Šiuolaikinėje automobilių pramonėje, siekiant drastiškai sumažinti CO2 emisijas, esminis dėmesys skiriamas variklių tūrio mažinimui (angl. downsizing) ir darbui su liesu kuro mišiniu (angl. lean-boost). Toyota CRDL tyrimai rodo, kad norint pasiekti specifinę galią iki 70 kW/L dyzeliniuose varikliuose, būtina naudoti aukšto slėgio turbinimo sistemas, kurios užtikrintų stabilų 300 kPa (3 bar) įpūtimo slėgį visame sūkių diapazone.
Viena didžiausių problemų naudojant tradicinius turbokompresorius yra nepakankamas sukimo momentas esant žemiems sūkiams ir lėtas transientinis atsakas (angl. transient response). MAT (elektros motoru asistuojamas turbokompresorius) integruoja aukštų sūkių elektros variklį tiesiai ant turbinos veleno. Pagrindinės MAT savybės:
Siekiant aukšto slėgio esant mažam oro srautui, kompresorius susiduria su pumpavimo riba (angl. surge limit). Toyota inžinieriai pabrėžia šias technologijas ribai nutolinti:
Analizuojant dviejų pakopų (two-stage) sistemas, pastebima, kad jos leidžia pasiekti tikslinį 300 kPa slėgį naudojant mažiau energijos elektros motoro asistavimui (reikalinga tik apie 3 kW galia, lyginant su 5.6 kW vienos pakopos sistemose). Nors tokia sistema yra sudėtingesnė ir reikalauja preciziško valdymo, ji užtikrina didesnį mechaninį patvarumą ir platesnį efektyvaus veikimo diapazoną.
Aukšto slėgio sistemų, tokių kaip Garrett/Honeywell G-Series arba BorgWarner S300 serija, naudojamų esant dideliam BMEP (vidutinis efektyvusis slėgis) pritaikymams, techninė diagnostika reikalauja griežtos rotoriaus mazgo radialinio ir ašinio žaidimo (laisvumo) stebėsenos. Dirbant maksimaliu sparnuotės galiuko greičiu, viršijančiu 600 m/s, šiluminio plėtimosi skirtumai tarp titano sparnuotės ir Inconel turbinos veleno gali sukelti katastrofišką alyvos kokso susidarymą centrinio korpuso besisukančiame mazge (CHRA). Praktikai privalo naudoti sintetinius, didelio kirpimo stabilumo tepalus, kad būtų išvengta hidrodinaminės alyvos plėvelės irimo, kuris, jei bus pažeistas, leidžia per didelį veleno judėjimą, sukeliantį kompresoriaus išleidimo angos (exducer) ir korpuso (scroll housing) kontaktą – gedimo būdą, kuris sustiprinamas dėl didelio dažnio vibracijų lieso pastiprinimo (lean-boost) architektūrose. Be to, tikslus pavaros kalibravimas – naudojant pneumatinį vakuminės pusės moduliatorių arba pažangų elektroninį išmetamųjų dujų vožtuvo pavarą (EWGA), pvz., Hella 6NW009420 – yra būtinas norint išvengti per didelio greičio sąlygų trumpalaikio droselio atidarymo metu, kas tiesiogiai kelia pavojų besisukančio mazgo struktūrinio vientisumo.
Kintamos geometrijos purkštuko (VGN) mentelių, būdingų Garrett VNT serijai, integravimas reikalauja griežtai laikytis techninės priežiūros protokolų, susijusių su suodžių kaupimusi. Sunkiosios dyzelinės paskirties srityse, naudojančiose didelio slėgio EGR (išmetamųjų dujų recirkuliacija), kietųjų dalelių nuosėdos ant mentelių pavaros jungties ir pasukimo kaiščių sukelia „lipnias“ menteles ir nereguliarius pastiprinimo slėgio šuolius, sukeliančius kompresoriaus perkrovimą (surge) – tai ypač dažna esant mažam masės srautui kompresoriaus žemėlapyje. Jei VGT valdiklis negali pasiekti nustatytos padėties dėl mechaninio pasipriešinimo, atsirandantis perkrovimo ciklas sukels didelio ciklo nuovargį (HCF) sparnuotės mentelėms. Technikai, atliekantys profilaktinę techninę priežiūrą, turėtų naudoti specializuotą ultragarsinį valymą, kad pašalintų anglies nuosėdas iš VGT purkštuko žiedo, užtikrindami, kad mentelės žingsnis išliktų OEM nurodytame judėjimo diapazone (dažnai matuojamas diagnostinėmis skenavimo priemonėmis procentais pavaros eigos, pavyzdžiui, VNT-17 arba GTB serijos įrenginių 0–100 % darbo ciklo diapazonu).
Kalbant apie konstrukcinį tvirtumą ir perkrovimo prevenciją, savaiminio recirkuliacijos korpuso apdorojimų įdiegimas efektyviai praplečia kompresoriaus žemėlapį, išleidus aukšto slėgio orą iš išleidimo angos atgal į įleidimo angą (inducer), taip sumažinant užstrigimo tendenciją esant mažesniam srautui. Tačiau šiems ventiliaciniams deflektoriams (ported shrouds) reikalingi tikslūs gamybos tolerancijos; bet koks svetimkūnių patekimas, pakeičiantis šių ventiliacinių kanalų geometriją, žymiai pablogina kompresoriaus efektyvumą ir perkrovimo liniją per anksti paslenka į dešinę. Aptarnaujant dviaukštes sistemas, tokias kaip Toyota 1VD-FTV arba modernias 2.0L bi-turbo architektūras, įsitikinkite, kad apvedimo vožtuvo solenoidas, dažnai identifikuojamas dalies numeriu 17201-51020 ar atitikmeniu, yra patikrintas dėl vakuumo vientisumo ir vėlavimo. Vėluojantis antrojo laipsnio įtraukimas sukelia slėgio inversiją tarp aukšto ir žemo slėgio pakopų, dėl ko atsiranda stiprus „chuffing“ arba atgalinis srautas per kompresorių, o tai gali sukelti momentinį traukos guolio gedimą dėl greito ašinės apkrovos pakeitimo guolio traukos apykaklėje.
Siekdami išspręsti su didelio efektyvumo (BMEP) konfigūracijoms būdingus termomechaninius įtempimus, inžinieriai turi atsižvelgti į turbinos korpuso spraklės (volute) degradaciją dėl ciklinių šiluminio nuovargio, ypač tokiuose agregatuose kaip BorgWarner S300V arba Garrett VNT serija. Ekstremali išmetamųjų dujų temperatūros delta – dažnai viršijanti 750°C intensyvaus regeneravimo ciklų metu – ir CHRA (center housing rotating assembly) alyvos apvalkalo vėsinimo poveikis lemia grūdelių ribų oksidaciją Ni-Resist ketaus korpusuose. Tai dažnai pasireiškia mikrotrupiais, prasidedančiais nuo liežuvėlio arba „A/R“ spiralių srities, kuri trikdo laminarinį srautą ir sukelia aukšto dažnio slėgio pulsacijas, galinčias sukelti aero-elastingą turbinos menčių virpėjimą (flutter). Diagnostikuojant šiuos agregatus, būtina naudoti boroskopą radialinio karščio įtrūkimams (heat checking) apžiūrėti, nes šie įskilimai gali plisti ir galiausiai atskilti, sukeldami katastrofišką turbinos rato pažeidimą ir vėlesnį veleno disbalansą.
Elektroninio ribotuvo (Wastegate Actuator, EWGA) grįžtamojo ryšio kilpos tikslumas yra ypač svarbus palaikant modernių lieso degimo variklių stechiometrinius reikalavimus. Tokiuose agregatuose kaip Continental/VDO aktuatoriai, naudojami daugelyje didelio našumo 2,0L platformų, vidinė pavara dėvisi dėl nuolatinio „dithering“ – mikroreguliavimo strategijos, naudojamos siekiant išvengti mechaninio sukibimo (stiction). Jei Hall efekto jutiklio išvestis nukrypsta nuo užprogramuoto darbo ciklo, atsirandantis „prapūtimo vingiavimas“ (boost creep) arba nestabilus svyravimas sukuria apkrovos paieškos scenarijų, kuris pasireiškia nelinearu pereinamuoju atsaku. Diagnostikos metu techninės priežiūros specialistai turėtų atlikti visą aktuatoriaus diapazono nuskaitymą, naudojant OEM lygio diagnostikos įrankį, kad nustatytų „neveiklias zonas“ padėties jutiklyje. Jei nustatomas neliniarumas, aktuatoriaus mazgas turi būti pakeistas ir kalibruotas, kad E-ribotuvas užsidėtų su pakankamu išankstiniu įtempimu (preload), atlaikant išmetamųjų dujų priešslėgį be nuotėkio, kuris kitu atveju lėmėsi turbinos efektyvumo sumažėjimą ir EGR temperatūros padidėjimą paskui.
Kalbant apie aukšto slėgio EGR sistemų integravimą, nefiltruotų išmetamųjų dujų patekimas tiesiai prieš turbinos ratą kelia didelę abrazyvinės erozijos riziką turbinos mentėms ir antgalio žiedui (nozzle ring). Suakmenėjusių anglies ir neorganinių sieros junginių nuosėdos gali sujungti mentės slystamąją plokštelę ir antgalio žiedą, efektyviai užrakindamos VGT mechanizmą vienoje padėtyje. Esant daliniam užsikimšimui, atsirandantis mentės judėjimo „strigimas“ sukelia greitus, lokalizuotus slėgio smaigius kompresoriaus rate, prisidėdamas prie didelio ciklo nuovargio (HCF) kompresoriaus mentių pagrinduose. Tokiems agregatams kaip Holset HE351VE ar panašiems komercinės klasės VGT, praktikai turėtų teikti pirmenybę periodiniams mentės „pratampymo“ (exercise) rutinoms per diagnostinę programinę įrangą, kad būtų sutrikdytas pirminis anglies nuosėdų kaupimasis. Be to, rekomenduojama pakeisti tepimo tiekimo liniją izoliuota, karščiui atsparia žarna – dažnai armuota nerūdijančio plieno pynimu – kad būtų išvengta lokalizuoto alyvos skilimo, būdingo „atgalinio pratekėjimo“ (soak-back) būklei po variklio išjungimo, kuri galiausiai nuglazina mentės atraminius kaiščius ir padidina trintį viršijančią elektrinio variklio aktuatoriaus sukimo momento galimybes.