在一台电控高压共轨重型柴油机上，基于高压冷却废气再循环（EGR），对比研究了带废气放气阀式单级固定涡轮截面增压器（WGT）、单级可变涡轮截面增压器（VGT）、二级固定涡轮截面增压器（WGT-FGT和二级可变涡轮截面增压器（VGT-FGT）四种增压方式对柴油机性能与排放的影响。结果表明：可变截面相对固定截面增压系统（VGT相对WGT，VGT-FGT相对WGT-FGT），能显著提高涡前与进气压差，实现更高EGR率和更低的NOx排放，同时能够提高进气充量，从而改善燃烧过程。随着NOx，比排放的降低，四种增压方式的油耗都呈现上升趋势，并且VGT-FGT、VGT、WGT-FGT和WGT的燃油消耗率依次升高。当NOx原始排放控制在5.0g/（kW·h）左右，采用WGT-FGT时燃油消耗率相对WGT获得一定改善（与VGT和VGT-FGT相当），碳烟排放与VGT-FGT接近，明显优于WGT。随NOx排放降低，可变截面增压系统相对固定截面增压系统逐渐表现出优势：当NOx，原始排放控制在3.5g/（kW·h）左右，VGT可以获得与VGT-FGT接近的燃油经济性和碳烟排放。

对一台满足国V排放要求的柴油机，分别在1700m、2200m、3000m海拔高度下采用可移动式发动机台架和车载设备，进行了高原实地的排放测试。原机测试结果表明，随着海拔的升高，缸内进气量减少，燃烧恶化，最高燃烧压力下降，比油耗增加，CO排放升高，NO，排放下降；海拔的升高对尾气排放具有降低氧含量和提高燃烧温度的双重作用，其中降低氧含量对高海拔排放的影响更大。采用后处理装置后，NO，排放虽有所下降，但由于发动机企业出于成本考虑减少尿素喷射量，使NO，排放仍超出国V法规限值。

在快速压缩一膨胀机上通过试验和仿真手段，研究了火花塞数目、活塞运动规律、压缩比对单次循环指示功和爆震倾向的影响。研究表明：使用多火花塞点火能缩短燃烧持续期和提高指示功，但是爆震倾向明显增加；提高活塞运动速度，减少活塞在上止点附近的停留时间，可以减少爆震领向，但是相同条件下指示功有所降低；综合使用多火花塞点火，提高活塞运行速度和采用高达17.5的压缩比，可以提高指示功并抑制爆震，使Sl燃烧过程得到优化。

对48V轻度混合动力系统的控制策略进行了研究，包括智能起停、制动能量回收、转矩助力、电池管理系统。利用整车动力学仿真软件Advisor建立了48V系统的仿真模型，将仿真结果与12V起停系统进行对比。结果表明：48V系统起停功能的节油效果与12V系统相当，新欧洲行驶循环（NEDC）测试循环下节油约为5%；48V系统采用的12kW起停电机使得制动能量回收的节油效果更加明显，NEDC工况下48V系统的总节油率为13%。此外，转矩助力功能可以为汽车提供20~30N·m的转矩，从而调节电池SOC及优化发动机工作点。

利用AVLFIRE软件对不同结构的进气道方案进行瞬态模拟计算，分析了进气道结构对天然气发动机燃烧过程的影响规律。研究结果表明，湍动能的变化与涡流比的大小关系不大，主要受乙方向滚流比的影响；燃烧速率快慢与缸内平均湍动能高低并非一一对应关系，燃烧速率主要依赖于火花塞周围的湍动能分布情况。通过改进气道Ⅲ方案与气门座圈连接处的入射角度，缸内滚流与涡流运动均明显增强，且缸内湍动能分布显著改善，提升了化学反应速率与火焰传播速度，燃烧特性显著改善。两个试制进气道方案的台架试验结果表明，气道Ⅲ改进方案能够改善天然气发动机的经济性、可靠性与高速动力性。

使用仿真软件Converge，建立了点燃式液压自由活塞发动机（HFPE）的三维仿真模型。为了解决HFPE的爆震问题，提升其热效率，研究了不同活塞运动规律对HFPE的燃烧过程、爆震倾向与热功转换效率的影响。结果表明：火花点燃式HFPE的爆震燃烧发生在活塞边缘的末端混合气区域，是由若干个爆震核快速扩展而成，与曲柄连杆式火花点燃发动机爆震的发生地点和机理相同；通过改变活塞的运动规律，使活塞上行速度加快，在上止点附近停留时间变短，可以明显减小发动机的爆震倾向与爆震强度。利用优化的活塞运动规律，加上高达14的高压缩比，可以在一定程度上提升发动机的热功指示效率。

为了改善共轨压力控制的精度和稳定，通过Matlab/Simulink完成高压共轨压力控制策略的建模和优化。针对执行器扰动带来的精度下降问题，设计了基于轨压和燃油计量阀驱动电流信号的两级闭环控制算法；针对闭环系统的时滞性，融合了前馈控制与反馈控制，提高了轨压控制精度与瞬态响应。最后在油泵台架与发动机台架上验证了该控制策略。试验结果表明，该策略的轨压稳态偏差在士0.5MPa以内，瞬态偏差在士（2~5）MPa以内，满足车用柴油机的轨压控制需求。

基于涡轮增压缸内直喷（TGDI）发动机，采用高几何压缩比和大范围可调的可变气门正时（VVT）机构，选择合适的阿特金森（Atkinson）循环率，在兼顾高负荷动力性的同时降低部分负荷的油耗，以解决阿特金森循环发动机动力性不足的问题。制作样机并进行台架试验，研究了阿特金森循环对发动机换气过程的影响和燃油经济性的改善效果及阿特金森循环对排放和动力性的影响。结果表明：阿特金森循环可以容忍更大的几何压缩比以提升热效率，同时有利于降低部分负荷下的泵气损失并提高低负荷时的燃烧稳定性，可降低油耗、颗粒物排放及高负荷时的爆震倾向；但进气门关闭推迟会严重影响发动机的动力性能，因此需要降低高负荷时的阿特金森循环率并提高增压压力。

为了解决新型发动机材料RuT400应用过程中加工困难的问题，对蠕墨铸铁进行了氮化硼（BN）微量添加试验，然后通过金相试验、拉伸试验、硬度试验和摩擦试验分析了BN对蠕墨铸铁的金相组织和力学性能的影响。试验结果表明：BN对蠕墨铸铁的石墨、珠光体和铁素体的形态和含量均不会产生影响；BN对蠕墨铸铁的抗拉强度和硬度的影响甚微，但是对蠕墨铸铁的摩擦性能影响较大；当BN含量为0.0144%时，蠕墨铸铁的耐磨性能最佳；BN能有效降低蠕墨铸铁车削加工的表面粗糙度，并且使其加工过程更加稳定。因此，在不破坏蠕墨铸铁力学性能的基础上，通过添加微量BN使其产生自润滑功能，从而改善其加工性能是可行的。

在研究不同温度、含水量和高碳醇对乙醇/柴油互溶性影响的基础上，将柴油、乙醇和正己醇以 20∶60∶20体积比混合作为测试燃料，开展了不同含水乙醇及喷油压力下的柴油机燃烧和排放试验．结果表明：含水量的增加和温度的降低会引起乙醇/柴油互溶性变差，利用不同高碳醇助溶剂均可解决混合燃料相分离现象．乙醇中含水量的小幅升高会使滞燃期延长，缸内压力和放热率峰值升高，同时能降低氮氧化物(NOx)和总碳氢化合物(THC)排放，CO 排放基本保持不变，但负荷较低时会使 CO 排放升高．在含水乙醇/柴油燃料应用过程中，理想的喷油压力边界范围将会缩窄：低喷油压力易使燃烧恶化，而高喷油压力容易导致柴油机工作粗暴，且 NOx 与 CO 排放也呈上升趋势.