падение давления (начиная с
ˉ
x
≈
70 %
) обусловлено встречей с симме-
трично втекающей в цилиндр противоположно направленной струей
возрастающей интенсивности. В результате происходит резкий пово-
рот этих двух струй вниз, в осевом направлении не только в объеме
цилиндра, но и в сечении окна. Увеличивающаяся неравномерность
потока в сечении окна уменьшает значение
μ
.
Как следует из графиков, результаты численного моделирования
достаточно хорошо отражают форму кривой, полученной при продув-
ке, что показывает допустимость применения двумерных расчетов для
анализа течений в окнах ДВС.
В настоящей работе наряду со степенью открытия окна были про-
ведены расчетные исследования влияния на коэффициент расхода дру-
гих важных геометрические параметров. Это элементы заходной части
окна: угол наклона стенок окна к нормали его сечения, наличие или
отсутствие скруглений на его передних кромках, а также такой важ-
ный элемент конструкции впускной коробки, как положение ее днища
относительно окна.
На рис. 3 представлены четыре варианта исполнения заходной час-
ти. На схемах
А
и
Б
показаны расчетные области, где поток входит с
трех направлений. Это соответствует представлению о впускной ко-
робке большого объема, когда местоположение ее границ не влияет
на течение в окне. Варианты
В
и
Г
в большей степени соответствуют
реальным коробкам, когда нижняя граница находится вблизи кромки
окна. Очевидно, что через эту поверхность поток не втекает. В случа-
ях
А
и
В
входные кромки окна не имеют скругления, в случаях
Б
и
Г
имеется скругление
R
. На схеме
Б
представлены также используемые
обозначения хода
х
открытия окна и угла наклона
α
стенок.
Для этих вариантов на рис. 4 приведены полученные в результа-
те численного эксперимента зависимости коэффициента расхода от
угла
α
и трех различных положений поршня, соответствующих окну,
открытому на 10 , 50 и 100%.
Видно, что при малом открытии окна (рис. 4,
а
)
μ
не зависит от гео-
метрии заходной части, поскольку, как отмечалось ранее, струя весьма
слаба, ее расход определяется только условиями в ближайшей окрест-
ности выходных кромок окна и не зависит от условий вверх по по-
току. Наибольшие
μ
получаются при малых значениях
α
= 0
. . .
15
◦
,
поскольку в этом случае имеются наилучшие условия для быстрого
прилипания струи к поверхности поршня вслед за небольшой отрыв-
ной зоной с пониженным давлением (по сравнению с давлением в по-
лости цилиндра), т.е. средний перепад давлений для втекающей струи
увеличивается и ее расход возрастает. С увеличением
α
от
15
до
45
◦
струя втекает в цилиндр в виде свободного затопленного потока при
несколько уменьшенном перепаде давления и
μ
падает. В случае вте-
кания через окна с
α
= 60
◦
снова возникает прилипание, но уже к
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 4 77
