Turbodmychadlo je v podstatě vzduchový kompresor poháněný výfukovými plyny. Výfukové plyny, které vycházejí z motoru výfukovou soustavou, jsou nasměrovány do komory turbíny, ve které se nachází rotor. Ten přes hřídel pohání rotor dmychadla, který se nachází na druhé straně zařízení (často nazývaná „studenou”), a který stlačuje vzduch vháněný do motoru. Protože stlačený vzduch obsahuje v jednotce více kyslíku, vytváří se tak lepší podmínky pro proces spalování. Dodatečný kyslík lze ve spojení s dostatečným množstvím paliva využít pro zvýšení výkonu motoru nebo jako v případě dieselových motorů umožňuje lepší spalování a výrazně omezit množství znečišťujících látek vypouštěných motorem a zlepšit jízdní vlastnosti.
S rostoucím tlakem vzduchu, tedy množstvím plynu ve stejném objemu zároveň roste i jeho teplota. Vyšší teplota znamená nižší hustotu, což způsobí, že do válců je přiváděno menší množství kyslíku, než kdyby byla teplota vzduchu nižší. Pro další zvýšení účinnosti spalovacího procesu se proto využívá mezichladič stlačeného vzduchu (intercooler). V pokročilejších systémech, používaných hlavně ve sportovních vozech, se pro účely snížení teploty stlačeného vzduchu využívá vstřikování vody nebo alkoholu. Princip tohoto řešení spočívá ve spotřebě množství energie potřebné ke změně teploty vzduchu a kapaliny. Voda vyžaduje 4x více energie na zvýšení teploty o 1 °C než vzduch na snížení teploty o stejnou hodnotu.
Vozů vybavených turbodmychadly mohou mít následující vlastnosti:
Bezpečnost:
Motor s turbodmychadlem může vyvinout až 7x vyšší výkon než jeho atmosferická varianta bez turbodmychadla. Jako příklad může posloužit před několika lety používaný motor Formule 1, který při kapacitě 1.5L vyvíjel na kolech výkon překračující 1000 HP. Ve standardních podmínkách je reálné zdvojnásobení výkonu atmosférického motoru, což způsobí, že vozidlo bude rychleji reagovat na povely řidiče, a tím bude bezpečnější. Přeplňování turbodmychadlem brání také snížování výkonu motoru úměrně s růstem nadmořské výšky.
Hospodárnost:
Turbodmychadla využívají a zpracovávají energii vytvářenou motorem a převádějí energii spotřebovaného paliva na mechanickou sílu. V důsledku toho využívají přeplňované motory energii paliva mnohem lépe než atmoférické motory.
Ekologie:
Protože turbodmychadlo vhání do motoru mnohem více vzduchu, spalování je snadnější a dokonalejší a tím pádem také „čistší”. Dnešní turbodieselové motory produkují o 50% méně NOx a CO2 než tradiční motory.