Čo bude ďalší krok v znižovaní spotreby po doslova búme prepĺňania v posledných rokoch? Po prechode turbom totiž zostáva stále veľa energie výfukových plynov nevyužitej. Tak prečo to nezmeniť?
Výfukové plyny majú po prechode turbom ešte dosť energie na to, aby roztočili ďalšiu turbínu napojenú na kľukový hriadeľ.
V anglicky hovoriacich krajinách má táto technológia názov turbo compoundig a svet ju pozná už od 40-tych rokov minulého storočia. Krátko po druhej svetovej vojne sa totiž objavila v leteckých motoroch. Princíp fungovania je pritom jednoduchý. Výfukové plyny prejdú najskôr prvou turbínou a roztočia kompresor, ktorý vháňa vzduch do motora. Až potiaľto to poznáme z bežne používaných turbomotorov. Rozdiel je v tom, že namiesto do výfuku, prejdú výfukové plyny ešte jednou turbínou a cez prevod pomáhajú točiť priamo kľukový hriadeľ. Až následne putujú do výfuku. To však nie je jediná možnosť ako využiť energiu, ktorú výfukové plyny ešte majú po prechode turbom. Druhá turbína, alebo aj priamo prvá turbína spojená s kompresorom, môže namiesto kľukového hriadeľa poháňať napríklad generátor. Ten by mohol nahradiť klasický alternátor a nepriamo tým znížiť spotrebu motora. Veď už dnes mnohé moderné motory odpájajú alternátor, keď ho nie je treba, v záujme zníženia spotreby.
Porovnanie systému, kde turbína poháňa kľukový hriadeľ so systémom, kde roztáča generátor.
Turbokompaudný motor sa do komerčných civilných lietadiel dostal začiatkom 50-tych rokov. V roku 1953 ho do svojho stroja L 1049 C Super Constellation začal montovať americký výrobca Lockheed. V rovnakom roku ho dostalo aj konkurenčné lietadlo Douglas DC-7. To boli dva azda najrozšírenejšie typy lietadiel s týmto motorom. Oba používali 18 valcový hviezdicový motor Wright R-3350, ktorý mal vo výfukovom potrubí tri turbíny, pre každých 6 valcov jednu. Tie boli cez prevod napojené na kľukový hriadeľ. Práve v týchto lietadlách si turbokompaundný motor užil najviac slávy. Nová technológia síce zvýšila výkon, no znížila spoľahlivosť a tak ju v komerčnom letectve neskôr nahradili turbovrtuľové a prúdové motory.
Lockheed L 1049 C Super Constellation vľavo hore, Douglas DC-7 vľavo dole, hviezdicový motor Wright R-3350 vpravo
Pomerne nedávno sa však táto technológia dostala aj do automobilového priemyslu. Zopár výrobcov ju totiž začalo používať v nákladných autách. Vo svojich motoroch ju používa napríklad Scania, alebo americký výrobca motorov Detroit Diesel, ktorého vlastníkom je nemecký Daimler. V ich motore DD15 TC použili Američania mechanickú verziu tohto systému, čo znamená, že druhá turbína je spojená cez prevod s kľukovým hriadeľom. Nasadenie v motoroch nákladných áut každopádne znamená, že spoľahlivosť by nemusela byť prekážkou v použití tejto technológie.
Aj v motoroch F1 pre sezónu 2014 našli konštruktéri turbu aj iné využitie okrem stláčania vzduchu. Poháňa generátor.
No tento systém už nie je doménou iba motorov pre nákladné autá. Významný krok smerom k použitiu v osobných autách totiž určite znamená využitie turba, nielen na stláčanie vzduchu, v motoroch formuly 1 pre sezónu 2014. Už nejakú dobu fanúšikovia F1 poznajú systém KERS (Kinetic Energy Recovery System). Ten využíva kinetickú energiu pri brzdení, ktorú mení na elektrickú energiu. Tú môže neskôr jazdec použiť pri zrýchlení. V sezóne 2014, však vedenie F1 výrazne zmenilo pravidlá a predpísalo použitie 1,6 litrových 6-valcových turbomotorov. Konštruktéri sa preto rozhodli okrem kinetickej energie využiť aj energiu výfukových plynov. Autá F1 teda po novom obsahujú systém rekuperácie energie ERS (Energy Recovery System), ktorý získava energiu z dvoch zdrojov. Prvým je motor/generátor, ktorý využíva kinetickú energiu MGU-K a druhým motor/generátor využívajúci energiu výfukových plynov MGU-H. MGU-K je spojený s kľukovým hriadeľom motora a pracuje v princípe ako KERS. MGU-H je elektromotor spojený s turbom. Pri vysokých otáčkach motora pracuje ako generátor a vyrába elektrickú energiu, ktorou môže systém priamo poháňať elektromotor MGU-K, alebo ňou môže dobíjať batérie. Pri nízkych otáčkach zasa naopak elektromotor MGU-H roztáča turbo, čím eliminuje turbo dieru. Hoci je v tomto prípade v systéme iba jedna turbína, spojená s kompresorom, čiže klasické turbo, princíp je rovnaký. Okrem kompresoru, totiž turbína poháňa aj iné zariadenie, v tomto prípade elektromotor.
Prepĺňaný V6 Renault pre sezónu 2014 v F1.
Vyzerá to teda, že je iba otázkou času, kedy sa podobný systém objaví aj v motoroch osobných automobilov. V dnešnej dobe, keď prepĺňané motory takmer vytlačili klasické atmosférické pohonné jednotky, by to mohol byť spôsob ako nahradiť alternátor. V hybridoch by dokonca generátor napojený na turbo mohol dobíjať batérie, či priamo napájať elektromotor určený na pohon.
