เครื่องยนต์เทอร์โบคอมพาวด์เป็นเครื่องยนต์ลูกสูบที่ใช้กังหันในการดึงพลังงานจากก๊าซไอเสียกลับมาใช้เป็นพลังงานกล แทนที่จะใช้พลังงานนั้นในการขับเคลื่อนเทอร์โบชาร์จเจอร์ เหมือนใน เครื่องยนต์อากาศยานกำลังสูงหลายๆ รุ่นพลังงานที่ดึงกลับมาได้จะถูกส่งต่อไปยังเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อเพิ่มกำลังโดยรวมของเครื่องยนต์ ตัวอย่างสำคัญในเครื่องบิน ได้แก่Wright R-3350 Duplex-CycloneและNapier Nomad

เนื่องจากกระบวนการฟื้นฟูนี้ไม่ทำให้การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง เพิ่มขึ้น จึงมีผลทำให้การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะ ลดลง ซึ่งเป็นอัตราส่วนของการใช้เชื้อเพลิงต่อกำลัง^{[ 1 ]}การใช้เทอร์โบคอมพาวด์ถูกนำมาใช้กับเครื่องบินโดยสารเชิงพาณิชย์และบทบาทระยะไกลที่มีความทนทานสูงในลักษณะเดียวกันก่อนที่จะมีการนำ เครื่องยนต์ เทอร์โบเจ็ทมาใช้ ตัวอย่างที่ใช้ Duplex-Cyclone ได้แก่Douglas DC-7 , Lockheed L-1049 Super ConstellationและLockheed L-1649 Starlinerในขณะที่การออกแบบอื่นๆ ไม่ได้ถูกนำไปใช้ในการผลิตเพื่อการบินเชิงพาณิชย์

เครื่องยนต์ลูกสูบส่วนใหญ่ผลิตไอเสียร้อนที่ยังคงมีพลังงานที่ยังไม่ได้ใช้ประโยชน์อยู่เป็นจำนวนมาก ซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ได้ ในเครื่องยนต์เทอร์โบคอมพาวด์กังหันจะดึงพลังงานส่วนหนึ่งจากกระแสไอเสียและส่งกลับเข้าไปในเครื่องยนต์ด้วยกลไก ทำให้กำลังขับเพิ่มขึ้น และในบางกรณีอาจช่วยลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงได้แทนที่จะใช้พลังงานที่นำกลับมาได้เพื่อขับเคลื่อนเทอร์โบชาร์จเจอร์ เพียงอย่างเดียว ระบบเทอร์โบคอมพาวด์จะใช้พลังงานนั้นเพื่อเสริมกำลังขับของเครื่องยนต์เอง

ในการจัดเรียงเครื่องบินที่สำคัญอย่างหนึ่ง การใช้เทอร์โบคอมพาวด์ดิ้งทำได้โดยใช้กังหันแบบเป่าลมเพื่อกู้คืนพลังงานจากพัลส์ก๊าซไอเสียและส่งกลับไปยังเพลาข้อเหวี่ยงระบบนี้ใช้ในเครื่องบินWright R-3350 Duplex-Cycloneซึ่งมีกังหันสามตัว แต่ละตัวขับเคลื่อนด้วยไอเสียจากกระบอกสูบหกกระบอก ส่งพลังงานที่กู้คืนกลับไปยังเพลาข้อเหวี่ยงผ่านเพลา เฟืองดอกจอก และข้อต่อของเหลว^{[ 2 ]}

เครื่องยนต์เทอร์โบคอมพาวด์อื่นๆ ใช้กังหันไอเสียแยกต่างหากเพื่อกู้คืนพลังงานจากการไหลของไอเสียของเครื่องยนต์และส่งกำลังส่วนเกินกลับไปยังเพลาข้อเหวี่ยง ด้วย กลไก การจัดเรียงนี้ถูกนำมาใช้ในNapier Nomadซึ่งก๊าซไอเสียจะขับเคลื่อนกังหันแบบไหลตามแนวแกนสามขั้นตอนที่ติดตั้งด้านหลังซึ่งเชื่อมต่อกับคอมเพรสเซอร์และผ่านข้อต่อของเหลวความเร็วแปรผันไปยังเพลาข้อเหวี่ยง ที่กำลังต่ำ เพลาข้อเหวี่ยงสามารถขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์ได้ ในขณะที่กำลังที่สูงขึ้น เอาต์พุตของกังหันส่วนเกินจะถูกส่งกลับไปยังเพลาข้อเหวี่ยง^{[ 3 ]}

งานวิจัยเบื้องต้นเกี่ยวกับกังหันกู้คืนพลังงานไอเสียเริ่มขึ้นในช่วงทศวรรษ 1940 ^{[ 4 ]}ในช่วงทศวรรษ 1950 กังหันแบบเป่าลมได้กลายเป็นคุณลักษณะเด่นของเครื่องบินโดยสารลูกสูบระยะไกลรุ่นสุดท้ายของอเมริกา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องบินที่ใช้เครื่องยนต์เทอร์โบคอมพาวด์ Wright R-3350 ^{[ 5 ]}

เครื่องยนต์Rolls-Royce Crecyเป็นหนึ่งในเครื่องยนต์อากาศยานรุ่นแรกๆ ที่ได้รับการศึกษาเกี่ยวกับกังหันกู้คืนพลังงานไอเสีย กังหันที่ต่อกับเพลาข้อเหวี่ยงด้านหลังจะรับไอเสียจากท่อไอเสียทั้งสี่ท่อ ทำให้มีพลังงานเพียงพอที่จะเอาชนะการใช้พลังงานของซูเปอร์ชาร์จเจอร์และช่วยเพลาข้อเหวี่ยง การจัดเรียงนี้คาดว่าจะประหยัดเชื้อเพลิงได้มากกว่าMerlin ถึง 15 ถึง 35 เปอร์เซ็นต์ ขึ้นอยู่กับน้ำหนักบรรทุกและระดับความสูง^{[ 6 ]}

การใช้เทอร์โบคอมพาวด์ถูกนำมาใช้กับ เครื่องยนต์ เครื่องบิน หลายรุ่น หลังสงครามโลกครั้งที่สองรวมถึงNapier Nomad ^{[ 7 ] [ 8 ]}และWright R-3350 [ ^{9 ] [ 10 ] แหล่ง}ข้อมูลของ Wright ระบุว่าระบบไอเสียทั้งหมดของWright R-3350 Duplex-Cyclone ที่ใช้เทอร์โบคอมพาวด์ นั้นเทียบเท่ากับการติดตั้งปล่องไอพ่นที่ออกแบบมาอย่างดีในแง่ของการส่งผลต่อการทำงานของเครื่องยนต์ ใกล้ถึงจุดสิ้นสุดของจังหวะไอเสีย ความดันไอเสียลดลงต่ำกว่าความดันบรรยากาศ แทนที่จะสร้างแรงดันย้อนกลับ ที่เป็นอันตราย ซึ่งช่วยในการกวาดล้าง ในขณะที่ระบบเทอร์โบคอมพาวด์สามารถกู้คืนกำลังได้ประมาณ 240 แรงม้า (180 กิโลวัตต์) ในการตั้งค่าการบินปกติ และประมาณ 550 แรงม้า (410 กิโลวัตต์) ในกำลังการบินขึ้น เมื่อเทียบกับ R-3350 ที่ไม่มีเทอร์โบคอมพาวด์ รุ่นเทอร์โบคอมพาวด์ของNapier Deltic , Rolls-Royce CrecyและAllison V-1710ได้ถูกสร้างขึ้น แต่ไม่มีรุ่นใดได้รับการพัฒนาเกินกว่าขั้นตอนต้นแบบ นอกจากนี้ยังมีการเสนอแนวคิดเครื่องยนต์ เทอร์โบคอมพาวด์แบบโรลส์-รอยซ์ กริฟฟอนแม้ว่าจะเป็นเพียงโครงการบนกระดาษที่ไม่ได้สร้างขึ้นจริงก็ตาม ต่อมาเครื่องยนต์เทอร์โบคอมพาวด์สำหรับอากาศยานได้ถูกแทนที่ด้วยเครื่องยนต์ เทอร์โบพร็อปและเทอร์โบเจ็ต

ผู้ผลิตเครื่องยนต์ดีเซลสำหรับรถบรรทุกหนักสมัยใหม่บางรายได้รวมระบบเทอร์โบคอมพาวด์เข้าไว้ในการออกแบบ ตัวอย่างเช่น เครื่องยนต์ Volvo D13TC , Detroit Diesel DD15 และเครื่องยนต์ดีเซลเทอร์โบคอมพาวด์ DTC1101 ขนาด 11 ลิตรของ Scania ซึ่งใช้^ใน R113.400 [ ^{11 ] [ 12 ]}

เริ่มตั้งแต่ฤดูกาล 2014 ฟอร์มูล่าวันได้นำเครื่องยนต์ไฮบริด V6 เทอร์โบชาร์จขนาด 1.6 ลิตรมาใช้^{[ 13 ]}ซึ่งประกอบด้วยหน่วยมอเตอร์เจนเนอเรเตอร์ความร้อน (MGU-H) ซึ่ง FIA กำหนดให้เป็นเครื่องจักรไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับกังหันไอเสียของระบบอัดแรงดัน และหน่วยมอเตอร์เจนเนอเรเตอร์จลน์ (MGU-K) ที่เชื่อมต่อกับระบบขับเคลื่อนเป็นส่วนหนึ่งของระบบการกู้คืนพลังงาน^{[ 14 ]} MGU-H จะกู้คืนพลังงานจากเทอร์โบชาร์จเจอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยไอเสียเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งสามารถเก็บไว้ในแหล่งเก็บพลังงาน ใช้เพื่อจ่ายพลังงานให้กับ MGU-K หรือใช้เพื่อควบคุมความเร็วของเทอร์โบชาร์จเจอร์และลดอาการเทอร์โบแล็ก^{[ 15 ] [ 16 ]}

• ดีทรอยต์ดีเซล
  • DD15 ^{[ 17 ]}
• เนเปียร์
  • เนเปียร์ โนแมด : โนแมด 1 ใช้ระบบขับเคลื่อนลูกสูบและกังหันที่แยกจากกันอย่างอิสระทางกลไก โดยขับเคลื่อนใบพัดที่หมุนสวนทางกัน ในขณะที่โนแมด 2 เชื่อมต่อระบบกังหัน/คอมเพรสเซอร์เข้ากับเพลาข้อเหวี่ยง/ระบบขับเคลื่อนใบพัดหลัก และเป็นรุ่นเทอร์โบคอมปาวด์ที่แท้จริง
• ไรท์ แอโรโนติคอล
  • Wright R-3350 : รุ่นเทอร์โบคอมพาวด์เป็นเครื่องยนต์อากาศยาน เทอร์โบคอมพาวด์เพียงรุ่นเดียว ที่มีการผลิตจำนวนมากและใช้งานอย่างแพร่หลาย นอกจากนี้ยังเป็นเครื่องยนต์เทอร์โบคอมพาวด์ที่ผลิตจำนวนมากเพียงรุ่นเดียวในโลกที่ใช้กังหันพลังงานกู้คืนความเร็วแบบอิมพัลส์ ซึ่งกู้คืนพลังงานไอเสียโดยไม่สร้างแรงดันย้อนกลับและผลิตพลังงานรวมที่เพลาข้อเหวี่ยงได้มากกว่าประมาณ 20% ^{[ 18 ]}
• โดบรินิน
  • โดบรินิน วีดี-4เค
• ซเวซดา
  • Zvezda M503 : เครื่องยนต์ดีเซลสำหรับ ^เรือเดินทะเล 42 สูบที่สร้างโดยโซเวียต ใช้ในเรือมิสไซล์ชั้น Osa [ ^{19 ]}
  • M504 : เครื่องยนต์ดีเซลสำหรับเรือเดินทะเล 56 สูบที่ผลิตโดยโซเวียต^{[ 19 ]}
  • M507 : เครื่องยนต์ดีเซลสำหรับเรือเดินทะเลของโซเวียตจำนวน 112 สูบ ประกอบขึ้นจากการเชื่อมต่อ เครื่องยนต์ M504 สองเครื่องเข้าด้วยกัน ผ่านเกียร์ทั่วไป^{[ 19 ]}
• เฟอร์รารี่
  • Ferrari 059/3 : เครื่องยนต์ไฮบริด V6 เทอร์โบชาร์จ 1.6 ลิตร รุ่นฟอร์มูล่าวัน พร้อมระบบกู้คืนพลังงานไอเสีย MGU-H ที่ใช้ใน Ferrari F14 T ^{[ 20 ] [ 21 ]}
• เรโนลต์
  • Renault Energy F1-2014 : เครื่องยนต์ไฮบริด V6 เทอร์โบชาร์จ 1.6 ลิตร สำหรับรถแข่งฟอร์มูล่าวัน พร้อมระบบกู้คืนพลังงานไอเสีย MGU-H ^{[ 20 ] [ 22 ]}
• เมอร์เซเดส-เบนซ์
  • Mercedes-Benz PU106A Hybrid : เครื่องยนต์ไฮบริด V6 เทอร์โบชาร์จ 1.6 ลิตร รุ่น Formula One พร้อมระบบกู้คืนพลังงานไอเสีย MGU-H ^{[ 20 ] [ 23 ]}
• ฮอนด้า
  • Honda RA615H : เครื่องยนต์ไฮบริด V6 เทอร์โบชาร์จ 1.6 ลิตร รุ่นฟอร์มูล่าวัน พร้อมระบบกู้คืนพลังงานไอเสีย MGU-H ที่ใช้ใน McLaren Honda MP4-30 ^{[ 20 ] [ 24 ]}
• วอลโว่
  • ดี13ทีซี

• มอเตอร์เจ็ท
• เทอร์โบสตีมเมอร์
• การผลิตพลังงานร่วม
• เทอร์โบชาร์จเจอร์
• กังหันก๊าซ
• เทอร์โบคอมปาวด์ไฟฟ้า