Подробное описание документа

Гришин Ю. А., Барченко Ф. Б.
   Исследование течения газа в выпускном коллекторепоршневого двигателя / Гришин Ю. А., Барченко Ф. Б. // Двигателестроение (МГТУ им. Н. Э. Баумана). - 2024. - № 4. - С. 3-19.

С использованием основных представлений газодинамики показано, что применяемые в настоящее время соотношения для расчета течения в выпускном клапанном патрубке поршневого двигателя являются неудовлетворительными. Отмечено, что для правильного экспериментального определения коэффициента расхода на выпуске необходимо выполнять продувки «закрытой» системы, удлиняя клапанный канал для обеспечения присоединения затопленной струи, выходящей из клапанной щели, к стенкам канала. Поскольку клапанный патрубок представляет собой комбинированное многорежимное сопло с отрывным струйным течением за клапаном и двумя критическими сечениями - в клапане и на выходе, в которых возникает запирание потока, рассмотрены все возможные режимы течения на докритических и надкритических перепадах давления. Показано, что при больших открытиях клапана запирание возможно только на выходе из патрубка, при этом течение в клапане не достигает критических скоростей. На базе представления о внезапном расширении канала получены соотношения для определения коэффициента расхода патрубка, которые хорошо согласуются с результатами соответствующих продувочных экспериментов с модельными патрубками и патрубками реальных двигателей. С использованием системы газодинамических функций получены соотношения для расчета условий запирания потока в сечении выхода из клапана и выхода из патрубка, а также расхода выпуска на всех возможных режимах течения. Для упрощения расчетов расхода и наглядного представления режимов с использованием критериев теории подобия и газодинамических функций разработана методика построения газодинамических характеристик (карт) системы «клапан - патрубок». Карты аналогичны известным картам компрессоров и турбин и показывают зависимость коэффициента расхода патрубка от геометрического критерия - отношения критических сечений и динамического - приведенной скорости изоэнтропного течения на выходе. При этом расчет расхода может быть рассчитан по единой формуле на всех режимах с подстановкой значений коэффициентов расхода, представленных картами.
Ключевые слова: Поршневой двигатель, система «клапан - клапанный патрубок», коэффициент расхода, запирание потока, газодинамическая карта, критерии подобия