Меньшая продолжительность процессов выпуска и продувки в двух­тактных двигателях, отсутствие «насосных ходов» создают определенные трудности применения газотурбинного наддува, т. е. наддува, создаваемого только «свободновращающимся» газотурбон агнетателем К таким трудно­стям относится обеспечение работы двигателя на малых оборотах, т. е. на долевых нагрузках продувочно-наддувочным воздухом, так как выхлоп­ные газы, смешиваясь с воздухом, обладают минимальной энергией.

Короткий выпускной тракт, постановка газовой турбины в непосред­ственной близости к цилиндру и эффективное использование кинетической энергии выпускных газов позволили создать судовые двухтактные дизели с газотурбинным наддувом, с умеренной степенью наддува ?_н = 1,3 ? 1,5 и имеющие прямоточно-клапанную продувку. Схема двухтактного дизеля с газотурбонагнетателем, работающим на газах переменного давления, по­казана на рис. 131.

На этом рисунке обозначены: 1 — выпускной клапан; 2 — газовая турбина; 3 — нагнетатель; 4 — утилизационный котел; 5 — холодильник; 6 — ресивер продувочного воздуха.

Так же как и в четырехтакт­ных двигателях (для избежания на­рушения продувки), группирова­ние цилиндров по выпуску должно быть согласовано с порядком ра­боты их.

На рис. 132 показана схема подвода газов к турбинам, приме­няемая дизелестроительными заво­дами. Если двигатель имеет до вось­ми цилиндров, то обычно устанав­ливаются две турбины, девяти- и десятицилиндровые двигатели име­ют три турбины, и двигатели с чис­лом цилиндров больше десяти имеют четыре турбины.

Для обеспечения продувочно-наддувочным воздухом двухтактного двигателя с контурными системами продувок при различных режимах ра­боты его и при различных значениях степени наддува применяют комбини­рованные способы наддува.

Наиболее распространенные схемы комбинированного наддува двух­тактных дизелей приведены на рис. 133. Система наддува (рис. 133, а) имеет газотурбонагнетатель (газовая турбина Т и центробежный компрессор К), промежуточный воздухоохладитель X и приводимый от двигателя надду­вочный насос Н. Воздух вначале поступает в центробежный компрессор К, который приводится в действие газовой турбиной Т, работающей на вы­пускных газах двигателя. Из компрессора воздух через холодильник X поступает в насос H, приводимый в действие двигателем, который, таким образом, является второй ступенью давления. Такая система наддува назы­вается «последовательной». При этой системе двигатель может работать со значительным избытком воздуха как на номинальном режиме (газотурбонагнетатель работает с полной мощностью), так и на режимах долевых на­грузок, включая пуск двигателя в ход.

К недостатку данной системы наддува следует отнести то, что каждый из наддувочных насосов в отдельности, как центробежный компрессор, так и насос, приводимый в действие от двига­теля, должны обладать производительно­стью, равной полному расходу воздуха.

В качестве примера применения после­довательной системы наддува на рис. 134 приведена схема двухтактного дизеля фир­мы МАN с контурной продувкой. Двига­тель имеет турбину 4 (работает от газов из выпускного ресивера 6), которая приво­дит в действие центробежный компрес­сор 2. Очищенный в фильтре 3 воздух из компрессора 2 через холодильник 1 посту­пает в общий для всех цилиндров реси­вер 8, откуда периодически поступает при ходе поршня вверх через автоматические клапаны в индивидуальные подпоршневые полости 7 каждого рабочего цилиндра.

При движении поршня рабочего цилиндра вниз воздух в подпоршневой полости сжи­мается, чем достигается вторая ступень давления и, следовательно, продувка и наддув двигателя при переменном давлении. Импульс давления, достигающий 2 кГ/см², устраняет заброс газов в подпоршневую полость в момент открытия продувочных окон. Утилизационный котел 5 использует тепло газов после турбины 4.

Мощность, затрачиваемая на сжатие воздуха в подпоршневой полости при полной нагрузке, составляет около 3% от мощности двигателя. При отключении газотурбонагнетателя использование подпоршневой полости позволяет двигателю развить мощность порядка 45% от номинальной.

«Параллельная» система наддува (см. рис. 133, б) предусматривает восполнение недостающей производительности газотурбонагнетателя доба­вочным насосом, приводимым в действие от двигателя, или подпоршневым нагнетателем, работающими параллельно с газотурбонагнетателем. В этом случае оба потока воздуха поступают в коллектор, а оттуда к продувочным окнам рабочих цилиндров.

На рис. 135 приведена схема параллельной системы наддува, приме­ненная в двухтактных дизелях фирмы МАН. В коллектор 8 продувочно­наддувочный воздух поступает одновременно (параллельно) как из компрес­сора 2, приводимого в действие турбиной 4 через холодильник 1, так и из подпоршневой полости 7. Остальные обозначения те же, что и на рис. 134.

Испытания двигателя марки КZ78/140, мощностью 12 000 э. л. с. при 119 об/мин показали, что при полной нагрузке он имел: р_е = 7,6 кГ/см²‘, р₂ = 59,8 кГ/см²; р_к = 1,525 кГ 1см²; ?_т = 0,869; g_e = 154 г/э. л. с.·ч.; ?_е = 0,409; g_і = 134,3 г/и л. с·ч; температура воздуха перед охладителем 57,8° С и после охладителя 21,9° С (?t = 35,9°С); температура газов в вы пускном коллекторе около 300°С и пе ред турбиной около 375° С; наибольшее давление воздуха в подпоршневой полости 3,38 кГ/см², мощность, затрачиваемая на нее, составляет около 3,8%.

Импульсная турбина, одна на каждые три цилиндра двигателя, разви­вает при полной нагрузке 5 750 об/мин.

Фирма МАН в последнее время стала применять последовательно-па­раллельную систему наддува, схема которой была рассмотрена ранее и приведена на рис. 112.

На рис. 133, в параллельный наддув предусматривает применение до­полнительного турбокомпрессора К₁ приводимого в действие от электро­двигателя Э.

На рис. 133, г газовая турбина кинематически связана с двигателем. Мощность, расходуемая на центробежный компрессор, покрывается двумя источниками — газовой турбиной и самим двигателем или газовой турбиной и электродвигателем. Таким образом, данная система наддува имеет только один наддувочный агрегат.

Наряду с «импульсными» турбинами для осуществления комбинирован­ного наддува мощных дизелей применяются и газовые турбины постоянного давления. Фирма «Фиат» выпускает двухтактные дизели с наддувом с ис­пользованием энергии выпускных газов постоянного давления.

На рис. 136 показана схема двигателя с поперечной продувкой, у ко­торой продувочные окна выше выпускных и перекрываются автоматическими клапанами. Система наддува последовательная, первая ступень дав­ления создается газотурбонагнетателем 1—2, работающим на газах постоян­ного давления, которые поступают из коллектора 7. Воздух из нагнетателя 2 через холодильник 3 подводится в поршневой насос 6, приводимый в дей­ствие от двигателя, где осуществляется вторая ступень сжатия. Воздух охлаждается и после второй ступени сжатия в холодильнике 5 перед поступлением в коллектор 4. Данная система наддува осуществляется с мень­шим числом ГТН и обеспечивает работу на всех режимах работы двигателя. При выключенных ГТН двигатель может развить мощность, равную 80% номинальной. К преимуществам данной системы наддува также можно отнести то, что исключается попадание кусков сломанных поршневых колец в турбину, так как тако­вые через выпускные окна попадают в выпускной кол­лектор.

Двигатели «Фиат» с рассматриваемой системой наддува при р_к = 1,6 кГ/см² и р_е = 7 кГ/см² имеют g_е = 160 г/з. л. с·ч и темпе­ратуру газов перед турби­ной около 320° С.

В целях повышения эффективности работы тур­бонагнетателя как на но­минальном, так и на доле­вых режимах нагрузки фирма МАН на дизеле серии КZ марки  84/ 160 (z — число цилиндров 10, мощность 18 000 л. с. при 115 об/мин) применила инжекторы в подводящем воздухопроводе. Кроме того, такая параллельная система наддува позволяет упростить конструк­цию ресивера продувочного воздуха, так как можно его выполнить без пере­городок.

На рис. 137, а приведена схема наддува указанного двухтактного ди­зеля. Центробежный нагнетатель 1 приводится в действие газовой турби­ной 3. Воздух из подпоршневого пространства 4 нагнетается по трубопро­воду в инжектор 2, по выходе из которого подсасывает воздух, поступающий из нагнетателя (рис. 137, б). Благодаря этому турбонагнетатель может устой­чиво работать на режимах малой нагрузки дизеля. Предохранительный кла­пан 6 предотвращает чрезмерное повышение давления воздуха в подводящем трубопроводе к инжектору. Воздухохолодильники предусмотрены как на выходах 7 из нагнетателей, так и на выходах из байпасных патрубков с авто­матическими клапанами 5. По мере повышения мощности дизеля повышается давление нагнетаемого воздуха из полости 4, и по достижении величины дав­ления воздуха в продувочном ресивере клапан 5 открывается, и после этого воздух, нагнетаемый поршнями дизеля, будет непосредственно поступать в цилиндры его.