поршневий частини розкручують силову турбіну, а вона через систему шестерень і гідромуфту передає крутний момент на силовий вал, з'єднаний зі споживачем.
Спочатку компаундний метод вживали стосовно до парових двигунів. Компаунд-машини мали два циліндри різних діаметрів - високого і низького тиску, - в яких послідовно стискався пар. Це дозволяло більш ефективно використовувати енергію пари і збільшувати потужність агрегатів. Спочатку такі двигуни застосовувалися тільки на судах і в промисловості.
Про компаундує - вже стосовно до двигунів внутрішнього згоряння - згадали в 50-х роках. Мета застосування турбонагнітачів будь-якого типу - максимальне використання енергії відпрацьованих газів і перетворення її в механічну роботу - може бути найкращим чином досягнута за допомогою турбокомпаунда. Згідно даному вище визначенню турбокомпаунд являє собою комбінований двигун з підключеною робочої турбіною, яка передає вироблюваний крутний момент через зубчасту передачу на силовий вал.
Вимірювання показали, на прикладі Scania завдяки турбокомпаунду зберегла 20% енергії відпрацьованих газів. Теплова енергія, якою володіли відпрацьовані гази, виявилася достатньою, щоб прискорювати силову турбіну до 55 тис. Об/хв. Така частота обертання спочатку знижувалася зубчастої передачею, а потім через гідравлічне з'єднання синхронізувалася з частотою колінчастого валу. Силова турбіна в двигуні була з'єднана з колінчастим валом дизеля двома рядами косозубих шестерень і проміжної гідромуфтою. Багатоступінчастість шестерневого приводу пояснюється тим, що частота обертання валу силової турбіни досягає 50-55 тис. Хв - 1, а колінчастий вал обертається з частотою до 2 тис. Хв - 1. Завданням гідромуфти є компенсація постійної зміни обертів двигуна і зниження крутильних коливань. Пройшовши через турбокомпресор, відпрацьовані гази потрапляють на силову турбіну і, втрачаючи чергові 100 ° С температури, розкручують робоче колесо. Так здійснюється додаткова передача крутного моменту на колінчастий вал дизеля. Високий ККД установки був досягнутий також за рахунок використання першого нагнітача. Цей нагнітач мав на вході додатковий повітряний клапан (рециркуляционний канал), який забезпечував стабілізацію запірної та насосної областей, завдяки тому що повітря на насосній кордоні спрямовувався з боку тиску до сторони впуску компресора і на запірній кордоні впускне перетин вхідного пристрою до колеса компресора збільшувалася.
У ДВС, оснащеному турбокомпаундом, додаткові втрати теплоти з відпрацьованими газами, обумовлені зменшенням ступеня підвищення тиску при згорянні для зниження викидів оксидів азоту, частково повертаються силовою турбіною колінчастого валу. Крім того, додаткове збільшення витрат на внутрішні втрати в двигуні, пов'язані з опором закінченню відпрацьованих газів через силову турбіну в зоні малих навантажень і холостого ходу, сприяє активному зниженню емісії незгорілих вуглеводнів і твердих частинок у відпрацьованих газах на цих режимах роботи двигуна.
Перспективним напрямом розвитку розглянутих систем є електричний турбокомпаунд (ЄТС), в якому подключаемая силова турбіна замінюється електродвигуном. Однак це вимагає зміни конструкції самого турбонагнетателя; його турбіна, як і раніше, повинна працювати за рахунок газів, що відводяться від поршневий частини двигуна, а на валу ротора повинен бути встановлений мініатюрний електрогенератор. Цей електрогенератор повинен з'єднуватися з електродвигуном (силовою турбіною), який може функціонувати і як двигун, і як генератор. Як двигун він використовується для приводу колінчастого валу, а як генератор підвищує потужність гальмування двигуна тим, що надлишкова енергія, яка надходить від турбонагнетателя, за допомогою розміщеного на валу ротора малого електромотора підводиться до електродвигуна, пов'язаному з колінчастим валом. Такий варіант турбокомпаунда був запатентований в 1995 р його випробування тривають.
Робота турбокомпаунда - приклад рециркуляції. Замість того, щоб просто «викинути» відпрацьовану енергію, турбіна, розташована за турбокомпресором і приводиться в дію вихлопними газами, забирає у цих газів тепло.
Перш ніж говорити про настільки неоднозначному засобі модернізації транспортного двигуна, як турбокомпаунд, необхідно згадати про деяких принципових особливостях роботи двигунів внутрішнього згоряння. До їх числа відноситься незрозуміле, з погляду теоретиків двигунобудування, властивість мотора працювати під навантаженням більш ефективно, ніж при її відсутності. Раз за разом, але практика експлуатації транспортних двигунів незмінно демонструє, що при відсутності навантаження ефективність згорання паливної суміші (а відповідно, і ККД мотора) різко знижується. Переконатися в цьому нескладно навіч. Варто тільки звернути увагу на вихлоп у автомобіля при русі під гору або в режимі «гальмування двигуном». І без спеціального обладнання у випадках будь-якого додаткового «сприяння» виконанню...
