本文针对柴油机变工况特性建立一种SCR系统的动态预测模型。 以SCR系统催化剂前温、后温、排气质量、前NOx浓度和尿素喷射量作为模型输入，催化剂后NOx浓度作为模型输出，进行SCR系统的NOx动态排放模型设计。 进行SCR系统实验，通过实验数据进行神经网络的参数训练与调整，分析了梯度学习率、正则化修正系数以及隐藏层节点数目对SCR网络模型性能的影响，确定了能够反映该SCR实验系统的模型参数。 最后建立了一种评估SCR动态排放模型的方法，对模型误差进行评估，表明该模型在动态运行过程中误差较小，能够反映SCR系统的动态性能。

SCR催化还原反应中NH4NO3和（NH4)2SO4的生成，对整个系统的脱硝效率和氨逃逸率等参数都有重要 影响。本文以WD10C190-15型船用柴油机为研究对象。首先，通过添加带有铵盐的气固相表面反应模型及仿真数据，从反应温度和线速度两个方面，分析SCR系统催化反应过程并讨论其影响效果。结果表明：反应温度和线速度降低时，SCR脱硝效率及氨逃逸率均得到了明显改善，同时NH4NO3和（NH4)2SO4副产物生成量的上升也在允许范围内， 然后，简要对比了去除铵盐生成的总包反应。结果表明：标准SCR反应的实际速率已经超过快速SCR反应，且系统脱硝主要依赖于标准SCR反应；带有铵盐气固反应在低负荷时，对系统的影响比较明显。

本文通过燃烧合成法制备Pd/Co3O4系列催化剂，在外加静电场作用下，研究了其对低浓度甲烷的低温催化氧化效果，结果表明，在静电场作用下，甲烷的低温氧化能力大大提高，且静电场的引入可以在一定程度上降低贵金属活性元素的负载量． 通过对静电场作用前后的催化剂理化特性进行表征，进一步发现了静电扬与催化剂在协同催化甲烷过程中的作用机理， 在静电场作用下，Co3+会得到电子释放晶格氧转化为游离的表面活性氧，这些活性氧一方面促进甲烷的氧化，另一方面可以将催化剂中的单质Pd0氧化为PdO和PdO2，提供更多的氧化活性位， 从而进一步提高催化剂的低温氧化性能。

煤基F-T柴油被认为是清洁高效的柴油机代用燃料， 本文通过分析F-T柴油组分构成及性质，选取正十四烷和标准异辛烷构建F-T柴油表征燃料，并利用解藕法构建一个正十四烷骨架机理模型，模型包含54个组分175个反应． 经验证，该模型能准确预测正十四烷在激波管中的滞燃期、射流搅拌器中的主要组分消耗及层流火焰传播速度。 最后藕舍一个异辛烷大分子组分氧化子机理构成F-T柴油表征燃料骨架机理模型该模型能准确预测F-T柴油在内燃机中的燃烧过程。

缸套与活塞环间的摩擦磨损状况直接影响到内燃机的整机性能，深入研究缸套－活塞摩擦副间的摩擦润滑特性，对于提高内燃机的机械效率有重要意义，为了测量缸套－活塞之间的摩擦力响应，本文采用浮动缸套法设计搭建了缸套－活塞摩擦力倒拖测量系统，通过台架试验获取了多种转速工况下的缸套摩擦力和活塞侧击力曲线，并用连续小波变换对实测数据进行了时频分析。 通过缸套模态分析对实测信号的频域信息进行了理论解析，结果表明：套摩擦力波动特性与其结构固有模态有关。

本文通过三维仿真的方法，在原机6mm、8mm两种管径的单孔喷管基础上，通过改变喷孔中心线与进气来流方向的夹角，研究燃气喷射方向对带有双进气道天然气发动机在进气道内和缸内混合气形成及燃烧特性的影响规律。结果表明：与两种原机单孔喷管相比，当采用6mm侧壁打孔喷管时，适当地减小喷孔中心线与进气来流方向的夹角，能够实现缸内混合气浓度的合理分布，加快缸内混合气的燃烧速率；当采用 8mm侧壁打孔喷管时，适当地增大喷孔中心线与进气来流方向的夹角，能加强进气歧管内燃气的混合质最，提高发动机的燃烧性能。

利用三维数值仿真方法研究了不同燃烧室形状对微引燃双燃料发动机缸内燃烧与排放特性的影响。 在保证压缩比不变情况下，通过改变活塞上燃烧室的喉口半径R、深度D、凸台高度H和倾斜角度α，新设计了浴盆形、深坑w形、缩口w形以及敞口浅w形4种不同形状的燃烧室，径深比R/D分别为：3.9、3.6、4.3、6.4。 结果表明： 适当缩小径深比R/D，能够提高缸内平均湍动能，加快燃烧速度；合理的改变凸台高度和倾斜角度，能促进压缩上止点附近缸内滚流的形成，改善燃烧质量；发动机采用深坑w形燃烧室能获得较好的动力性和经济性，NOX 排放明显降低。

燃油的着火及燃烧特性将直接影响发动机动力性能与排放能力，开展两次喷射条件下生物柴油／柴油掺混燃油的着火及燃烧特性研究对掺混燃料应用于发动机具有指导意义。 本文主要采用生物柴油掺混柴油质量比为20%的 B20 燃料的自然火焰发光法及OH*化学荧光法同时拍摄，对比研究了单次喷射及两次喷射火焰着火延迟期、着火位置与火焰浮起长度的关系，并得到一些结论，单段喷雾的着火延迟期随若喷射压力的增大而减小，两段喷雾的主喷着火延迟期远小于单段喷雾着火延迟期，且随着预主间隔时间的增大而增大；单段喷雾的火焰浮起长度随喷射压力的增大而增大，两段喷雾的主喷燃烧火焰浮起长度随预主间隔时间的增大而减小，且在较小预主间隔时间时，两段喷雾的主喷高温燃烧区主要在火焰下游，而随着预主间隔时间的增大，主喷火焰的高温区逐渐向火焰两侧转移。

针对四冲程航空煤油发动机受爆震限制动力性提升困难的问题，运用末端未燃混合气自着火延迟积分法，综合考虑缸内温度、压力及燃料特性的影响，建立航空煤油发动机的爆震预测模型，根据爆震试验获得的爆震边界对模型进行标定。 在此基础上，研究了进气状态及压缩比对爆震的影响规律。 结果表明：标定后的爆震预测模观能够预测航空煤油发动机的爆熊情况，满足发动机设计优化阶段考虑爆熊影响实现发动机结构及控制参数优化的需求；Rotax914发动机燃用航空煤油燃料，选定研究工况下，随着气缸压缩比的增大，发动机的爆震倾向增大，当气缸压缩比低千8时发动机不发生爆震；随着进气温度的升高，发动机的爆震倾向增大，当进气温度低千57°C时发动机不发生爆震。

本文在一台两级可变截面增压重型柴油机上，针对低速大负荷工况，为了改善发动机的有效燃油消耗率，开展空气系统与喷油参数优化策略探究。 提出了能达到最低燃油消耗率的VGT关度应该使泵气损失基本为零；适当降低喷油压力能够获得高机械效率，在改善有效燃油消耗率的同时，NOx排放有一定降低，而soot排放也能保持在很低的数值范围。 基千以上控制策略，研究爆压限值对不同工况点的最低燃油消耗率的影响，发现随着转速与负荷的升高，提高爆发压力限值所带来的油耗优势逐渐明显；考虑到未来发动机平台升级的情况，将爆压限值放开，发现爆发压力提高达到一定程度以后，其对提高燃油经济性改善作用逐渐减小。