可变几何涡轮增压器(VGT)技术在提升内燃机动力性、经济性，降低排放污染，增强增压器与发动机的匹配性，提高发动机的工作效率等方面具有明显优势，日益受到国内外的广泛关注和研究。 本文参照国外相关技术设计了一套以直流电机为驱动，具备自锁功能的执行机构，以及自主开发的配套的软硬件对VGT叶片进行闭环反馈控制。 根据采集到的发动机目标增压压力信号，基于PID控制带动VGT的喷嘴叶片准确快速移至目标位置以获得合适的增压压力。 试验表明，设计的VGT控制系统具有良好的响应性和稳定性。

柴油机喷嘴内的空化现象是近年来研究的热点。 本文利用自搭建的稳态试验台，设计了双孔比例放大喷嘴。在稳定喷射压力和固定针阀升程条件下开展了试验研究。 研究表明，线空化形态发生改变时，压力波动会显著升高；低压下线空化形态不稳定，会不时转化成儿何空化；同压力下，几何诱导空化强度要远远大于线空化强度，其压力波动曲线变化平缓，波动幅度较小。

本文利用流动式定容燃烧弹结合米散射、直拍法对低温冷起动工况下柴油／汽油混合燃料喷雾燃烧特性进行可视化测量。 结果表明：柴油／汽油混合燃料液相喷雾贯穿距随着汽油掺混比、环境温度和环境密度的增加均呈现减小趋势。 喷雾锥角随着汽油掺混比和环境密度的增加分别呈现减小和增大的趋势，而对环境温度的变化不敏感。 纯柴油和低汽油掺混比下的柴油／汽油混合燃料的着火山蓝色的冷焰引起，随后高温黄色火焰迅速出现并起到主导作用，火焰亮度增加。 不同环境温度、密度下，汽油的添加使得混合燃料的着火滞燃期非线性延长。 柴油／汽油混合燃料火焰浮起长度、蓝焰占总体火焰强度比例与滞燃期随汽油掺混比、环境温度和环境密度改变的变化趋势一致，而火焰总体强度特征参数与滞燃期的变化趋势相反。

空气辅助喷射装置可将一定压力的燃油空气混合气喷出，雾化效果很好。 为了解不同环境背压、环境温度以及喷油脉宽对低压空气辅助喷射系统中煤油喷雾特性的影响，在定容燃烧弹实验平台上采用高速摄影系统进行了对比实验。 结果表明：环境背压提高，煤油喷雾贯穿距、面积和体积均减小；环境温度对煤油喷雾特性影响比较复杂。 温度较低时，随着温度升高，贯穿距、喷雾面积和体积均减小；但随着温度的进一步增加，贯穿距、喷雾而积和体积开始增大；在初始阶段喷油脉宽对贯穿距儿乎无影响，但在喷射后期随着喷油脉宽的增加，贯穿距变小；另外，随着喷油脉宽增加，煤油喷雾面积和体积均增大。

本文提出了喷油器偶件间隙内燃油泄漏的流－固 －热耦合数学模型，并通过燃油静态泄漏实验数据进行了验证。 基于模型开展了结构参数对燃油泄浦影响程度的研究，研究结果表明，在压力小于100 MPa 下，初始间隙是制约燃油泄漏的最重要的因素；随着压力的增大，初始间隙对泄漏的影响程度随之降低，柱塞直径、材料弹性模量和柱塞套外径对泄漏的影响程度越来越明显，柱塞直径成为燃油泄漏的第一影响因素。 在压力为 200~300 MPa 的超高压条件下，材料弹性模牍对泄漏的影响开始大于初始间隙的影响，仅次于柱塞直径，因此在超高压条件下，更需要考虑材料的弹性模量对燃油泄漏的影响。

在定容弹内，采用高速摄影和相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对空气辅助喷射的喷雾特性进行了试验研究。分析了恒定油气间隔下不同喷油脉宽、不同喷气脉宽以及不同喷油压力下喷雾的贯穿距、油束形态、油束锥角和粒子SMD。 试验结果表明：在一定范围内，喷油脉宽越小，喷油压力越大，喷气脉宽越大，空气对于喷雾的辅助作用越明显，雾化效果越好。

燃油二次雾化对内燃机的动力性、经济性和排放性都有着重要的影响，由于内燃机缸内气流运动是瞬时变化的，还具有强脉动和周期性，所以理解油滴在周期性作用力下的破碎机理就显得很有必要。 本文通过实验的方法研究正庚烧液滴在水平振动金属片上的破碎过程，详细描述了子液滴的生成过程并对其破碎机理进行分析。 同时本文还研究了幅值和频率变化对液滴初始破碎时间和生成的子液滴的直径的影响，研究结果表明，当作用力的幅值和频率增大时，液滴出现初始破碎所需时间减少；当作用力的幅值增大时，子液滴的直径分布范围随之变大， 子液滴平均直径也增大，但总体变化趋势不大；然而当频率增高时，子液滴的直径分布范围却随之变小，平均直径也减小，总体变化趋势同样也不明显。

本文基于磁网络拓扑法对一种新型永磁高速电磁阀的进行静态特性分析。 利用磁网络拓扑法对电磁阀进行剖分，构建永磁高速电磁阀静态仿真模型，同时考虑了系统的漏磁与边缘磁通。 研究了新型永磁电磁阀其静态电磁力特性、磁通分布等变化情况，进一步揭示了永磁体对电磁阀整体性能的影响机理，为电磁阀性能的优化设计提供理论基础。 并通过计算得出，磁网络拓扑法与有限元法精度相当，两者相对误差很小。 磁网络拓扑法计算时间比有限元法计算时间明显缩短。 因此可说明新型永磁高速电磁阀的静态磁网络模型建立较为妥当，可用于下一步研究。

在多循环工作条件以及喷孔处大的压力差的作用下喷嘴会产生热，该热量会导致喷嘴温度的升高，喷嘴温升进一步影响到喷射特性，因此，本文采用热成像仪针对 Bosch 共轨喷油器温度分布开展了试验研究，获得了喷嘴温升的定量变化规律，研究结果表明：喷油器喷嘴处的瞬态温度和最后达到稳定的稳态温度随着喷油压力的增加和喷射频率的增加而增大，在不同的喷油压力下喷嘴处的温度差距较大，喷射频率引起的喷嘴处温度差距较小。 在不同的喷射频率和喷油压力下，喷嘴处温升在前 10 min 内快速上升而后开始缓慢增加，喷嘴处的温度在喷油器 工作 30 min 后达到了稳态平衡。

内燃机工作中，曲轴进行旋转运动的同时，还存在沿轴线方向的运动。 以某四缸四行程内燃机曲轴 轴承系统为对象，基于建立的二维流体动力润滑模型，进行了计及曲轴轴向运动和曲轴受载变形导致轴颈倾斜的主轴承润滑性能研究。 分析中，曲轴轴向运动规律通过内燃机台架试验实测，采用整体曲轴体单元有限元法计算主轴承负荷和曲轴变形，应用动力学法进行曲轴主轴承的润滑分析。 结果表明：与不计曲轴轴向运动的影响相比，计及曲轴轴向运动时，主轴承的轴心轨迹为一条不封闭的三维空间曲线，内燃机一个工作循环中的部分时刻主轴承的最小油膜厚度、最大油膜压力、摩擦功耗和端泄流量变化显著；曲轴轴向运动对内燃机各主轴承润滑特性的影响不定都是不利的。 因此，为了更加合理、接近实际，内燃机曲轴主轴承润滑性能分析中有必要计及曲轴轴向运动的影响。