На рисунке ниже показан разрез типичного турбонагнетателя, устанавливаемого на двигателях с цилиндрами большого диаметра. Он состоит из одноступенчатой осевой газовой турбины, работающей на выхлопных газах, которая смонтирована на общем валу с центробежным воздушным компрессором. За неподвижной сопловой решеткой расположено колесо c одним рядом турбинных лопаток. Лопатки крепятся на диске елочным замком и имеют свободные концы для термического расширения. Для уменьшения вибрации лопатки связаны проволочным бандажом. Сопловые и турбинные лопатки выполнены из жаропрочной стали или никелевого сплава. Корпус турбины состоит из двух частей, отлитых из чугуна, с внутренними полостями охлаждения, по которым циркулирует охлаждающая пресная вода из системы охлаждения двигателя. Корпус снабжен люками для ревизии и очистки системы охлаждения. Полость выхлопных газов имеет дренажный кран.

Воздушный компрессор имеет цельнолитное рабочее колесо и диффузор, изготовленные из алюминиевых сплавов. Засасываемый рабочим колесом воздух через диффузор вытесняется в улитку, где происходит его сжатие. Корпус компрессора неохлаждаемый, собран из двух частей, отлитых из алюминиевого сплава. Воздух всасывается из машинного отделения через сменные очищаемые фильтры. Воздухозаборник обтекаемой формы внутри снабжен звукоизоляцией для уменьшения шума.

Сопловая решетка турбины, воздушный диффузор и рабочее колесо являются заменяемыми узлами, которые подбираются при согласовании турбины и компрессора, а также газотурбонагнетателя с двигателем.

На валу агрегата установлены два лабиринтовых уплотнения – одно между упорным подшипником и воздушным компрессором, а второе между турбиной и опорным подшипником. Они уплотняются воздухом под давлением от выхода компрессора через внутренние каналы с ограничительными пробками. Протекающий через уплотнения воздух выходит в атмосферу или соединяется с потоком, охлаждающим колесо турбины. Уплотнения предотвращают утечки масла в полость турбины или компрессора, или выхлопных газов в систему смазки. Некоторое количество воздуха проходит мимо рабочего колеса через лабиринтовое уплотнение, затем вдоль вала турбины, способствуя его охлаждению, и покидает агрегат с выхлопными газами.

Вал вращается в двух самоустанавливающихся и охлаждаемых подшипниках, установленных на его концах. Осевое усилие воспринимается подшипником компрессора, а подшипник турбины допускает свободное осевое расширение. Могут применяться как подшипники скольжения с бронзовыми втулками, работающими в паре со стальными закаленными шейками вала, так и шариковые или роликовые подшипники качения. Последние снижают потери на трение, однако более подвержены вибрации и усталостным разрушениям. Они должны устанавливаться в эластичных корпусах с пружинными или масляными демпферами как в осевом, так и в радиальном направлениях. Эти подшипники имеют ограниченный ресурс по усталости и требуют замены через определенный срок (примерно 8000 часов).

Смазка подшипников может осуществляться различными методами. Шариковые и роликовые подшипники могут смазываться от встроенных насосов шестеренчатого типа с приводом от вала, подающих масло из отдельного отстойника. Уровень масла в отстойнике должен непрерывно поддерживаться в заданных пределах; необходимо регулярно производить замену масла.

Другой тип смазки основан на использовании централизованной системы, либо связанной с системой смазки двигателя через фильтр тонкой очистки, либо автономной, снабженной собственными насосами, фильтрами, маслоохладителями и сигнализацией. Независимая система позволяет выбрать масло, обеспечивающее наивысшую эффективность турбины. Все системы смазки должны обеспечивать безотказную работу при крене до 15 град. В любом направлении, либо при кратковременном крене до 22,5 град.

Наличие тяги в системе выхлопа может вызвать вращение турбонагнетателя при неработающем двигателе. Это может привести к повреждению подшипников при недостаточной смазке или наличии вибрации от других работающих агрегатов. Подшипники скольжения меньше подвержены этой опасности. Для больших турбонагнетателей, смазка которых осуществляется от общей системы смазки двигателя, должны быть предусмотрены напорные масляные бачки, из которых смазка может поступать самотеком при остановке двигателя или аварии масляного насоса.

В некоторых моделях турбонагнетателей оба подшипника ротора расположены в центральной части, а турбина и компрессор насажены консольно на концевых частях вала. Такая конструкция уменьшает габариты и вес агрегата, а также обеспечивает более экономичную форму воздушных и газовых каналов. Однако, подшипники при этом получаются более громоздкими и требуют обязательного охлаждения смазочного масла. Центрально-расположенные подшипники также трудно доступны для обслуживания.