随着如今社会的发展，能源和环境已问题成为人们日益重视的问题，这也是汽车领域正在重点解决的问题，新能源汽车由于低排放、低油耗的特点，越来越广泛地进入大家的视野，其中混动汽车尤为普遍，针对内燃机行业的可持续发展研究和节能减排，混合动力汽车的电池管理系统是核心部件。本课题针对当前电池管理系统的需求，设计了基于STM32的电池管理硬件控制器，并在此基础上设计了LABVIEW软件监控界面，实现对电池温度、电压、SOC的监控，并进行回归性分析，以及拟合程度和显著性分析，软硬件结合，从而实现混合动力汽车电池管理系统的设计。

微造型的几何尺度是影响表面织构改善摩擦副摩擦学性能的重要因素，为了研究能量密度、脉冲次数、离焦量等典型激光参数对微坑几何形貌的影响，利用Nd-YAG脉冲激光器在高硅铝合金缸套表面进行微造型。采用3D共聚焦显微镜分析了微坑表面形貌和尺度随激光参数的变化。发现随着能量密度的增大，微坑直径先增大后保持不变，最大值达到100 um，激光能量密度对凹坑深度的影响较小；凹坑直径和深度随着脉冲次数增加均呈先增加后减小趋势，当脉冲数为20个脉冲时，凹坑直径和深度达到最大值140 um；对高硅铝合金缸套进行计算得到1次脉冲条件下的烧蚀阈值为4，Фth=0.029 J/cm2，因能量累积效应缸套的烧蚀阈值随着脉冲数的增加而减小。

对发动机气门损坏磨损的原因进行分析与研究，可以有效预防气门乃至发动机过早发生故障。相对于进气门来说，排气门工作环境更加恶略，为了有效地改善气门的磨损情况，本文运用经典Archard理论，模拟计算气门锥面的磨损量，并得出单次气门回落所产生的的磨损量，更加精确的预测气门使用寿命。本文研究了各结构对其气门磨损的影响，确定最有效的结构优化方案，减少气门磨损量。

针对某型号单缸柴油机，搭建了倒拖试验台，并基于多体动力学方法对该发动机活塞缸套组件进行摩擦润滑特性仿真分析。研究比较了倒拖工况与实际工况的缸套温度分布下的活塞裙部润滑特性，同时研究了不同缸套轴向温度分布对降低活塞缸套摩擦功耗的影响。研究发现在倒拖工况与实际工况中，缸套与活塞摩组件润滑擦性能差别很大，倒拖工况润滑情况相对实际工况较差，摩擦耗功更多；缸套轴向温度分布进一步优化中，温度递减分布对降低活塞缸套摩擦功耗、摩擦力，改善润滑特性最有益，其摩擦功耗平均值比缸套轴向温度先减后增分布的降低了17.1%。

活塞环一缸套摩擦副是柴油机缸内重要的摩擦副之一，其摩擦性能的好坏对柴油机能否正常工作起着非常重要的作用。本文以某一高速柴油机为研究对象，建立了二维活塞环一缸套动力学与摩擦学耦合数值分析模型，该模型考虑了滑油粘度随温度的变化，系统分析了活塞环的受力，研究了滑油粘度、缸套椭圆度、活塞环表面粗糙度、活塞环有效润滑区域及桶面高度等结构参数的变化对活塞环-缸套摩擦副润滑性能的影响。研究表明，增加滑油粘度、减小缸套椭圆度、降低活塞环表面粗糙度、增加有效润滑区域以及降低活塞环桶面高度能提高活塞环-缸套的润滑性能。

本文通过定容燃烧弹试验研究了臭氧（03）对甲烷（CH4）/空气（Air）混合气的燃烧特性的影响规律。通过对燃烧弹内压力数据的测试分析，得到混合气的燃烧压力曲线、峰值压力及燃烧持续期等定容燃烧特性随燃空当量比、初始压力及臭氧掺加量的变化规律。结果表明，甲烷/空气混合气掺加臭氧后燃烧过程提前，燃烧峰值压力增加，燃烧持续期缩短。在所有的试验工况下，臭氧对混合气的燃烧过程均有促进作用，臭氧对稀混合气燃烧性能的收善更明显。

在用工程机械已不能满足排放标准日益严格的要求，急需进行排放升级改造。研究在用工程机械排放升级必须先对其实际排放水平进行评价，然而不能按照国标规定进行工况法和瞬态试验。搭建了车载排放测试系统实时测试并记录工程机械转速NOx、烟度和排温等数据，统计出样机挖掘机循环工况，结果显示，在用工程机械循环工况负载及NOx排放量和排气烟度变动剧烈，低排温工况占比较大，给排放升级带来困难。

电磁阀作为电控燃油喷射系统核心部件，其响应特性对电控喷油器的喷油定时、喷油压力和喷射规律有着显著的影响；本文将就一种新型永磁高速电磁阀，利用有限元仿真软件对新型永磁高速电磁阀进行多物理场联合仿真分析，并通过试验验证了模型的精度。对比分析了新型永磁高速电磁阀与普通高速电磁阀的功率特性，得出了新型加永磁结构电磁阀做功功率更大，且其损耗更低，电磁阀的动态响应也更快。

本文以太原理工大学方程式赛车为研究对象，对赛车的冷却系统进行了优化研究。通过发动机台架试验、赛车赛道数据采集试验获得赛车发动机的性能参数以及赛车耐久赛运行参数，然后利用GT-SUITE软件建立相关模型，对赛车的赛道极限散热能力、发动机正常温度工作阶段、发动机暖机工作阶段分别展开了相关优化研究。通过研究，本文设计了一种电子水泵的MAP控制策略和PID控制的电子节温器，并通过仿真试验验证了前者对发动机温度以及后者对冷却系统的准确控制。

基于一台带有低压废气再循环系统的1.5L涡轮增压直喷汽油发动机，采用两种进气凸轮包角，首先试验研究了米勒循环部分负荷燃烧特性，之后试验研究了米勒循环、奥托循环耦合稀薄燃烧、EGR等各种技术组合的节油潜力。结果表明，在部分负荷下，米勒循环节气门开度大，进气压力高，泵气损失小；米勒循环燃烧重心提前，燃烧持续期变长，排气温度上升；米勒循环能减少有效燃油消耗，但随着负荷上升，节油能力下降。米勒循环的进气包角小，进气时间短，进气门升程低，进气门处的节流损失大，导致米勒循环的缸内滚流比、湍动能、Uprime/Cm大幅下降。米勒循环与奥托循环发动机稀燃的节油能力大于EGR。由于米勒循环缸内主要流动参数小于奥托循环，奥托循环在配合EGR技术和稀燃技术时的燃油经济性改善程度显著低于奥托循环。米勒循环机型的后续优化方向是提高缸内滚流强度。