В цилиндре поршневого двигателя часть тепла, выделивше­гося при сгорании топлива, расходуется на сжатие воздуха в поршневом компрессоре, механические потери и потери в систе­ме охлаждения двигателя; другая часть в виде тепловой энер­гии заключена в отработавших газах двигателя. Далее газы поступают в газовую турбину 6, где происходит преобразование части тепловой энергии газов в механическую, используемую потребителем. Из схемы работы видно, что достоинством г.т. д. со свобод­но-шоршневым генератором газа является возможность генери­рования рабочего тела независимо от состояния вала потреби­теля аналогично тому, как это имеет место в двухвальном г. т. д. Кроме того, по экономичности такие г.т.д. превосходят рас­смотренные выше простейшие р. т. д. с одними лопаточными ма­шинами и приближаются к тепловозным двигателям. Технико-экономические показатели первичного двигателя оказывают определяющее влияние на конструкцию автономного локомотива и расходы в эксплуатации. Распределение годовых расходов в локомотивном хозяйстве но тепловозной тяге харак­теризуется следующими ориентировочными данными (в %):
Топливо    44
Смазка    '2,5
Экипировка    1,5
Зарплата локомотивных бригад    13
Текущий ремонт тепловозов    8,2
Амортизационные расходы    ,17,2
Основные расходы (распределяемые)    |Щ2
Накладные расходы    3,4

Горению топлива в камере сгорания соответствует измене­ние параметров рабочего тела между точками. В резуль­тате подвода тепла к рабочему телу его температура и объем будут увеличиваться. Приближенно можно принять, что про­цесс горения совершается примерно при постоянном дав­лении. Однако с учетом гидравлических потерь в коммуни­кациях и камере сгорания давление рз рабочего-тела перед турбиной будет меньше давления рг на выходе из компрессора. Изменение состояния рабочего тела в турбине соответствует процессу. В турбине рабочее тело расширяется до давле­ния, которое несколько превышает наружное давление ро вслед­ствие гидравлических сопротивлений на выпуске. Действитель­ный процесс расширения газов в турбине отличается от •адиа­батического процесса вследствие потерь в турбине. В ре­зультате расширения в турбине часть тепловой энергии рабоче­го тела преобразуется в механическую. Замыкание рабочего цикла соответствует изменению состоя­ния в процессе, отождествляемого с отдачей тепла холод­ному (источнику. При двух турбинах конец расширения рабочего тела в компреосорной турбине и начало расширения в тяговой будут характеризоваться точкой; работа компрессорной тур­бины затрачивается на сжатие воздуха в (компрессоре и ком­пенсацию механических сопротивлений вращению ротора.

Воздух в газотурбинные двигатели со сгоранием при постоянном давлении поступает из атмосферы в ком­прессор, где сжимается от давления до давления без регенерации воздух после компрес­сора направляется в камеру сгорания. Одновременно в нее подается топливо в мелкорасиыленном виде. В камере сгорания происходит непрерывный процесс горения топлива, в результа­те чего образуются продукты сгорания и их температура повы­шается. Затем продукты сгорания поступают в турбину, где происходит процесс расширения газа. При расширении темпе­ратура и давление газа понижаются. В результате расширения часть тепловой энергии преобразуется в механическую, а дру­гая часть теряется с отработавшими газами. Одна доля меха­ничеокой энергии затрачивается на работу сжатия (воздуха в компрессоре, а другая используется потребителем, например генератором. В одновальном двигателе привод компрессора и генератора осуществляет одновременно одна турбина. В двух-вальяом двигателе имеются две турбины — компрессорная и тяговая. Компрессорная турбина жестко связана с валом ком­прессора и обеспечивает подвод мощности к нему для сжатия воздуха. Мощность тяговой турбины используется потребителем энергии. Для условий тяги схема двухвального г. т. д. имеет преимущества перед одновальной. Турбина и приводимый ею компрессор могут работать при полностью заторможенной турбине. Продукты сгорания, покидая турбину, вытекают через проточную часть тяговой турбины в атмосферу.

Продувка цилиндра совершается и при уменьшении объема от н. о. м. т. к в. о. м. т. до момента, когда выпускные окна за­крываются. От момента закрытия выпускных окон до закрытия впускных происходит процесс подзарядки цилиндра воздухом, при этом объем цилиндра уменьшается. Подзарядка совершается за счет инерционных сил потока воз­духа, возникающих вследствие изменения скорости его прохода через впускные окна. При подзарядке давление в цилиндре может превышать давление во впускном ресивере, поэтому некоторое количество рабочего тела будет перетекать из цилиндра в ресивер. После закрытия впускных окон начинается процесс сжатия и цикл по­вторяется. В двухтактном дизеле в отличие от четырехтактного отсут­ствуют два вспомогательных такта — наполнение и выпуск. Очистка цилиндра от продуктов сгорания и наполнение его воз­духом осуществляются на части основных тактов — сжатия и рабочего хода. Поэтому часть рабочего объема цилиндра (~20—25 %) затрачивается на очистку и наполнение цилинд­ров. Рассмотренная схема продувки цилиндров называется пря­моточной щелевой. Принципиальная схема устройства и работы двухтактного комбинированного дизеля с прямоточной клапанно-щеле­вой продувкой и двухступенчатой системой наддува. Воздух в цилиндр поступает из впускного ресивер я через окна во втулке.