汽车的轻量化对交通运输行业减少碳排放有重要意义，使用铝合金制造柴油机也是能源动力领域研究的重点。本文以一台量产的两缸非道路柴油机为研究对象，建立缸盖-缸垫-缸体-缸盖螺栓耦合模型，在仅施加螺栓预紧力的情况下，通过搭建试验验证了仿真模型的准确性。将缸体的铸铁材料改为铝合金后，引入平均圆度、圆柱度、同轴度和漏光率作为缸孔变形的评价指标，铝合金缸孔的平均圆度、圆柱度、同轴度和漏光率相比铸铁缸体提升了增加了54.41%、38.39%和27.08%。改变缸盖螺栓连接副的设计参数，建立3因素3水平正交试验，3种方案均能减小缸孔变形，选出最优组合方案进行计算，优化后缸孔的平均圆度、圆柱度、同轴度和漏光率相比原始版本分别减小了49.11%、50.82%、49.18%和15.66%

在“碳达峰、碳中和”的国际背景下，传统燃料在燃烧设备中的使用会受到很大限制，而使用碳中和燃料甲醇可以有效解决这一问题。然而，其低十六烷值限制了甲醇的高效和稳定燃烧。因此，提出了一种使用少量十六烷值改进剂来提高甲醇的燃烧稳定性的方法。通过火焰自然发光高速成像法研究了甲醇和甲醇混合十六烷值改进剂喷射火焰的火焰结构、火焰发展和燃烧特性。在环境压力为4MPa、环境温度为950K的条件下，通过光学图像显示，改进剂的加入缩短了甲醇喷射火焰的预混时间，缩短了点火延迟时间和火焰浮动长度，并且随着添加剂含量的增加，改进程度呈上升趋势。为了加强对甲醇和甲醇混合十六烷值改进剂的点火行为和燃烧稳定性的理解，在实验条件下对实验燃料进行了化学反应动力学模拟研究。结果表明，改进剂在反应前期的热分解所形成的自由基在改善甲醇的燃烧中占主导地位。然而，这种影响随着反应的进行而减弱。在反应的中期和后期，改进剂提供的热氛围占主导地位。这项研究为未来甲醇燃料的设计和应用提供了一个理论基础。

冷起动条件下的车辆污染物排放水平较高，且对WLTC测试循环的排放贡献较大。同时，冷起动温度对冷起动阶段内的车辆排放特性有明显影响。本文基于一台满足轻型车国6b排放法规的N1类车辆，开展其在-7、23和40℃冷起动温度下的冷起动WLTC排放特性试验，研究了冷起动温度对该柴油车辆在冷起动阶段排放以及低速、中速、高速和超高速段排放的影响。研究发现，在各冷起动温度下，柴油车辆在冷起动阶段和超高速段的CO、HC、NOx和PN排放均明显高于中速和高速段；冷起动温度对CO和HC排放的影响仅体现在冷起动前100s内，对后续的低速段、中速段、高速段、超高速段没有明显影响；而其对NOx排放量的影响则体现在WLTC的各测试阶段；除冷起动阶段和超高速段外，中速段和高速段的N2O排放变化范围较大，且整体处于高于冷起动阶段的排放水平；中速段的N2O排放随冷起动温度的升高逐渐降低，而高速段的N2O排放则随冷起动温度的升高则呈现相反的趋势。本研究可为扩展当前排放法规阶段轻型车排气污染物排放特性图谱提供数据支撑，同时可助力于我国下一阶段排放法规和排放控制技术的升级。

本文研究了国六后处理系统中的选择性氧化还原器（SCR）效率低故障的改善方法，通过网联大数据的统计结果分析SCR效率低故障现象，结合台架试验确认SCR效率低的故障真因，通过设置二级SCR效率提前触发脱硫再生、提高脱硫再生效率和允许司机触发驻车脱硫再生等三个措施来改善SCR效率低故障，最后通过大数据统计结果确认改善有效，将SCR效率低的故障率降低81%。

本文列举某轻型柴油机开发过程中出现的涡轮增压器断轴失效案例，阐述了涡轮增压器由于压端止推轴承异常磨损导致的断轴故障的失效原因排查及对策过程。从最初的轴系受力分析，以止推轴承受力最苛刻的工况进行增压器推力轴承系统设计校核，析出优化方案，再结合客户实际使用工况设计考核试验方案，最终增压器通过考核，确认对策有效。整个调查分析过程完整并形成闭环，为后期增压器设计及保护策略的标定提供了理论依据。

基于发动机台架和全流稀释采样系统，非道路柴油机运行了5次NRSC试验循环，对NOx和HC气态污染物排放结果进行测量，并将测量结果进行不确定度分析。NOx比排放量的不确定度通过3个分量（NOx质量流量、发动机功率、NOx湿度校正系数）的A类、B类不确定度进行评估。HC的不确定度通过2个分量（HC质量流量、发动机功率）的A类、B类不确定度进行评估。研究结果表明：NOx的比排放量扩展不确定度为0.2471g/kW·h，置信概率为95%；HC的比排放量扩展不确定度为0.0017g/kW·h，置信概率为95%。二者不确定度的最大贡献者是背景校正浓度重复性测量引入的A类不确定度，即发动机和后处理状态的稳定性对排放结果的不确定度影响较大。

润滑油的温度低于倾点，流动性将变差甚至凝结成固体，导致润滑油无法起到润滑作用。针对这一问题设计了一种基于间壁式换热的机油箱，该机油箱虽然结构简单但传热效率差。为了提高该机油箱的传热效率进行传热优化研究，通过试验测量了润滑油在加热过程中的温度场分布，通过数值计算研究了换热管的布置方式对凝固相的加热融化传热特性，建立润滑油加热的一维仿真模型研究换热管排布位置对传热效果的影响。结果表明：润滑油的温度场呈现从下到上增大的分布情况；将换热管水平排布对润滑油的加热会更均匀，且对于换热管下方的凝固相的加热效果稍好，将换热管竖直排布对润滑油的加热有较强的方向性；换热管的相对位置在机油箱宽度的0.36处时润滑油温度能达到倾点，换热管排布在机油箱的中间位置润滑油的加热最为均匀。

为研究掺烧甲醇燃料对柴油机颗粒物捕集器 (diesel particulate filter, DPF) 再生特性的影响，基于加装氧化催化器 (Diesel Oxidation Catalyst, DOC)和DPF后处理系统的甲醇/柴油双燃料RCCI发动机试验台架，研究最大扭矩转速1600 r/min、50%负荷下DOC前后污染物排放随甲醇替代率的变化差异，并分析了甲醇替代率对甲醇/柴油RCCI发动机DPF的被动再生特性的影响。结果表明：RCCI模式下的被动再生效果强于纯柴油模式，RCCI模式下随着甲醇替代率的增加，DOC氧化未燃气体释放出的热量提高DPF入口温度的趋势越明显。RCCI模式下DOC后NO2和碳烟的排放随甲醇替代率的增加而减少，但NO2/PM的比例随着甲醇替代率的增加而升高，使得RCCI模式下碳烟的氧化速率较快，被动再生过程中压降的降低速率加快，被动再生的效果较强。RCCI模式下较强的被动再生效果可以延长主动再生的时间间隔，提高发动机的经济性和延长DPF的使用寿命。

当前大部分X型转子发动机产品是以化油器式为主，为了进一步提高X型转子发动机综合性能，在分析各种判缸方法优缺点的基础上，提出了一种基于相位减速识别的判缸与点火控制方法，然后以CompactRIO控制器为硬件平台，利用LabVIEW软件开发了X型转子发动机判缸与点火控制系统，并且在搭建的半物理仿真试验平台上进行试验，结果表明，基于相位减速识别的判缸与点火控制方法正确可行，在稳定转速和加速、减速工况下都能实现精确的判缸和点火控制。

利用拉格朗日框架下的虚拟粒子追踪法，探究了正十二烷喷雾在高温高压定容燃烧弹内，碳烟粒子的瞬态生成与氧化过程。采用RANS标准k-ε湍流模型、Σ-Y欧拉喷雾模型、UFPV燃烧模型与Gokul碳烟模型，获得不同喷油压力，环境温度与氧含量的数值计算结果，并与实验结果做了对比验证。结果表明：尽管燃烧工况不同，追踪到的碳烟历史峰值总是在温度大于1700K，当量比略大于2时出现.在物质输运层面上，湍流能带着部分碳烟脱离均速度场的控制进入OH含量较高的区域，使得碳烟被更高效地氧化掉. 准稳态燃烧阶段，火焰浮起长度保持不变，因而各工况的碳烟粒子phi-T历史轨迹不变；当OH并不能有效入侵碳烟的发展空间时，碳烟的总质量与准稳态时刻追踪到的碳烟历史峰值呈正相关. 在初生时刻与准稳态时刻下被追踪的碳烟粒子的形成过程相似.