[00865272]小型风冷柴油机性能提升关键技术及应用

该项目以改善农用小型风冷柴油机动力性能、经济性能、排放性能、降噪性能等方面为目标，围绕其燃烧、排气净化与消声、散热方面关键技术开展研究，通过理论与仿真计算并与试验验证相结合的方式，研制出改良小型增风冷涡流式柴油机。 首先，通过对涡流式柴油机燃烧过程基础理论研究，提出一种双通道涡流式燃烧系统，并对该燃烧系统的进气、缸内运动、油气混合和燃烧过程进行了研究，提出该燃烧系统的优化方法；通过对涡流系统的优化改进，改善缸内油气混合和燃烧，从而提高整机经济性和动力性。以高捕集效率、低噪声为出发点，创新性地将微粒捕集器和消声器融为一体，提出其一体化设计理论方案，设计出一套低成本、结构简单且便捷拆装并适用于新型双通道农用小型风冷涡流式柴油机的排气净化消声装置；利用声学有限元法对排气净化消声器进行了声流场耦合仿真计算，获取了排气净化消声器的流场和消声特性，并运用正交试验设计方法得到了各结构参数对排气净化消声器消声性能影响作用的大小，获得了最佳消声性能的排气净化消声器设计策略和改进优化方案。针对其排气净化部分(微粒捕集器)探讨其再生问题，围绕其核心器件多孔介质过滤体和再生用旋流燃烧器开展研究，获得其主要结构参数和运行参数对其流场和火焰特性的影响规律，从多学科设计优化理论角度实现其装机合理匹配。从改善冷却效来提升内燃机性能的角度，研究了冷却系统关键部件冷却风扇结构参数如叶片数及其出口安装角等对喷油嘴热负荷的影响规律，提出结构优化措施。 在该项目的研究过程中，共承担了国家、省部级科研项目和企业委托项目8项，其中，国家自然科学基金项目2项、湖南省自然科学基金项目1项、湖南省教育厅高校创新平台项目2项、湖南省科技厅科技计划项目1项、企业委托项目2项；获得国家专利14项，其中授权发明专利4项；出版专著2部；在《Applied Thermal Engineering》、《农业工程学报》等国内外期刊上发表高水平学术论文26篇，其中SCI、EI收录20篇。 该项目研究成果在推广应用过程中取得了良好的社会效益和经济效益。其中，新型双通道涡流室燃烧系统有利于改善小型风冷柴油机的缸内运动、油气混合和燃烧过程，从而提高发动机动力、经济性能；排气净化消声器技水能使小型风冷涡流室式柴油机达到国家相应排放法规要求，对解决“雾霾”、“噪音污染”问题有重要的环保意义。此外，在与湖南滨湖柴油机有限公司等的合作过程中，利用该项目研究成果改良了多种型号的小型风冷柴油机，解决了技术难题，提升了企业产品质量，取得了显著的经济效益。