风冷汽油机主要用于通机领域，因热负荷较大带来一系列可靠性问题，制约了其性能的发挥，但现有研究缺少成套工程解决方案来评估和分析其热负荷问题。
　　本文以排量为999cc的V型双缸风冷汽油机为研究对象，首先对其工作状态进行了测试，主要包含倒拖及外特性、燃烧分析、零部件温度测试，结果显示该发动机热负荷较高，且拆机后发现缸套发生了拉缸。为解决该问题，根据实验结果依次建立了原型机的一维热力学、缸内燃烧CFD及整机热负荷分析模型(后称CHT模型)并依据实验数据进行了模型标定，其中CHT模拟结果显示缸盖火力面最高温度高达307℃，超过了300℃的安全限值，同时机体缸套上部大部分区域(与拉缸区域一致)温度超过220℃，故温度过高是实验出现拉缸的主要原因。随后，在原型机CHT模型基础上研究其热负荷特性，即研究风扇风量、环境温度、机油散热器温度等关键设计参数对风扇功耗、机体和缸盖内外侧最高温度、传热损失、机油散热量的影响，为后续优化指明技术方向。最后，根据缸内CFD分析结果和热负荷CHT分析结果分别对燃烧系统和散热结构进行了优化，对比分析结果显示优化方案相对于基础方案(原型机)不仅热效率略有提升，同时整体温度下降20~40℃，缸套仅一环以上5mm范围温度超过220℃，拉缸风险消除，整机热负荷状态得到显著改善。
　　通过上述研究得到以下主要结论：
　　1、制约风冷汽油机性能和热效率进一步提升的主要限值因素是热负荷及其导致的可靠性问题。
　　2、通过增加风扇风量只能在一定范围内改善热负荷，一味增加风量不仅不能持续降低缸盖、机体内部最高温度，还会带来风扇功耗和传热损失的急剧增加，从而恶化发动机的热效率。
　　3、减少局部涡团和耗散，提高滚流强度有利于加快燃烧速度、提升燃烧效率，从而一定程度上改善动力性和经济性。
　　4、加大缸盖、机体靠近燃烧室附近的散热片、纵流式缸盖内冷流道、减少缸盖隔热风罩漏风、取消风扇网状筛孔罩、加大机油散热器等结构改进措施可以有效提高发动机的散热能力、提高可靠性。