通过发动机试验台架,采用混合负荷方式对494Q增压柴油机进行了1000h的可靠性试验。分析了试验过程中遇到的润滑油油压突然降低的问题,并提出了改进措施。研究了改进后柴油机功率、扭矩与有效燃油消耗率随时间的变化关系,对比了试验前后柴油机的动力性及经济性指标。结果表明增大柴油机润滑油泵齿轮宽度2mm能有效解决润滑油压力过低的问题。改进后的试验过程中,除燃油消耗率呈波动上升趋势外,功率、扭矩、排气温度均随时间波动下降。试验后标定工况点的有效燃油消耗率上升了2.3%,功率下降了3.4%。随柴油机转速的增加,进气流量逐渐增大,活塞漏气量先增大后减小,在转速为3000r/min时,活塞漏气量达到最大值70.2L/min。根据柴油机技术规范,以上试验结果表明改进措施切实可行。

研究了复合台阶绕流中典型旋涡和壁面传热之间的关联性机理。通过PIV实验对所用的数值模拟方法进行了验证。从瞬态和时均两方面分析了早期过渡流区域复合台阶绕流的传热特性。结果表明从层流到早期过渡流壁面的时均传热随雷诺数呈现出非线性的增长趋势,同时台阶底面局部区域的流动传热出现了非相似性。为了理清上述传热特征的形成原因,对一个振动周期里典型旋涡的形态特征和演变规律进行了分析,发现旋涡再附着冲击角γ,近壁冲击流速Ω和旋涡流向长度Lv是影响传热的三个关键因素。一般情况下,壁面传热随着γ和Ω的增大而增大。

采用机油泵台架试验,分析了泵出压力对外啮合齿轮式机油泵流量脉动特性的影响,结果表明,机油泵的流量脉动系数随泵出压力的增加而减小。运用理论推导和模拟相结合的方法,考察了机油泵的异齿数、模数、压力角及端面间隙等参数对流量脉动的影响。分析表明,模数对机油泵的流量脉动无影响,压力角、异齿数和端面间隙是影响机油泵流量脉动的主要因素;随压力角的增大,流量脉动系数呈逐渐减小趋势。主动轮与从动轮齿数的增加,都有利于减小流量脉动系数,改善机油泵的流量脉动现象,其中,主动轮齿数对流量脉动的影响较大。机油泵的流量脉动系数随端面间隙的增大而有所减小。

通过机油泵台架试验，测量494Q柴油机外啮合齿轮机油泵的流量特性，应用Fluent软件对机油泵油腔内的流场进行模拟和分析，探讨机油泵转速、出口压力、润滑油温度对机油泵出口流量的影响。结果表明：出口流量受机油泵转速的影响最大，随着转速、润滑油温度的升高出口流量增加；机油泵出油腔主动轮与从动轮啮合处润滑油压力和流速最大，而进油腔主动轮与从动轮由啮合到分离处出现低压区；随着转速的增加，机油泵油腔内部的最大压力和平均压力均有所上升，润滑油平均流速逐渐增大。