基于船用柴油机，研究了活塞顶及喷孔两方面燃烧系统参数对缸盖、缸套及活塞三个缸内零部件热负荷的 影响。研究结果表明，在活塞顶参数中，口径比较敞口角对零部件热负荷的影响较大；在喷孔参数中，相较其他参数，喷油夹角对缸内热负荷分布具有重要影响；对缸盖及缸套热负荷影响最大的是喷油夹角，对活塞热负荷影响最大的是活塞顶口径比。本文研究为实际柴油机的热负荷设计及优化奠定基础。

为了满足越来越严格的环境保护法规，大型发动机制造商采取各种措施降低发动机的排放，如米勒定时， ＥＧＲ， ＳＣＲ，气体或双燃料发动机等。天然气作为清洁燃料，被越来越广泛地应用于船舶推进和发电等领域。针对目前主流的四冲程气体和双燃料发动机，通过发动机性能仿真计算，分析不同的负荷和空燃比控制特点和对发动机性能的影响，以及米勒定时技术对提升气体和双燃料发动机功率密度和热效率的作用，并总结出对涡轮增压系统的要求。

满足发动机油耗、排放、功率、可靠性不断提升的要求，船用柴油机新结构技术研发与应用是基础。本文以新一代大功率船用柴油机的核心部件气缸体、气缸盖和运动件系统新结构设计为重点进行研究攻关，通过试验测试，采用新型结构设计发动机的节能减排效果较好，排放达到IMO T3要求，新结构设计技术取得了重大突破。

重型商用车基于Ｃ ＷＴＶＣ工况进行经济性试验，但对于混合动力商用车的试验结果处理，国家标准或行业标准尚未给出明确的方法。针对该问题，本文提出了一种新的具有可操作性的数据处理方法，该方法将对标传统车上的特征里程分配比例体现在混合动力车的电能量差中，实例证明了该方法的有效性及可操作性，具有较高的应用参考价值。

基于一台１． ５Ｌ涡轮增压直喷汽油机，应用连续可变气门升程（ ＣＶＶＬ）机构，进行试验。结果显示，使用 ＣＶＶＬ控制负荷后，部分负荷虽然泵气损失及机械损失均有一定降低，但油耗降低不明显。针对试验结果进行分析，发现使用ＣＶＶＬ控制负荷后，进气门升程及开启持续期均变小，对应的有效压缩比降低，理论热效率有所降低； 进、排气相位的优化，导致排气损失增加，造成ＣＶＶＬ的优势不能够充分发挥。针对压缩比及排气门开启持续期进行优化，将ＣＶＶＬ系统的优势最大程度发挥出来，实现部分工况节油８％的效果。

本文搭建了某中速船用柴油机的工作过程模型，基于该一维仿真模型分别研究了EGR率、米勒正时、增压压力和喷油参数等因素变化对柴油机性能的影响，并根据不同因素的影响规律，给出了目标柴油机性能参数的最佳调节范围。仿真结果表明EGR率对柴油机的油耗和NOx排放的影响最大，降低油耗最有效的手段为减小EGR率并适当提前喷油正时；柴油机的ERG率为0~15%、IVC时刻为500°CA时，通过调节增压压力和喷油参数，可以使目标柴油机分别满足“低排放”和“低油耗”两种运行模式。

随着柴油机产品的升级换代，为适应发动机爆发压力不断提高及缸盖热冲击负荷增大的需要，新型双层粉 末冶金材质的座圈在6DM缸盖上得到应用，为解决双层粉末冶金座圈加工过程中刀具寿命低、加工质量不稳定的问题，通过对座圈组织成分、加工设备、刀具和工艺进行深入研究，并通过大量切削试验，确定刀具选型及切削参数，大幅度提升刀具寿命，降低刀具消耗成本。

利用定容喷雾特性试验研究平台，试验研究了环境背压和燃油温度对闪沸喷雾二维及三维形态的影响，明 确影响闪沸喷雾塌缩的关键因素。研究结果表明，环境背压及燃油温度均是影响喷雾闪沸特性的关键因素，降低背压和提高油温可促进喷雾闪沸的发生。喷雾发生轻度闪沸后，整体形态不会发生明显塌缩，且贯穿距会略有缩短。当环境压力降低至0.4bar时，燃油温度升高到65℃，喷雾发生过度闪沸!整体形态严重塌缩，贯穿距会明显延长。喷雾过热状态下会在不同方向上发生闪沸塌缩，且单一油束之间的干涉作用是引起喷雾整体形态发生变化的关键因素，为避免过热闪沸喷雾的过度塌缩，在喷油器设计过程中需避免油束之间间隔过小"。

通过试验测试高压油管内压力波的传播特性并基于该特性探索真实高压共轨条件下燃油属性测试的可行 性。测试结果表明，该试验方法可实现高压共轨条件下的燃油音速、燃油密度和弹性模量等物性参数的测量，且燃油音速、密度和弹性模量随着喷油压力的增大而增大；随着温度的升高而降低。探索真实高压共轨条件下的燃油物性参数的测试，为共轨系统的正向设计和燃油系统的优化提供测试装置和方法。

目前应用的船用低速柴油机电控燃油喷射系统有增压式喷射及蓄压式喷射两种技术路线形式。基于增压式喷射技术路线，开发了一种双电磁阀控制的船用低速柴油机电控增压式燃油喷射系统，对其压力特性进行了试验研究及理论分析。结果表明，双电磁阀控制的增压式燃油喷射系统在增压阀动作的一瞬间，会产生高的压力峰值，通过匹配优化系统结构可一定程度降低此压力峰值。另外，双电磁阀控制的增压式燃油喷射系统可实现近似的等压喷射特性。