Таких схем много, есть реализованная схема с дополнительным тактом, в котором впрыскивается вода в работающий ДВС.
Есть реализованная схема с возвратом тепла выхлопа обратно в цилиндр посредством пара.
Про такой не слышал, интересно.
Кстати есть же вариант впрыскивать пар во вторую ступень турбины.
Но раз не делают, то одно из двух. Или уже нет никакого значимого эффекта, или эффект дорого обходится из-за плохой технологичности решений.
На самом абстрактном уровне, конечно, несложно понять распределение тепла и работы.
Верхняя температура ТВС порядка 2200-2500 К, температура выхлопных газов порядка 1200 -1300К, и с этой разницы снимается максимум мощности. Дальнейшие 1000К разницы до температуры окружающей среды обещают столько же работы, но не обещают прибавки мощности, только ее потери, а так же дополнительные конструктивы и потери уже в механической части.
Но все же, эти прибавочные проценты КПД так манят. Поэтому столько вариантов не отдавать тепло в атмосферу, а снять с него работу. И паровой цикл - это решение интересное именно от того, что он обещает большую мощность с остаточного тепла.
Я давно думаю над вариантами габаритно-эффективного разделения циклов ДВС и ПВ (паро-водяного). Мысль с коаксиальными цилиндрами пришла года три назад и с тех пор ни разу не встретил обсуждения такой конструкции, что странно. Вроде бы идея на поверхности.
Причем можно сделать много вариантов. Например, встречные коаксиальные поршни в общем цилиндре. Тогда пароводяной цилиндр можно сделать рубашкой вокруг цилиндра с топливно-воздушной смесью.
Можно попробовать сделать патентный поиск по этому вопросу, только так "стрёмно и сыкотно" связывать с патентными поверенными... Столько страшилок об этой сфере, что мама дорогая.