В журнале "Тяжелое машиностроение" №4 включенном в обновленный перечень российских рецензируемых научных журналов, в которых публикуются основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук, опубликована статья«К ОЦЕНКЕ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ВЫПУСКНЫХ КЛАПАНОВ ДИЗЕЛЯ 14Д40» авторов Сливинского Е.В и Митиной Т.Е.

   Одной из важнейших характеристик ГРМ является пропускная способность клапанной щели образованной  тарелкой клапана совместно со стержнем и её влияние  на структуру потока в выпускных каналах ДВС. Анализ полученных экспериментальных данных показывает, что границы вихревой зоны, образованной в результате отрыва потока от выпуклой стенки канала доходит до клапана причём, с вогнутой стороны канала вихревая зона незначительна, что свидетельствует о неравномерности структуры потока в клапанной щели, так как  наибольшую ширину поток имеет с вогнутой стороны канала. Одним из предложений авторов такой работы является то, что ими рекомендуется уменьшать размер радиуса перехода от стержня к тарелке и угол фаски седла. Однако в целом такое предложение хоть и снижает турбулентность потока, но не позволяет снизить теплонапряжённость, например, тарелок клапана, которая сопровождается высокой температурой их нагрева порядка 750 – 800⁰С.

  Исходя из этого можно сделать вывод о том, что на сегодняшний день так и нет эффективных технических решений и технологических предложений, позволяющих существенно снизить как сопротивление прохождения потока газов в зоне выпускных клапанов, так и температуру нагрева его элементной базы.

   По результатам проведенного анализа библиографических и патентных источников авторами получен патент на изобретение RU2397336, связанный с модернизацией газораспределительного механизма четырехтактных и двухтактных ДВС в определённой степени исключающих указанные недостатки.

  В результате расчетов построены графики  m = f(h) и Q = f(h).Анализ последних показывает, что когда серийный клапан открылся, например, только на 10,0 мм, массовый расход отработанных газов составляет m = 2,197 кг/с,то у предложенного технического решения он возрос до m =7,085 кг/с т.е в 3,23 раза. При открытии клапанов на 30,0 мм массовый расход отработанных газов проходящих через серийный клапан составляет m = 3,604 кг/с, то у предложенного технического решения он возрос до m = 8,366 кг/с т.е в 2,32 раза. При открытии же клапанов на 45,0 мм, что является их максимальным ходом, массовый расход отработанных газов проходящих через серийный клапан составляет m = 3,928 кг/с, то через предложенный он равен m = 9,667 кг/с т.е его пропускная способность в сравнении с серийным клапаном увеличилась в 2,46 раза. Подобная картина наблюдается и по объёмному расходу и в среднем пропускная способность клапана выполненного по патенту RU2397336 она выше, чем у серийного в 2,35 раза. Сравнивая такой показатель с результатом геометрического расчёта, при котором пропускная способность перспективного клапана увеличилась в среднем  2,48 раза и, показатель, вычисленный  по известной формуле, то видно, что расхождение между ними составляет порядка 5,25%. В тоже время из построенных  графиков, показанных на рисунке, видно, что как для серийного клапана, так и перспективного последние примерно в  период своего открытия, находясь в зоне от 22 до 34 мм, несколько снижают как массовый так и объёмный расход отработанных газов. Такому явлению  способствует некоторое падение, как температуры, так и давления отработанных газов при подходе поршня к верхней мёртвой точке, однако в дальнейшем после точки характеризующей открытие клапана 34 мм, за счёт ещё большего увеличения площади рабочей щели указанные показатели расхода отработанных газов, как для серийного, так и перспективного клапана соответственно растут. Особенно такой процесс характерен для предложенного технического решения, что объясняется сначала некоторым торможением потока отработанных газов, за счёт уменьшающейся поступательной скорости поршня, но в дальнейшем,  ещё более увеличивающейся площади рабочей щели, массовый и объёмный расход газов  значительно больше, чем у серийного клапана.   В целом же видно, что предложенное техническое решение позволяет более эффективно осуществлять очистку цилиндра от выхлопных газов и способствовать тем самым  снижению теплонапряжённости выпускных клапанов ГРМ ДВС  за счёт повышения их теплоотдачи, которая напрямую связана с увеличением пропускной способности клапана выполненного по патенту RU2397336.

    Результаты исследования переданы руководству Елецкого центра организации работы железнодорожных станций Белгородского региона ЮВЖД  в виде промежуточного отчёта, а так же рекомендуются отечественным и зарубежным научным и производственным структурам проектирующим, изготавливающим и модернизирующим различные по назначению двухтактные и четырёхтактные ДВС для возможного внедренияперспективного газораспределительного механизма в практику.