[00134075]动力机械与微动力系统燃烧基础理论和关键技术的研究及应用

本项目属“动力机械及工程热物理”技术领域，涉及动力机械的高效、低污染和高功率密度的研究。　　⑴ 利用先进的测试技术对涡流室式柴油机的工作过程进行了精确的参数测量和分析，建立和发展了稳态和非稳态着火与燃烧过程的理论模型并进行数值模拟分析，揭示了空气运动、喷雾、混合气形成、燃烧和有害物形成全过程的机理。发展新型涡流燃烧室系统，提出柴油机涡流燃烧系统的新设计方法，构筑了涡流室式柴油机燃烧过程和燃烧系统的理论体系。研制成功“低油耗、低污染、低爆压（低噪声）的柴油机涡流燃烧系统”，把国产柴油机的转速在原来基础上提高50%，功率提高约40%，NOx降低20%，爆压降低1 MPa，燃油耗达到国际先进水平。 　　⑵ 建立柴油机冷起动过程的四阶段模型和热力参数计算模型，揭示柴油机起动孔的作用机理，结束了国内关于起动孔作用机理长达30余年的学术争论并得到国际内燃机界的认可。解决了国产涡流室式柴油机的冷起动问题，使最低冷起动温度降低5-10℃，从而减轻驾驶员的劳动强度，构筑了柴油机冷起动的理论体系。国家自然科学基金委把冷起动课题列为资助项目重要成果之一。　　⑶ 提出了一种新型增压式共轨喷射系统，突破原蓄压式共轨喷射系统的控制模式，在系统结构上有多方面的创新，实现了柔性控制，彻底改变了蓄压式共轨喷射系统喷油量及喷油规律不理想的缺点。　　⑷ 针对动力机械对高功率密度的要求，在国内率先开展微尺度燃烧和微动力系统方面的研究；通过与美国、新加坡的有关单位合作，首创了微热光电系统原理性样机，总效率达到了0.81%（MIT公布的系统总效率为0.08%）。　　本项目是9项国家自然基金和6项省部级基金的研究成果，共获发明专利8项，出版专著4部，发表论文189篇，其中SCI、EI收录60篇，培养研究生100多名。研究成果被国内外公开发行的科技刊物引用537次，并被收录于《内燃机燃烧学》、《内燃机原理》、《柴油机设计手册》等专著中，受到高度评价。　　本项目是第一完成人及其科研团队，经过30多年的理论研究和工程应用取得的成果。涡流室式柴油机的研究成果被国内绝大多数柴油机企业直接或间接应用，具有应用证明的单位近3年的新增总产值就达37.4009亿元，利润1.89313亿元，取得了明显的经济效益、社会效益和环境效益；共轨喷射系统的研究成果已应用于新产品的开发中；微热光电系统已在特定领域开始预应用。该成果具有广泛的应用前景。