本文采用层级扩展法构建了一个包含111种组分和542个反应的正庚烷/丁基苯/多环芳香烃柴油多组分替代模型。首先通过基于误差传递的直接关系图法、敏感性分析和生成速率分析等方法对丁基苯详细机理进行简化，然后利用敏感性分析并结合遗传算法对该模型的关键动力学参数进行优化调整。验证结果表明：优化后的动力学模型在点火延时、层流火焰速度和预混火焰组分浓度等方面均能够与试验结果吻合较好。最后通过KIVA-3V耦合CHEMKIN方法对该模型在实际发动机工况下进行多维数值模拟验证，其预测结果与发动机试验数据保持一致。

为了研究稀燃阶段NO₂/NOx比例对NSR催化剂的NOx存储性能影响，本文利用改进的溶胶凝胶法结合浸渍法制备了Pt/Ba0.15Ce0.15/γ-Al₂O₃催化剂，并通过X射线衍射（X-ray diffraction，XRD）和X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy，XPS）对催化剂的理化性能进行了表征。结果表明：CeO₂（111）晶面尺寸为5.7 nm，且Ce元素主要以Ce4+存在，Ce3+/Ce4+=0.127，表面化学吸附氧（Oads）与晶格氧（Olat）的比例为：Oads/ （Oads+Olat）=0.561。通过模拟气试验研究了在不同温度下NO₂/NOx比例对催化剂存储NOx性能的影响。结果表明：在350 ℃时，催化剂具有对NOx的最佳存储性能，存储饱和时NOx存储量为641.14 µmol/gcat；随 着NO₂/NOx比例增加，NOx溢出速率降低，存储饱和时间增加，表明提高NO₂/NOx比例能显著提高催化剂的NOx存储效率。

为提高气体机稀薄燃烧时的燃烧性能，解决天然气发动机在稀薄燃烧情况下点火能量高以及火焰传播速度慢的问题，本次研究提出利用强氧化性的臭氧对燃料进行改质，进而提高天然气燃烧性能的思路。通过Chemkin软件研究臭氧添加对甲烷滞燃期的影响，并对改善燃烧的化学机理进行了初步探索。试验结果表明添加臭氧后，某些重要基元反应的温度敏感性、自由基和中间物质的浓度和出现时间发生较大变化，进而改善了甲烷的点火特性。

本文针对柴油机微粒捕集器（DPF）的再生展开相应的研究。利用降怠速再生试验（Drop-to-idle，DTI）确定载体碳载量限值，利用台架试验研究了缸内次后喷（LPI）基于不同再生温度与再生时间对再生效率和排放性能的影响。结果表明：3.0 g/L的碳载量水平满足DTI的试验要求且适宜再生试验研究，可避免在再生突然中断后DPF内部温度迅速升高，避免载体烧融；再生时间维持在2 min左右，再生时DPF出口温度维持在500 ℃左右时，DPF再生效率高达98%，装载碳烟几乎完全燃烧，且DPF内部温度和出口温度可控，保证了DPF安全可靠再生，同时增加了DPF使用寿命；对整个再生过程中尾气成分进行分析和计算，发现柴油机尾气中HC为主要二次污染物，且排放相对较大。

本文以6S50ME-C8.2型船舶低速二冲程柴油机及其余热回收系统为研究对象，根据模块化建模思想分别建立了柴油机、余热锅炉、动力涡轮以及蒸汽轮机的数学模型，基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了其仿真模型，根据试验数据验证了柴油机和余热锅炉仿真模型的准确性，并对整个系统进行了稳态仿真和动态仿真，研究成果可为船舶柴油机余热回收系统的设计方案提供参考，为控制系统的策略性研究打下基石。

本文利用GT-Suite软件分别构建了车用内燃机与有机朗肯循环系统仿真模型。针对车用内燃机仿真模型，分析了在外特性工况下，车用内燃机排气余热特性。进而将两者耦合，构建完成车用内燃机-ORC联合系统仿真模型。采用优化后的拉丁超立方法设计了车用内燃机-ORC联合系统实验空间，共得到1300个试验工况点，在此基础上采用最小二乘法建立了联合系统优化模型，以联合系统净输出功率最大为优化目标，采用遗传算法，同时对联合系统喷油正时、排气提前角、膨胀机转速与工质泵转速四个关键运行参数进行了优化。

本文详细论述了从美国引进的16V265H型柴油机燃油喷射系统结构及其特点。通过对16V265H型柴油机电控单体泵燃油喷射系统喷油泵、喷油器、供油凸轮的实体测绘得到了燃油系统的结构参数。通过对该电控喷射系统各零部件结构进行分析，得出喷油泵柱塞工作直径22mm，升程28mm；采用9喷孔均匀分布喷油器且针阀升程为0.5mm；电磁阀升程为0.3mm；供油凸轮最大升程30.3337mm且为函数型凸轮。其结构特点可为后续优化电控喷射系统以及国产化研究奠定基础。

在光学发动机上展开掺氢对CNG-柴油双燃料发动机燃烧过程影响的可视化研究。结果表明双燃料发动机的燃烧过程可分为滞燃期、引燃期、速燃期、后燃期四个过程。速燃期主要是HCNG的预混燃烧，HCNG有火焰传播与压燃两种燃烧方式。添加氢气使滞燃期缩短，通过增加着火点的面积改善燃烧特性，特征时刻提前出现但其变化率逐渐降低，氢气有一定的助燃作用，但主要影响的是引燃期和速燃期。

本文以5WY-2817A汽油机喷嘴为研究对象，旨在提高该发动机进气道的流动特性，利用UG软件对该喷嘴进行实体建模，通过喷雾稳态试验对模拟计算提供边界条件。利用AVL-FIRE软件进行喷嘴的稳流三维数值模拟计算，研究了不同压力室高度、喷孔分布直径和阀座锥角对喷孔处压力与速度的影响关系。研究结果表明，压力室高度0.2mm，喷孔分布直径1.4mm，阀座锥角43°时喷孔处的燃油流动特性最佳，该结构优化可作为改善该喷嘴雾化性能的最佳方案。

基于可视化技术和透明喷嘴分析了喷孔内线空化流动对喷雾锥角的影响，为柴油机启喷阶段和喷油末期喷雾锥角的骤增与波动提供一种合理解释。研究表明：锥形喷孔可以有效抑制几何诱导空化的出现，同时有利于线空化的出现；不同的针阀升程下喷嘴内出现了α型和β型两种线空化。α型线空化主要出现在低针阀升程下，其强烈影响着喷雾锥角大小。