活塞环-缸套系统是内燃机的关键摩擦组件之一，研究缸套组件的减摩对于提高内燃机的机械效率具有重大意义。通过引入缸套表面动态变形，本文建立了活塞环 缸套组件的改进润滑模型，仿真预测了缸套振动减摩现象。基于单缸摩擦试验机和高频激振设备搭建了内燃机倒拖试验台架，开展了高频激振下的缸套振动减摩试验， 研究了振动参数与减摩效果之间的对应关系。结果表明，合理施加振动能够有效降低活塞环和缸套间的摩擦力。

为研究柴油低比例掺混聚甲氧基二甲醚时的燃烧、排放特性及供油提前角对NOx和碳烟trade off关系的改善情况，本文在云内动力2102QB型发动机上对柴油和添加了10%、20%、30%PODE的掺混燃料进行了试验研究，试验转速为1500r/min和2000r/min，负荷为10%～100%，并采用了三种供油提前角进行NOx和碳烟排放的对比实验，分别为-25°CA、-22°CA和-18°CA。结果表明，加入PODE后，P30可使发动机基本实现无烟燃烧，HC和CO排放分别降低37.3%和57.9%，NOx排放略有增加。缸内燃烧情况变化不大，燃烧始点提前，最高压力有所升高。供油提前角推迟后，P30的NOx排放降低了33%，实现了NOx排放和碳烟排放均保持在较低水平。

为了探究点火室喷孔直径和点火室容积对点火室点火性能的影响，基于定容可视化实验平台，采用纹影与 直接摄影相结合的实验方法对点火室点火性能进行了研究。实验结果表明：点火室喷孔直径增大会使射流点火时刻提前，点火位置下移；调整喷孔直径使着火区域为主燃室中部位置时，主燃室火焰发展最快；点火室喷孔直径过小时主燃室可燃混合气无法被引燃。增大点火室容积会导致射流点火时刻延迟，但射流产物更多，可提供更大的点火能量，使主燃室火焰快速燃烧。

本文通过CHEMKIN软件分别对甲醇、乙醇和正丁醇在初始边界条件T=800K，P=560psi，Φ=1下进行模拟，绘制出了甲醇、乙醇和正丁醇的反应路径图。根据反应路径图找到醇类燃料燃烧的链式反应关系，确立了醇类燃料的主导反应均为以C—H键断裂为标志的脱氢反应，从而将主导反应的两个反应物之间的分子碰撞能与滞燃期建立起联系。分别选取温度为800K、1000K和1200K，根据初始压力调整当量比的大小来保证燃料中C—H键数目相等，仿真结果显示在同一温度下，同一种醇类燃料的滞燃期波动非常小基本维持不变；不同种燃料的滞燃期仍然有所差异，其中同一初始压力下的甲醇的滞燃期约为乙醇的2倍、正丁醇的20倍。究其原因主要是乙醇和正丁醇分子中含有的C—C键引发的键的断裂也会对反应速率产生影响，致使三者的滞燃期不同。

很多学者应用不同的光学测试技术对柴油喷雾火焰中的碳烟生成已经做了大量研究。然而，在碳烟临界生成条件下的研究却很少。本论文中，同时应用扩撒背景消光法(DBI)和双色法(2C)在一个二冲程光学发动机中对临界条件下碳烟的生成进行了定量测试。研究发现，此工况条件下缸压曲线具有较好的可重复性，然而碳烟生成具有较大的循环变动。生成碳烟的循环概率随环境温度、环境密度的增加而增加，随喷油压力的增加而减少。在此低碳烟生成条件下，两种技术展现较好的一致性。

为了研究国Ⅵ柴油机Urea-SCR系统催化器转化效率影响因素，运用AVL BOOST仿真软件对催化器内的化学反应过程进行了数值仿真和试验验证。结果表明：在DOC+DPF+SCR+ASC系统中，SCR催化器最佳反应温度范围在220℃~500℃，催化器转化效率达到95%以上，SCR催化器不同程度的老化也对NOx转化效率有一 定的影响。在排气中适当增加NO2的浓度，可以提高催化器转化效率，但NO2浓度占比要控制在50%以内。

文章应用FIRE软件建立了某型柴油机米勒循环结合EGR技术的三维仿真平台，利用此平台探究压缩比和喷油提前角对缸内燃烧过程与NO生成的影响规律，并得出压缩比与喷油提前角理想的匹配结果。研究表明，增加压缩比虽然能够改善柴油机经济性和动力性，但是会导致柴油机机械负荷增加，排放特性变差。减小喷油提前角虽然能够降低柴油机排放，但是会导致动力性和经济性恶化。优化结果表明，压缩比13.5，喷油提前角21°CA是最佳的匹配结果。

废气与还原剂的混合均匀性会很大程度影响SCR系统的性能，高性能的混合器对于高效脱硝至关重要。以MAN某型柴油机SCR系统作为研究对象，以催化剂入口界面上的还原剂浓度分布均匀性指数、速度分布均匀性指数、压降作为衡量混合器性能的指标，选择该型柴油机的100%工况作为控制边界条件，分别对无混合器、混合器A、混合器B、混合器C以及是否有吹灰管6种模型进行数值模拟计算。分析认为，角度为15°的矩形叶片混合器的性能更好，尿素喷嘴与混合器的相对位置对混合结果的影响较小，SCR反应器的吹灰管路会将还原剂混合均匀性指数提高41%左右，但同时会增加混合器产生的压降，本文为SCR混合器的设计提供参考性意见。

为合理匹配柴油机与选择性催化还原(SCR)系统，通常要对柴油机进行稳态循环工况试验来检测排气中NOx的状态，相较于试验，利用柴油机模型亦能很好地模拟柴油机尾气中NOx的生成及排放情况。本文基于柴油机准维燃烧模型和容积法模型，采用“捷尔杜维奇机理”建立船用柴油机NOx排放预测模型，该模型能够模拟NOx在气缸内的生成速率以及排气管中NOx的流量、流速及温度，可以为SCR后处理装置的选择提供有效的技术支持。

随着船用柴油机排放物对环境污染的日益严重，SCR系统作为船用柴油机的后处理设备，其运行状态直接影响到船舶的安全，基于这一现状，首先以SCR系统设备状态构建评价指标体系，利用层次分析法，建立指标权重集；确定单个评判对象对备择集的隶属程度，得到单因素评价集；然后建立模糊综合评判集，对SCR系统设备状态进行评价；最后结合实例进行了实证研究。