基于AVL FIRE软件，模拟了缸内直喷引燃天然气和柴油喷射混合过程，对湍流模型进行了校核和验证，分析了不同喷孔高度、喷孔倾斜角及喷孔交角下柴油和天然气射流的混合情况。研究表明：k-e湍流模型更适用于天然气/柴油双燃料的模拟；喷孔高度、倾斜角及交角越大，索特平均值经（SMD）越小，其中喷孔交角大的获得的雾化效果最好；喷孔之间的相对位置决定了油气射流之间能量传递，从而影响了油气贯穿距及雾化效果。

以某型号发动机电控节气门为研究对象研究了其基本结构和工作原理。按照节气门实际结构，利用计算流体力学（CFD）的方法结合运动网格技术及用户自定义编程方法，实现了节气门由关闭向全开位置转动时空气瞬态流动过程的三维数值模拟。研究了节气门运动对空气流动过程的影响，重点分析了节气门处于不同转角时刻空气速度场、压力场及流动噪声的变化规律。计算结果表明：在节气门转动初期，节气门后侧流动区域有气旋形成，在节气门前后两侧的压力发生了陡降，在节气门上止点和下止点附近产生流动噪声区，节气门开度在40°附近时声功率峰值达到最大。随着节气门开度的逐渐增加，节气门后侧的气旋逐渐减弱，节气门前后两侧的压力陡降幅度也逐渐减小，流动噪声则是先增大后减小，噪声峰值始终存在于节气门后侧，出现流动噪声峰值的位置也逐渐远离节气门中心。当节气门接近全开时，空气速度场、压力场和流动噪声也逐渐接近稳定。

对一台自吸直喷汽油机采用不同的燃油喷射模式在2000r/min全负荷工况进行试验，研究了二次喷射对发动机低速动力性和经济性的影响，并根据缸压参数、燃烧参数及排放物的变化规律对二次喷射影响发动机低速性能的机理进行了探讨。结果表明，相比单次喷射，通过优化二次喷射时刻可以使动力性提升5%，经济性提升约6%。二次喷射的优化机理主要是实现了燃烧室内油气浓度的不均匀分布，可提升燃烧速度，通过分层燃烧实现动力性和油耗的改善。

通过在火焰传播路径上布置孔板实现诱导湍流燃烧，利用纹影技术和压力采集系统研究了初始温度对孔板诱导氢一空气预混湍流燃烧特性的影响。试验结果表明：穿越孔板前火焰传播速度略有下降，穿越孔板后火焰被诱导为湍流燃烧，火焰发展进程加快；随着初始温度的升高，最高燃烧压力和最大压升率减少，两者出现的时刻提前，添加孔板后的燃烧持续期变化率降低，但穿越孔板后的火焰传播速度的差异不显著。

在一台满足欧Ⅵ排放标准的柴油机上燃用国V柴油，带柴油机颗粒捕集器（DPF）进行了欧洲稳态循环（ESC）、欧洲瞬态循环（ETC）、全球统一稳态循环（WHSC）和全球统一瞬态循环（WHTC）试验。试验结果表明：在试验循环的瞬态过程中，发动机排气经过DPF后，较大的排气背压变化率绝对值峰值仍会导致排气中出现颗粒物数量浓度瞬时峰值。ESC循环试验中平均粒径[50nm，80nm]区间内总颗粒物数量排放占全部颗粒物的90%，WHSC中平均粒径[60nm，110nm]区间内总颗粒物数量排放占全部颗粒物的87%，ETC在平均粒径[10nm，70nm]区间内总颗粒物数量排放占全部颗粒物的80%，WHTC在平均粒径[10nm，40nm]和[50nm，60nm]区间内总颗粒物数量排放占全部颗粒物的85%。

以计算得到理想状态下的缸内压力、温度、传热系数为初始边界条件，用有限元方法计算发动机温度场，用试验测得的温度场校核计算的准确性，然后将温度场结果作为已知条件计算变形，得到漏气面积并计算端面漏气初值。用漏气后转子发动机状态更新计算边界条件，进行循环计算，最终得到端面漏气量。之后，用此方法研究了转速对端面漏气量的影响，得出如下结论：发生变形后，转子与端盖之间的漏气面积在曲轴转角约630°时达到最大值，最大漏气面积随转速的增加呈拟线性下降趋势；漏气率在上止点附近达到最大值，在上止点附近端面漏气量约占端面总漏气量的50%。漏气率随发动机转速的增加逐渐减小，最大漏气率所对应的曲轴转角随转速的增加而减小。

在一台经改造的单缸试验发动机上开展了早喷和气道喷射对汽油压燃低负荷工况燃烧和排放特性影响的试验研究。采用的两种喷射策略分别为早喷结合主喷及气道喷射（PFI）结合主喷。研究的喷射参数包括早喷时刻、早喷比例和气道喷射比例。结果表明：早喷和气道喷射的燃油主要影响后期的燃烧放热过程，燃烧始点和燃烧过程前期的快速放热部分主要受主喷控制。早喷和PFI油量喷射比例增大时，着火推迟，燃烧相位推后，NOx排放降低，后期燃烧速度提高，燃烧持续期缩短，燃烧终点提前。早喷造成的湿壁会降低燃烧效率，增加未燃碳氢化合物和CO的排放。

利用Aspen Plus建立计算模型，分析运行参数及系统布置形式对有机朗肯循环性能的影响，并以净输出功率和系统所需的总换热面积的比值作为经济性指标分析其经济性。结果表明：蒸发温度、蒸发压力和有机工质流量对有机朗肯循环的净输出功率均有一定的影响，其中改变有机工质流量影响最大，蒸发温度次之；综合考虑经济性和净输出功率，柴油机全负荷下系统在蒸发温度160℃、蒸发压力2.5MPa、有机工质流18kg/s时性能最优。工质流量影响最大且易控制，在不同柴油机运行工况下只需改变有机工质流量就可适应负荷变化，负荷越大回收的能量越多，其净输出功率均占柴油机主机功率的8%左右。添加内回热器使系统热效率提高2.65%，期效率提高4.5%，再增加一个低温循环，净输出功率可增加94.90kW。

在一台液压自由活塞发动机（HFPE）样机上进行了活塞运动规率的试验。研究表明：活塞的运动规律对于燃烧相位和累积放热量的变动具有自适应性；随着燃烧相位的提前或累积放热量的增大，活塞换向提前，最大升程和压缩比降低；这种自适应性可有效避免均质压燃过程中的爆震与后燃现象，保证缸内最高压力、最大放热速率的稳定，减少指示功的损失。

基于国V标准汽油，通过添加均三甲苯改变汽油中芳香烃的含量，在一台缸内直喷（GDI）汽油机台架上研究了汽油芳香烃含量对于GDI颗粒物（PM）排放及其微观理化特性的影响。研究结果表明：GDIPM排放随负荷增加而增加，在中低转速范围内随转速增加而降低；在高负荷下，芳香烃含量的增加会显著增加PM的排放并降低PM的氧化活性；芳香烃含量的增加促使PM前驱物增加，同时使碳层结构石墨化程度更高，阻止PM的二次氧化，从而增加了PM的排放。