Различие в работе двигателей без наддува, с механическим наддувом и с турбонаддувом в первую очередь объясняется от­личием в соотношении количеств воздуха и топлива. Двигатели с механическим наддувом в области частичных нагрузок имеют больший избыток воздуха для сгорания, чем двигатели без над­дува, в то время как при более высокой нагрузке значения ? приближаются друг к другу. У двигателей с турбонаддувом, напротив, коэффициент избытка воздуха в области низких ча­стичных нагрузок изменяется мало, а с повышением мощности уменьшается медленно. К сожалению, в настоящее время еще очень мало опубликовано работ, в которых приводились бы чи­сленные данные о составляющих выпускных газов одного и того же двигателя без наддува и с наддувом.

Для сажевыделения дизелей имеется четкая граница мини­мально допустимого коэффициента избытка воздуха, который зависит от способа смесеобразования и размеров цилиндра. Мощ­ность двигателей без наддува или с механическим наддувом опре­деляется, как правило, путем достижения этой границы, т. е. цикловая подача топлива устанавливается на эту границу. Если вследствие изменения внешних условий, например повышения температуры всасываемого воздуха или понижения его давления (в горных условиях), это предельное значение превышается или если в связи с какими-то изменениями внутри двигателя, напри­мер загрязнения распылителя форсунки или топливного насоса, нарушается процесс смесеобразования, то происходит дымный выхлоп. От этого можно избавиться установкой ограничителя максимальной цикловой подачи топлива и обеспечением доста­точного удаления от границы дымления.

Дизели с турбонаддувом работают, как правило, не на гра­нице дымления, а на границе термической и механической напря­женности определенных деталей. Количество выделяемой сажи, отнесенное к мощности, меньше благодаря более высокому коэф­фициенту избытка воздуха. В результате уменьшения плотности окружающего воздуха температура выпускных газов повышается, на что турбокомпрессор реагирует повышением частоты враще­ния, т. е. повышением давления наддува. Незначительные по­мехи в процессе впрыска также частично компенсируются за счет увеличения расхода топлива с повышением температуры выпуск­ных газов и увеличением частоты вращения компрессора. Этому очевидному преимуществу двигателя с турбонаддувом в области высоких нагрузок противостоит недостаток в период разгона, при котором вследствие недостатка воздуха может наступить сильное дымление. Чтобы избежать повышенного дымления, цикловая подача топлива у автомобильного двигателя ограничи­вается в зависимости от давления наддува, даже если это не­сколько ухудшает приемистость двигателя.

С применением наддува уменьшается и содержание в вы­пускных газах окиси углерода СО, углеводродов С_xН_y и окислов азота NO_x. на единицу мощности, правда, чаще всего лишь в тех случаях, когда достигаемое вследствие охлаждения наддувочного воздуха увеличение избытка воздуха не компенсируется за счет более высоких температур рабочего процесса.

В качестве при­мера на рис. 8.27 графически изображены результаты измерений на автомобильном дизеле с воздушным охлаждением как без над­дува, так и с наддувом. Как следует из этого рисунка, вы­деление СО благодаря применению наддува снижается прибли­зительно вдвое и почти не зависит от устанавливаемой максималь­ной нагрузки; выделение NO_x у двигателя с наддувом без охла­ждения наддувочного воздуха несколько выше, чем у двигателя со свободным всасыванием, однако у двигателя, имеющего охла­дитель наддувочного воздуха, эта величина снижается примерно до ³/₄. Выделение С_xН_у при использовании наддува и охлаждения наддувочного воздуха также составляет лишь несколько более половины этой величины у двигателя без наддува.