По мере увеличения давления наддувочного воздуха мощность, затра­чиваемая на приведение в действие наддувочного агрегата, возрастает. Поэтому в комбинированной силовой установке, имеющей механический и газотурбинный наддув, по мере повышения давления наддувочного воздуха мощность дизеля, передаваемая на гребной вал, будет уменьшаться, а мощ­ность газовой турбины, которая может быть передана на гребной вал, будет возрастать.

На рис. 141 показаны различные схемы комбинированных установок.

В схеме установки (рис. 141, а) на гребной вал работает только дизель давление р_к = 1,3?2,2 кГ/см²)\ подругой схеме (рис. 141,б) на гребной вал работает дизель и газовая турбина (р_к = 2,5—4,5 кГ/см²) и по схеме на рис. 141, в на гребной вал работает только газовая турбина (р_к = 4,5  ? 6,5 кГ/см²). Мощность дизеля в этом случае полностью поглощается при­водным компрессором ПК (нагнетателем). Дизель (по этой схеме) с высоким наддувом не производит внешней механической работы, а превращается в генератор газовой смеси, которая является рабочим телом газовой турбины, работающей на гребной винт. В связи с тем что у дизеля, выполняю­щего функции генератора газа, надобность в коленчатом валу отпадает, кон­струкция его может быть значительно упрощена. Для этого получил при­менение дизель (генератор газа) — двухтактный с противоположно движу­щимися поршнями, от которых получают непосредственный привод поршни компрессора. Связь между поршнями служит только для синхронизации их движения, а потому такой двигатель называется свободнопоршневым гене­ратором газа.

Схема силовой установки с свободнопоршневым гене­ратором газа и с газовой турбиной показана на рис. 142. Топливо в рабочий цилиндр 2 свободнопоршневым гене­ратором газа подается форсункой 1 в про­странство, образуемое между поршнями 3. При расходящемся ходе поршней (рабочий ход) через клапан 5 будет происходить заполнение цилиндра ком­прессора 6 воздухом, а в буферном цилиндре 7 — сжатие воздуха. Таким образом, энергия движения рабочих поршней будет расходоваться на сжатие воздуха в буферных цилиндрах. По мере возрастания давления воздуха в буферных цилиндрах скорость рабочих поршней уменьшается до нуля.

При этом чем больше подача топлива в рабочий цилиндр, тем больше будет скорость поршней свободнопоршневым гене­ратором газа и тем больше будет их ход, в течение которого гасится кинетическая энергия движущихся масс поршневой группы.

Обратное движение поршней происходит вследствие давления воздуха в буферных цилиндрах на поршни компрессора (потенциальная энергия воздуха превращается в кинетическую энергию движения поршней). После превращения всей потенциальной энергии воздуха в кинетическую энергию движения поршней дальнейшее движение их к внутренней мертвой точке происходит с уменьшающейся скоростью (до нуля). Незадолго до окончания движения поршней к внутренней мертвой точке впрыскивается топливо и цикл повторяется.

При сходящемся движении поршней воздух в цилиндре компрессора вначале сжимается до давления р_к, а потом через клапан 4 направляется на продувку цилиндра. Одновременно с продувкой происходит выпуск газов из цилиндра в ресивер 8 и дальше в газовую турбину и в выпускной тракт 9.

Кроме того, на рис. 142 обозначены: 10— цикл двигателя; 11 — работа расширения воздуха в буферном цилиндре и 12 — процесс компрессора.

Различные схемы свободнопоршневым гене­ратором газа с буферными цилиндрами показаны на рис. 143. Первая схема (рис. 143, а) имеет наружное расположение компрессорных цилиндров; вторая схема (рис. 143, в) имеет компрессорные цилиндры двой­ного действия и третья (рис. 143, б) имеет внутреннее расположение ком­прессорных цилиндров.

Третья схема имеет ряд следующих преимуществ: установка более ком­пактна, она легче; вся полезная работа расширения газов аккумулируется в буферном цилиндре, что позволяет осуществлять обратное движение порш­ней с большим ускорением, а следовательно, вместе с этим возрастает число ходов (циклов) в единицу времени.

При наружном расположении цилиндров компрессора время обратного хода получается значительно больше, чем время рабочего хода, что приво­дит к снижению числа циклов в единицу времени. Следует отметить, что ход поршней и число циклов изменяются в зависимости от количества подавае­мого топлива за цикл, т. е. в зависимости от режима работы установки.

Так как условия работы поршней не могут быть совершенно одинако­выми, то свободнопоршневым гене­ратором газа без специального синхронизирующего устройства работать не может.

Наибольшее применение получил шатунно-шарнирный механизм син­хронизации, схема которого показана на рис. 144.

Синхронизация движения во времени поршней в этой схеме достигается при помощи шатунов и шарниров, при этом они не передают никаких уси­лий, за исключением инерционных сил от собственного веса и мгновенных сил, возникающих при несогласованности движения поршней.

Пуск в ход свободнопоршневым гене­ратором газа небольшой мощности производится с помощью пру­жин, а для более мощных применяется сжатый воздух. Процесс пуска за­ключается в том, что с помощью пускового устройства поршни ставятся в крайнее внешнее положение, а затем движутся навстречу один другому, вследствие чего происходит сжатие воздуха, необходимое для воспламене­ния впрыснутого топлива. Движение поршней к внутренней мертвой точке осуществляется давлением пружины или сжатого воздуха.