用高速摄影技术研究了喷油压力和喷孔直径对松油-柴油-PODE3-4试验混合燃料喷雾特性的影响，结果表明：随着喷油压力的增加，试验燃料的喷雾锥角变大，喷油压力从100MPa到160MPa，每增加20MPa喷雾锥角平均增加1°左右，喷雾前锋贯穿距离也有一定程度的增长，随着喷油压力从100 MPa增加到160 MPa，最大喷雾前锋贯穿距离增加13%左右；喷雾锥角的整体趋势先减小再保持相对稳定，在喷雾发展过程中，喷雾贯穿距离前期增长较快，后期逐渐缓慢；随着喷孔直径的增大，喷雾锥角和喷雾前锋贯穿距离都呈现增大的趋势，喷孔直径从0.10mm 增加到0.18mm，喷雾锥角增加了3°左右。掺混松油和PODE3-4后的混合燃料，其喷雾锥角、贯穿距离和油束面积相对于纯柴油都有增长的趋势，说明掺混一定比例松油和PODE3-4可有效的改善燃油的雾化效果。

构建并验证了一个包含PAH的柴油-天然气双燃料机理。在此基础上将其与CFD计算程序耦合，研究了天然气预混组分对双燃料燃烧和碳烟生成过程的影响，并通过切片观察比较了两步法碳烟模型和多步碳烟模型对碳烟生成的预测性能。研究表明：双燃料燃烧中，两步法模型的碳烟生成区域主要受乙炔分布的影响，而多步法计算的碳烟分布较为复杂，不仅同时受A4和乙炔控制，其他物理化学过程也起到了很大的作用。此外预混天然气中的乙烷含量越大着火越困难，且同时促进PAH和乙炔的生成，最终导致碳烟排放上升；天然气中掺混丙烷会促进火焰发展，增加PAH的生成和碳烟排放。

本文通过成本低廉且结构简单的直动式溢流阀实现了液压气门机构的进气门早关和气门升程的连续可变，探究了设定压力和倒拖转速对气门运动特性的影响并对其动作偏差进行了分析。研究发现：转速保持不变，气门最大升程只与设定压力有关，呈现随设定压力增大而逐渐增大的趋势，不同设定压力下气门开启角度差异较小且随着转速的增大而逐渐滞后。随着转速的升高相同设定压力下气门最大升程逐渐变大，并且在4.5MPa设定压力时上述增大趋势减缓。相关参数的卡方检验结果表明其均符合正态分布，相关参数值为估计均值且其偏差值为各自的估计均方差，气门动作具有较好的一致性。随着液压油温度的升高，气门最大升程逐渐降低，关闭时刻逐渐提前，供油压力对气门开启时刻会产生较大的影响。

本文采用数值仿真的方法对灵活燃料汽车冷起动燃油加热过程进行了模拟，研究了起动温度和喷油器安装方向对燃油预热的影响。结果表明：起动温度对燃油加热终了衔接管冷油量影响不大；喷油器安装方向对燃油分布影响较大，当喷油器安装方向与重力方向的夹角较大时，衔接管内冷油较少，有利于加热腔中热油的尽快喷出；夹角较小时，加热腔内热油较多，有利于延长热油喷射的持续期。

应用流固耦合的方法获得了某三缸增压发动机排气歧管的温度场，在耦合螺栓预紧力的情况下，分别得到了排气歧管怠速和标定工况的应力场，并应用瞬态动力学对标定工况整机振动载荷作用下的应力场进行了分析。利用经过Neuber准则修正的应力-应变结果，分别对排气歧管常规高温低周疲劳和叠加振动载荷下的高温低周疲劳寿命进行了评估。发现疲劳破坏风险点主要位于高温拉应力区域；叠加振动载荷会使整体疲劳寿命下降接近25.2%，对部分区域下降幅度甚至高达57%，需要引起重视。

本文采用稳定滞止火焰小孔采样结合扫描电迁移率粒径谱仪的实验方法，以正庚烷和甲基环己烷为试验燃料，在不同火焰高度上定量测量其碳烟颗粒粒径分布，探究碳氢燃料中脂肪链结构和脂肪环结构对燃料成烟特性的影响。试验中均保持预混合反应气碳氧比为0.6，最高火焰温度为1830 K左右。定性来看，正庚烷和甲基环己烷与乙烯的颗粒粒径分布发展规律是相似的，粒径分布从只有核膜态的单峰分布到核膜态和凝聚态竞争共存的双峰分布。定量来看，相对于小分子基础燃料（乙烯、丙烯），正庚烷和甲基环己烷的成烟具有持续成核和快速生长的特性。实验结果表明，脂肪碳环结构相对直碳链结构，在碳烟生成特性方面区别不大。

在一台缸内直喷汽油机上进行两次喷射策略的暖机试验，研究在暖机过程中，采用两次喷射策略时，两次喷射的喷油比例对缸内燃烧及排放的影响。实验结果表明，随着第二次喷油比例的增加和冷却水温度的升高，缸压峰值逐渐升高，缸压峰值相位逐渐提前；放热率峰值逐渐升高，放热率峰值相位逐渐提前；随着第二次喷油比例的增加，HC排放量逐渐降低；NOx排放量逐渐升高；微粒总数量浓度逐渐降低；微粒的粒径分布逐步向小粒径方向移动。

本文提出了一种新型自由活塞直线发电机（FPLG），用于小规模的有机朗肯循环（ORC）系统，从而有效地回收车辆发动机废气余热。样机以压缩空气作为驱动气源，在实现连续稳定运行的基础上，开展了大量不同工况下的实验研究，进而给出了进气压力、工作频率及负载电阻对活塞运动特性的影响。研究表明，随着进气压力的增加活塞振幅增大，运动对称性得到改善，活塞峰值速度明显提高。随着进气频率的增大，活塞对称性变差。当负载电阻为20Ω时，活塞获得最大峰值速度。在工作频率为2Hz，进气压力为2.8bar时，FPLG的转换效率可达到45.19%。

本文尝试以棕榈油甲酯为一种代替燃料，在柴油机上进行模拟计算，探究其排放特点。利用converge软件在压燃式内燃机上先是以棕榈油甲酯为燃料，改变喷油提前角，对气缸内燃烧进行数值模拟，探求其排放特性；再分别以柴油和棕榈油甲酯为燃料，对气缸内燃烧和污染物生成进行对比分析；发现喷油提前角在0°~13°范围内，随着喷油提前角的增大NOx的排放增加，颗粒物的排放减少；通过与柴油的对比发现，排放物变化规律大致相同，只是棕榈油甲酯所产生的NOx较少，但颗粒物相对较多，这与其含氧量高、热值低、粘度大等物理特性而引起的燃烧特性有很大关系。

为探究点火室射流火焰淬熄和点燃预混合气过程的一般特性，基于自主搭建的射流引燃系统可视化测试平台，采用纹影法和火焰自然发光法分别定量或定性地测量点火室射流火焰结构的发展和火焰强度。实验结果表明：射流引燃预混合气过程是主燃室点火能量累积，射流湍流能量转换，射流高温部分向低温部分传热的结果；点火室的混合气浓度控制对射流引燃系统的影响较大，精确控制点火室混合气当量比有利于提高点火稳定性，拓宽主燃室预混合气的稀薄极限；增大压力，点火室射流提供的点火能量增大，主燃室预混合气燃烧始点提前，燃烧持续时间变短；相同压力条件下，射流引燃过程受温度和混合气密度两个方面的影响，提高温度可以增大初期射流火焰传播速度。