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复合式发动机
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复合式发动机
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data/attachment/portal/201111/06/144037ktboffbibbnkztnu.jpg将往复活塞式内燃机与燃气轮机中的压气机（即压缩机）和燃气透平以一定方式组合而成的动力装置。往复活塞式内燃机的燃烧过程是间歇进行的，受热零件冷却方便，便于提高循环的最高温度和压力，故热效率较高。燃气轮机是连续供气，可以作得轻小。复合式发动机就是将两者的优点结合起来，其功率可以全部由活塞式内燃机输出，也可以由燃气透平输出。1905年，瑞士的A.比希就提出了柴油机-压气机-涡轮（即透平）复合装置的方案，并在1911～1914年间进行了样机试验。但是，经过几十年的研究，除废气涡轮增压柴油机已获得广泛应用外，其他各类复合式发动机仅在特定的使用场合得到有限的发展。复合方案可按活塞式内燃机、压气机和燃气透平之间的联系方式分类（见图）。
燃气联系的复合式发动机即通常的废气涡轮增压内燃机（图中a）。这时燃气透平的功率完全用于驱动压气机。它的优点是结构简单紧凑，燃气透平效率较高。缺点是冷起动性、低负荷性能、加速性能均较差（见内燃机增压、废气涡轮增压）。
机械联系的复合式发动机燃气透平和压气机通过齿轮传动与活塞式内燃机形成机械联系(图中b)。燃气透平发出的功率全部传给曲轴,压气机所需的功率由曲轴提供。这种方案的优点是可以回收除驱动压气机外燃气透平所多余的功率，在所有工况下充分利用废气能量。压气机的流量、压力比与燃气透平发出的功率无关，完全取决于活塞式内燃机的转速，因此它的起动、低负荷、加速性能均较好。但这种发动机结构复杂,机械传动需要消耗一部分有用功,在非设计工况下，燃气透平效率比较低。对机械联系的中、高速复合式发动机所作的多种方案的计算和试验表明，它比一般废气涡轮高增压柴油机的有效热效率高2～4.7％，但由于结构复杂，尚未应用。70年代以来，由于绝热式柴油机研究的进展，冷却损失大大减少，排气温度急剧升高,排气能量大幅度地增加，涡轮机除驱动压气机外,还有更多的剩余功率。因此，绝热式柴油机必将采用机械联系的复合方案，其有效热效率可高达50％。
液力联系的复合式发动机燃气透平和压气机与活塞式内燃机的传动中装有液力偶合器(图中c),可使活塞式内燃机与压气机之间呈无级变速，从而增大活塞式发动机的扭矩储备系数，并使起动、加速快而平稳，传动系的隔振减振性好；但结构复杂，液力传动有损失，偶合器用油需要冷却。
复合联系的复合式发动机采用两台压气机，或者串联(图中d)，或者并联（图中e）。其中一台压气机与燃气透平组成涡轮增压器,另一台压气机由活塞式内燃机曲轴驱动,这就是复合增压的二冲程柴油机。
燃气发生器式复合式发动机它又分为两种。一种是用通常的曲柄连杆机构柴油机作为燃气发生器（图中f）,压气机作为机械增压器向柴油机提供增压空气。而柴油机对外不输出功率，只用来驱动压气机，并向涡轮机提供燃气，由燃气透平输出功率。另一种是自由活塞式发气机（见自由活塞式发动机）。
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