摘要：本文提出通过强氧化性的臭氧促使甲烷分子C-H键脱氢，进而改善甲烷/空气稀混合气的燃烧性能的思路。为了探明奥氧对甲烷/空气稀混合气燃烧性能的影响，本文基于定容燃烧弹测试平台，研究了臭氧（O3）对甲烷（CH4）/空气（Air）混合气的层流燃烧特性的影响规律。通过对火焰传播图像的分析，得出不同当量比、初始压力及臭氧掺加量下的甲烷拉伸火焰传播速度、无拉伸火焰传播速度、马克斯坦长度等层流燃烧特性参数的变化规律。研究结果表明，随着臭氧的掺加，火焰发展到相同半径时的时间缩短，拉伸火焰传播速度和无拉伸火焰传播速度均增大，马克斯坦长度减小，火焰不稳定性增加，臭氧对甲烷/空气稀混合气的层流燃烧特性有明显的促进作用。

通过对球墨铸铁材料强度与韧性相互矛盾的机理研究，采用SiC基变质剂进行铁水预处理技术研发了高强、高韧的新型球墨铸铁材料，在保证具有900MPa以上较高抗拉强度的同时，缺口冲击韧性达到6~10J/cm2，而且仍保留着低塑性材料的可胀断优势。利用该新型球铁材料和先进铸件近净成形控制技术、连杆胀断技术生产的球墨铸铁胀断连杆具有胀断性好、疲劳强度高、重量一致性好的优点，而且成本比锻钢连杆低，各项指标能够满足发动机连杆节能、降耗、降成本、高可靠性的要求，可以进行推广应用。

本文针对高压共轨喷油系统的动态喷油特性开展研究，通过建立高压共轨喷油系统电一磁一机-液多物理场耦合的数值仿真模型。提出无量纲的相对循环喷油量波动概念，利用量化分析和相关性分析方法，研究影响系统循环喷油量的主要因素及其规律。进行喷射性能测试试验台的搭建，验证了仿真模型的准确性。结果表明：衔铁残余气隙、控制阀杆升程、电磁阀预紧力、回油节流孔直径、进油节流孔直径、针阀升程和喷孔直径等为关键影响参数。控制阀杆升程、回油节流孔直径和进油节流孔直径三个参数间交互作用的二次因子是与循环喷油量相关性最为显著的二次因子。

介绍N8210双增压系列柴油机的设计开发过程，主要包括总体方案设计、系统设计以及零部件设计等三大方面。其中系统设计分为排气系统、进气系统、滑油系统以及冷却系统等的设计，零部件设计主要包括曲轴和增压器匹配及优化改进。在设计开发过程中重点解决柴油机的结构布置、发火次序、排气干扰等主要问题，并充分考虑柴油机的燃油经济性、零部件通用性、制造成本等因素。台架试验表明：设计的N8210双增压柴油机各项性能指标均达到设计要求，且低速工况扭矩有所提升。

为研究柴油机尿素-SCR系统还原剂的分布情况，本文基于OpenFoam平台利用两步蒸发方法和热解过程的副反应模型，建立还原剂添加过程的气液两相流三维模型。同时，设计多通道组分探测系统对出口截面的还原剂进行浓度采集，利用全局遗传算法对蒸发热解过程中的化学反应进行参数辨识，并进行流动试验验证流动模型参数的准确性，将模拟的出口截面的还原剂摩尔浓度与试验对比，结果表明本文考虑两步蒸发及热解副反应的气液两相流模型能够以较高的精度描述实际情况的尿素分布情况，为柴油机尿素-SCR还原剂均匀分布性的研究提供平台。

为揭示内燃机主轴承动态磨损机制，以某型号柴油机为研究对象，采用曲轴动力学和轴承摩擦学耦合的方法，建立其主轴承磨损数值仿真模型，对典型工况下主轴承动态情况进行仿真预测结合台架试验拆检结果和内燃机工作过程分析其合理性；分析不同工况、轴承间隙和爆压对主轴承磨损的影响规律，得出不同工况对各个主轴承磨损量的贡献程度有明显差别，间隙和爆压的增加会引起某个主轴承磨损速率的增加，可为内燃机可靠性设计和轴承磨损故障提供改进方向和指导。

针对小样Cu-SSZ-13柴油机SCR后处理催化剂，综合考虑SCR反应过程中NH3吸脱附、NH3氧化、NO氧化、标准SCR反应、快速SCR反应以及N2O生成过程，在Matlab/Simulink平台上搭建了面向控制的三活性位柴油机SCR反应动力学模型，并基于流动反应试验台对模型参数在不同空速、不同温度、不同氨氮比以及不同NO2/NOx条件下进行辨识及验证。验证结果表明，模型对不同条件下氨吸脱附、NH3，氧化、NO氧化以及标准SCR过程中NH3转化效率和NOx转化效率可实现较为准确的预测，但是，模型对于快速SCR反应过程及N2O生成过程预测能力有待进一步提升，尤其是低温条件下。

针对柴油机冷却系统在高原及变海拔条件下存在冷却液温度波动幅度大、调节时间长，甚至导致调节失效、引起柴油机故障等问题，提出了一种基于变论域模糊控制理论的控制器模型。以某型柴油机为对象，采用集总参数法建立其高低温双回路循环冷却系统模型，并通过台架试验验证了该模型的精度；采用Simulink和GT-COOL联合仿真的手段，以寻求冷却系统附件最低功耗为目标，设计了预置最优MAP与变论域模糊控制的冷却液温度联合控制策略，并对模型在高原及变海拔环境下的控制效果进行了仿真分析。结果表明：变论域模糊控制策略在不同海拔下均可将温度波动控制在土0.5℃之内，且未出现调节失效的情况，同时在变工况条件下冷却液温度跟随性良好。

喷油器作为供油系统的终端，是缸内直喷汽油机的关键零部件，但是GDI汽油机直喷喷油器直接暴露于环境恶劣的燃烧室内而存在严重积碳的问题，会影响到在用车发动机的性能。本文通过试验制备得到积碳喷油器，并对未积碳喷油器和积碳喷油器进行喷雾试验，采集喷雾图像，再利用MALAB程序对其进行可视化处理，研究了不同喷油压力以及积碳对喷嘴喷雾特性的影响。并且针对喷雾中可能出现的闪急沸腾现象，研究了燃料温度与背景压力对乙醇汽油喷雾闪沸的影响。

随着能源与环境问题的不断恶化，国家对汽车经济、环保性能指标的要求不断提高。为适应越来越高的政策要求，研发者做出了不懈努力。研究者通常希望可以尽可能改善缸内燃烧条件，在保证有足够进气量的同时，优化缸内气流运动。汽油机进气门结构直接影响了发动机的进气性能，从而对发动机动力性、经济性以及排放特性产生影响。本文以某发动机以原型，将一个普通进气门替换为螺旋气门，对发动机进气道和缸内气流运动进行仿真分析，并对不同叶片个数螺旋气门的流量系数、涡流比等进气性能指标进行分析，评价此发动机的进气性能。