При работе турбокомпрессора его рабочий вал испытывает осевые и радиальные нагрузки. Последние воспринимают опорные подшипники скольжения. В зависимости от модели ТК их конструкция может отличаться – это могут быть отдельные втулки или единый узел, который носит название патрона. При работе агрегата втулки тоже вращаются, с меньшей частотой по сравнению с валом. Если же подшипниковый узел выполнен в виде патрона, то вращения не происходит. И в том, и в другом случае для образования эффективной и прочной масляной пленки в подшипниках существуют строго определенные зазоры, обычно в несколько сотых долей миллиметра. Зазоры существуют как между ротором и втулкой, так и между втулкой и корпусом . В сумме эти зазоры дают вполне ощутимый люфт, особенно если ТК находится в «сухом» состоянии. Это может сбить с толку человека, не имеющего представления об особенностях конструкции турбокомпрессора. Стоит уяснить себе, что зазоры являются необходимым условием правильной работы турбокомпрессора.
Дело в том, что в процессе работы ТК к его подшипниковому узлу под давлением подается масло, которое в зазорах образует масляную пленку. Прочность этой пленки в нормальных условиях достаточно велика, ее наличие убирает радиальный люфт и центрирует ротор. Таким образом, исключен непосредственный контакт металлических поверхностей вне зависимости от режима работы агрегата – все как бы плавает в масляной ванне. Кроме собственно смазывающих функций масляная пленка выполняет функции восприятия и компенсации радиальных нагрузок (между ротором и втулкой) и демпфирования (между втулкой и корпусом ТК). Еще одна функция системы смазки ТК – охлаждающая. При этом охлаждается ротор турбины и корпус, в основном на турбинной стороне.
Через турбокомпрессор в разных направлениях проходят потоки газов. При этом их давление различно, что вызывает возникновение осевых нагрузок на ротор. Компенсируются они упорным подшипником, который представляет собой довольно массивную шайбу. Ее контактные поверхности выполнены в виде плоскостей, а находится она в корпусе на стороне компрессора. Между упорным подшипником и ротором также имеется некоторый зазор для проникновения масла, однако его величина составляет несколько сотых долей миллиметра, так что ощутить его пальцами, даже при «сухом» ТК невозможно. В теле подшипника выполнены специальные каналы, по которым поступает масло, образуя масляную пленку.
Стоит упомянуть об особенностях слива масла после того, как оно отработало в подшипниках ТК. Поступая под давлением, после этого масло резко меняет свои свойства, давление его резко падает, так что слив в картер двигателя происходит самотеком. Для обеспечения нормального слива трубка имеет достаточно большой диаметр, входит в картер ниже уровня масла, а также должна быть ориентирована строго вертикально. При этом сам турбокомпрессор обычно расположен в горизонтальной плоскости (±10-15°). Также по причине высокой частоты оборотов вала турбины происходит вспенивание масла, что слегка затрудняет его слив под действием гравитации. Затрудненный слив масла может привести к возникновению противодавления, что проведет к проникновению масла из подшипникового узла в корпус турбины или компрессора. Также стоит отметить, что температура масла в картере турбированных двигателей, как правило, несколько выше, чем у атмосферных.