthuset som skulle resultera i oljeläckor på turboladdaren.
Vissa turbos har ett vattenkylt mittlager för att minska värmen ytterligare. Fördelen är att, eftersom vattnet fortfarande värms upp av motorn, fortsätter det att cirkulera och ta bort värme från lagret i några minuter efter att motorn har körts. stoppas.
Tidig kritik mot turbomotorer var deras dåliga prestanda off-boost - när motorn inte svängde tillräckligt snabbt för att snurra turbinen snabbt - och hur lång tid det tog för turboladdaren att börja öka när gaspedalen trycktes in.
Den dåliga off-boost-prestandan berodde på att väggående turbomotorer vanligtvis inte har ett mycket högt kompressionsförhållande. Att tvinga in mycket tryck i cylindrarna är likvärdigt med att höja kompressionsförhållandet, så om motorn startade med hög kompression kan trycken inuti motorn vid hög boost främja detonationsproblem, eller "knackning", vilket skulle resultera i allvarliga motorskador.
Som en grov guide är vart tredje pund boost likvärdigt med att öka kompressionsförhållandet med en faktor en. Så om en motor med ett kompressionsförhållande på 8:1 hade en turbo som kunde leverera nio pund boost, skulle det effektiva kompressionsförhållandet vara cirka 11:1. En genomsnittlig familjebil har ett kompressionsförhållande på 9:1.
Bättre motor- och turbokontroll är svaret - nästan alla turbosystem använder nu någon form av motorstyrning som tar hand om den elektroniska tändningen och bränsleinsprutningssystemen, och bromsar tändningen något om motorn börjar knacka. Saabs APC (automatisk
Performance Control) går ett steg längre. Det minskar inte bara laddtrycket till en säker nivå, det gör det också möjligt för motorn att köras på vilken bränslenivå som helst eftersom styrsystemet automatiskt kompenserar - även om du får den bästa prestandan endast med den högsta betyget.
Tidiga turbomotorer drabbades av turbofördröjning, dels på grund av dålig motorstyrning och dels för att bristen på lämpliga turboenheter ofta innebar att motorerna och turbon inte var idealiskt anpassade till varandra - en stor turbo en liten motor kommer att ge bra toppeffekt men kommer att sakna flexibilitet. Lag är nästan oundvikligt eftersom en liten motor skulle ta tid att "snurra upp" en stor turboenhet. En liten turbo på en stor motor ger bra medelkraft med liten eller ingen fördröjning, men den ultimata kraften äventyras.
Dessa problem har minimerats genom bättre matchning av turbo- och motorstorlekarna och genom att använda lättare material som keramik och nya konstruktioner som munstycken med variabelt flöde (se sidlinjen på nästa sida).
Den uppenbara fördelen med en turboladdad motor är den med ökad prestanda i kombination med ekonomi - en turboladdad tvålitersmotor ger liknande prestanda som en oturboladdad trelitersmotor, utan att förbränna mycket mer bränsle än en tvålitersmotor.
Det är ofta enklare för en tillverkare att turboladda en befintlig motor än att designa och utveckla en ny, större. Att lägga till en turbo till en motor ökar vanligtvis inte bränsleförbrukningen avsevärt om inte den förbättrade prestandan används till fullo.
