本文提出了一种全可变液压气门机构(Hydraulic Fully Variable Valve System, FHVVS), 该机构采用EIVC的方式取代节气门，实现无节气门汽油机负荷调节。 研究发现这种无节气门汽油机使中、小负荷工况下的泵气损失得到大幅度降低，但由于进气方式的改变，使燃烧性能明显恶化，指示热效率明显降低。 为改善燃烧性能，提出了种在气门小升程时能产生强烈进气涡流的螺旋气门。 试验研究表明：螺旋气门明显增加了进气涡流，显著改善了进气道喷射式无节气门汽油机的燃烧性能并提高了燃油经济性，与节气门汽油机相比中、小负荷工况下的燃油消耗率降低了7.2%~12. 5%。

为了探索新型功率分流混合动力汽车的最佳经济性，开展能量管理策略研究。所研究的混合动力系统以互相耦合的双行星排作为分流机构，包括两台电机及离合器和制动器，具有3种纯电动和6种混动工作模式。通过对系统构型进行分析，建立了整车模型，并用实车的试验数据对模型进行校验。校验结果表明：在参数设置与试验相同的情况下，纯电动和混动NEDC工况的能牍消耗误差均在1%以内。在此基础上，采用动态规划的方法进行能量管理策略优化。为了验证优化效果，分别进行了NEDC和WLTC工况整车经济性仿真。结果表明：与等效燃油消耗最小的能量管理策略相比，采用动态规划方法能够使整车油耗在NEDC工况降低1. 5%,WLTC工况降低3. 8%。

天然气具有储量丰富、燃烧清洁、较好的燃烧特性等优点，使得天然气汽车具有较高的发展潜力。本文基于Chemkin 软件模拟甲烷贫氧燃烧过程中的混合物成分，通过调整当量比，研究贫氧氛围下不同氧气浓度下的甲烷燃烧情况。研究结果表明，甲烷在贫氧氛围中燃烧时，当初始温度一定 (1200K), 在不同的初始压力下 (6~ 12 atm), 峰值压力随当量比变化 (φ= 1. 0 ~ 1. 8) 的变化趋势均为中间高两边低，且初始压力越大滞燃期越短，且所有工况下的峰值压力均在 φ=l.4 处取得最大值，峰值温度在 φ=1.2处取得最大值。随着当最比增大 CO 生成量增加，且占最终的碳氧化物比例增大，H2生成量增多，NO生成量减少。OH基团具有强氧化性，主导反应过程影响最终产物生成量，氧含量影响OH的生成量，当量比增加，含氧量降低，OH生成量减少。

在一台安装有进气道喷射汽油和缸内直喷二甲隧（DME）的单缸光学发动机上，研究了DME直喷时刻对汽油稀混合气燃烧和火焰发展过程的影响，并利用三维数值模拟研究了DME对汽油燃烧过程的影响． 试验结果表明：在不同DME直喷时刻下，放热率均有两个放热峰值出现，第一个放热峰是DME引燃汽油引起的，第二个放热峰是随着气缸内温度的升高以及火焰的发展所引起的汽油的自燃产生的． 在DME直喷时刻为-40°CAATDC时，火焰由两点初始火焰发展而来，且火焰出现时间较早． 在DME直喷时刻为-25°CA ATDC时，火焰呈现单点火焰迅速发展。 而在DME直喷时刻为-30°CAATDC时，气缸内部呈现DME引燃汽油的多点顺序着火，最终火焰分布范围最大，燃烧最完全。 模拟结果表明， DME在－25° CA ATDC直喷时，DME和汽油燃烧过程中低温放热峰由DME低温氧化过程产生，并且通过高温氧化反应同时促进CH2O、H2O2以及OH质量的增加，使得分布在气缸周围的汽油发生自燃。

润滑油自燃是造成天然气发动机异常燃烧的重要原因之一。润滑油蒸发是自燃的关键子过程，掌握其蒸发特性对于研究天然气发动机异常燃烧机理具有重要的意义。 本文建立了 种混合多组分模型，考虑气相多组分扩散对气相传质的影响，修正Stefan流速度，严格保证组分传输守恒，模拟结果与实验吻合较好。结合天然气发动机缸内工况，用该模型计算润滑油液滴蒸发，发现加热段随甲烷浓度的增加而增长，而蒸发率与甲烷的关系受压力影响，并且蒸发特性与分子量有关。

Numerous layouts of regulated two-stage turbocharging system (RTS) are being used today. The operating behaviour of each RTS system differs greatly with each other, which makes it difficult to implement engine-RTS matching. In this work an analytical model is developed by simplifying RTS system as single stage turbocharging system (STS), which describes the relationship between operational characteristic, effective turbine area and turbocharger total efficiency. The results of the proposed model not only show that operational range of RTS system is bounded by three limits, but also gives the criterion parameter capable of judging RTS system performance. Based on this criterion, operational characteristic of various layouts of RTS system has been compared by simplifying them into four basic types: RTS system with high pressure stage variable geometry turbine (VGT); high pressure stage waste gate (WG); low pressure stage VGT; low pressure stage WG. Results show that four basic types of RTS system can be divided into three grades with regard to their regulation effect on RTS operational characteristic: a) RTS with high pressure stage regulation affecting pressure ratio (PR) greatly while maintaining high efficiency; b) the PR, mass flow range and turbocharger total efficiency of RTS with low pressure stage WG reduces dramatically with WG opening; c) RTS with low pressure stage VGT barely has regulation effect on RTS system. The model posed can be used to analyze more complicated RTS system performance and to ease engine-RTS matching.

在柴油机喷油特性中，喷雾浓度场特性表征了燃烧室内空气和燃料混合程度，是决定燃烧质量的一个重要因素，而燃烧质量的好坏决定了柴油机的动力性、经济性和排放性，因此对喷雾特性的研究具有十分重要的意义。本文采用 PLIF(平面激光诱导荧光）技术研究了喷油压力、背景压力对柴油喷雾浓度场特性的影响。 研究结果表明，随着喷油压力由 60 MPa 上升至 120 MPa, 最大当虽比为由 7 下降至 5. 5; 随着背景压力由 1 MPa 增加到3 MPa, 对应的最大当量比由 7 下降到 3 左右。 证明增大喷油压力和背景压力均对喷雾雾化有促进作用。

实验基于一台单缸柴油机，采用进气道喷射乙醇同时缸内宜喷柴油的方式实现双燃料预混低温燃烧模式。 固定发动机转速和负荷，通过调整预混乙醇比例以及柴油直喷策略，在40多个实验工况点实现了不同程度的混合气燃料分层，并测量了相应的发动机循环波动特性，实验中氮氧化物排放和指示平均有效压力循环波动率分别控制在0.4g/kW-hr 和 7%以下。 并结合数值模拟研究了混合气燃料分层对双燃料发动机循环波动的影响，结果表明燃料分层直接影响双燃料发动机循环波动。 首先着火正时在上止点附近时有助于降低双燃料发动机循环波动， 而结果表明乙醇预混当量比、柴油直喷中主喷油量以及主喷正时直接影响混合气初始着火区域燃料活性以及当量比，进而影响混合气着火正时。 其次基于所有实验工况点的统计结果表明，混合气着火正时稳定性对于保证双燃料发动机燃烧稳定性较为关键。 此外，当保证相同的燃烧相位以及缸内爆压时，采用较高的乙醇预混比例结合推迟的主喷正时，可以实现更加稳定的着火，进而可以降低双燃料发动机循环波动率。

利用大气模拟综合测控系统，针对在不同海拔高度下的一款电控高压共轨柴油机的动力性、经济性以及排放特性进行了专题试验研究。 试验结果表明：在低转速时，海拔高度对动力性、经济性、排放特性的影响程度比在高转速时的影响程度更大。 废气涡轮增压柴油机获得理想动力输出、保持经济运行和低排放的转速范围随着海拔降低逐渐变宽且向低转速方向偏移。 大气压力为 100 kPa 与 80 kPa 相比：最高功率提高了 6.3%; 当转速为1 000 r/min 时，扭矩提高了 23.6%, 比油耗降低了 9.2%; 当转速为 2 200 r/min 时，扭矩提高了 3.8%,比油耗降低 了 2.1%。

柴油机热负荷对燃烧室组件可靠性有决定性的影响，由平原向高原地区行驶过程中，柴油机车辆不仅动力性能大幅下降，而且在缸盖、活塞表面发现烧蚀区域。 本文针对 Woschni 公式在变海拔条件下温度场预测误差显著增加的问题，建立了燃烧室组件－冷却介质的共轭传热模型(Conjugate Heat Transfer, 以下简称 CHT),在此基础上分析传热边界条件加载结果，提出了适用于不同海拔条件下的缸内传热模型。 将温度场计算值与单缸机测试数据进行对比，结果表明在不同转速的各海拔工况下，仿真与试验的相对误差均在5%以内。 因此，本文提出的缸内传热模型能够适用于变海拔条件下柴油机燃烧室组件的热负荷预测。