[00810851]内燃机全工况高增压关键技术及工程应用

该项目属内燃机工程、流体机械及流体动力工程交叉学科领域。内燃机是中国交通运输、工程机械及通用航空的主导动力，内燃机年消耗燃油约占全年石油消耗总量60%，相当于全年进口石油总量。高增压技术是内燃机节能减排的基础战略和主要技术途径，突破内燃机高增压技术瓶颈，对保障中国石油能源安全与实现节能减排目标、以及突破核心零部件实现汽车强国目标意义重大。该项目在国家及企业等科研项目支持下，从高增压涡轮增压器设计和发动机高增压匹配两方面进行研发，以基础研究和关键技术突破带动产品研制，突破四大关键技术难题。主要创新点如下：1.国际上首次提出并发展了高增压跨声速压气机非对称控制扩稳技术，实现了中国增压压气机设计由亚声速到跨声速的技术跨越，解决了跨声速压气机传统对称控制扩稳技术有效牲差的技术难题，突破了高增压压气机稳定工作范围急剧变窄的关键技术瓶颈。2.提出并发展了基于动态来流的涡轮设计技术，实现了增压涡轮设计由基于稳态来流向基于动态来流的技术跨越，解决了内燃机排气脉冲大幅降低高增压涡轮效率的技术难题，突破了高增压涡轮工作效率低的关键技术瓶颈。3.建立了高增压叶轮多物理场耦合设计技术，实现了增压叶轮设计由单向设计向耦合设计的跨越，发展了高增压涡轮增压器高效密封和延迟润滑技术，突破了高增压涡轮增压器气动、热和机械载荷共同作用下可靠性低的关键技术瓶颈。4.提出并发展了内燃机增压通流匹配拄术，实现了增压由零维、单向匹配向一维、耦合匹配的技术跨越，解决了高增压全工况匹配技术难题，突破了内燃机高增压工况适应性差的关键技术瓶颈。以上述研究成果为核心技术，研制成功最高压比达5.2的多个系列高增压涡轮增压器产品，打破了Honeywell、ABB等国际公司在高增压涡轮增压器领域的市场垄断，并实现了中国涡轮增压器出口与国外大型内燃机和汽车公司进行零部件直接配套“零”的突破；有效解决了内燃机的高原适应性问题，突破工程机械在“世界第三极”青藏高原地区使用功率严重下降的重大瓶颈，实现工程机械动力海拔4500米功率下降＜5％的世界领先水平；打破了国外对中国高空长航时无人机用高增压技术的封锁，将中国以内燃机为动力的无人机升限在原来的基础上提高5000米以上。研究成果应用于国防装备技术领域取得显著效益，为某型两栖装甲水上航速提升40%供了关键技术支撑。项目走完中国内燃机高增压自主研发的全过程，促进了涡轮增压产品的更新换代和高性能内燃机的研发，对加快中国内燃机和汽车零部件工业的产业升级具有重大意义。近3年直接经济效益36亿元，新增利税8.1亿元；技术和产品满足了40多家国内外知名单位的需求，用户创造经济效益超过230亿元。授权发明专利13项(其中4项申请国际发明专利)，授权实用新型专利11项；发表学术论文54篇，出版专著1部，培养硕士、博士、博士后等人才55人。