我国是小型风冷柴油机生产最多的国家，而我国目前主要的风冷柴油机75系列、70系列等整机净重都在40kg以上，这给以柴油机作为主要移动动力的山区农民用户使用带来很大的不便。郴州柴油机厂基于广大农村市场对轻巧型风冷柴油机的迫切需求而新开发出了CZ165F柴油机。 由于风冷柴油机的冷却系统所采用的冷却介质不同，其热负荷普遍较水冷机型要高，加上CZ165F柴油机冷却系统设计不足，冷却系统匹配不好，使得该机型的热负荷问题更加突出，主要表现在：气缸盖温度分布严重不均匀，温度偏差大，用户反映该机型经常出现气门早期磨损、气门座脱落、喷油咀烧坏或顶部严重积炭等故障。受郴州柴油机集团有限公司的委托，为解决该机型热负荷过高的问题，本文就如何优化CZ165F柴油机的冷却系统，降低其热负荷，以实现冷却空气导流与散热的最优化，展开了深入的研究。 本文的主要结论及创新点如下： (1)本文首先从风冷柴油机的传热开始，系统分析了风冷柴油机的散热过程，分析和总结了小型风冷柴油机冷却系统的设计计算方法，计算结果表明CZ165F柴油机热负荷高的主要原因是冷却风量不够且分布不合理。 (2)为优化CZ165F柴油机的冷却系统，降低其热负荷，作者开发了万能试验风扇、叶片角度测量仪及计算机测控的风扇实验台架等能顺利寻找风冷发动机离心式冷却风扇最佳结构参数的新颖、适用、可靠的试验方法与装置。 (3)为了能在风扇实验台架上准确、高效的测试出风扇各试验参数，作者采用传感器与单片机技术，开发了风冷柴油机冷却风扇试验数据测试系统。 (4)本文针对CZ165F型柴油机冷却系统结构进行了优化设计，实现柴油机冷却空气导热与散热的最优化，并提出了计算风扇叶片数目的新公式，丰富了风冷柴油机冷却系统设计的理论。 (5)优化前后的冷却风扇性能、冷却系统流场分布测试、及气缸、气缸盖温度场对比试验表明：优化后的风扇风量、静压等性能得到了全面提高，冷却风流场分布优于原产品风扇，CZ165F柴油机的热负荷下降明显，110％超负荷时效果更好，这对提高柴油机可靠性和耐久性将起重要作用。因此本文的研究达到了预期的效果。