针对某可调向心涡轮增压器，基于蜗壳流动周向非均匀性的分布规律，提出采用改进喷嘴座连接臂结构和非均匀布置可调导叶的设计方案，以降低涡轮级各部分的流动损失，提高涡轮效率．结果表明：改型后涡轮工作在发动机标定功率工况对应相似转速条件下效率相对提高值最大为5.18%，发动机最大转矩工况对应相似转速条件下效率相对提高值最大为3.57%；改型后蜗壳出口气流角变得更加均匀，蜗壳出口气流角与导叶开度角相接近，减小了喷嘴环区域的流动损失，解释了改型前、后涡轮效率提高的原因；改型后各叶轮流道流量的周向非均匀性明显降低，各叶轮叶片负荷周向分布更加均匀．证明改型方案对提高涡轮效率，降低叶片振动，延长涡轮有效使用寿命具有积极的影响．

控制阀是电控单体泵燃油系统中的关键部件，该阀通过快速打开导通高、低压油路，实现喷嘴处的断油控制，该过程是一个动态过程．通过理论分析得出，导致控制阀流场为非定常流动的原因是阀芯的快速运动和进/出口压力的瞬态变化使燃油产生加速度，该加速度使燃油惯性力增强．通过控制阀区域流场动态及稳态仿真计算对比了控制阀阀芯区域在稳态和动态条件下的流场特性，结果表明：随着开度的增加，动态时空化呈增强趋势，而稳态则呈减弱趋势；在整个打开过程中，动态与稳态下锥面进/出口燃油流速存在较大差异；小开度时稳态流通能力强于动态，大开度时则相反．

基于模型的柴油机性能预测可有效降低电控系统设计与标定成本．为此，采用纯燃烧产物与缸内气体总质量的比值描述工质的成分，改进了扫气模型及整个柴油机工作过程模型．通过引入燃烧产物所占比例改进了零维燃烧模型中的反应速率模型，建立了燃烧模型与扫气质量的联系．同时将扩散燃烧模型进行了简化和整合，使其能够响应多次喷射．结合燃油喷射模型，建立了一种基于零维燃烧模型的性能预测模型，该模型可响应喷油规律和缸内工质状态的变化．以某大型低速船用柴油机为例进行了仿真，计算结果与试验数据吻合良好，计算速度满足实时仿真要求，可用于柴油机电控系统设计与标定、性能优化等领域．

通过内燃机高海拔模拟试验台进行了二级可调增压柴油机不同海拔和工况性能试验，研究了高压级可变截面涡轮增压器(VGT)叶片开度对二级可调增压柴油机性能的影响，得到了不同海拔全工况VGT 叶片最佳开度脉谱．结果表明：在不同海拔下，大负荷工况VGT 叶片最佳开度随转速增加逐渐增大，中、小负荷工况VGT 叶片最佳开度随转速增加先减小后增大；随海拔升高，相同工况下的VGT 叶片最佳开度逐渐减小；与单级增压柴油机相比，海拔5.5km 二级可调增压柴油机最大转矩和标定功率分别提高了11.0%和11.8%，低速转矩平均提高了31.1%，适应性系数提高了19.2%，最低燃油消耗率和低速时燃油消耗率分别降低了4.8%和15.3%；不同海拔高、低压级增压器与柴油机的联合运行线均位于压气机较高效率区．

基于大涡模拟方法对一台燃用低热值气体燃料的发动机缸内湍流涡团与火焰相互作用过程开展了模拟，分析了缸内急燃期火焰传播过程中火焰前锋面上湍流涡核的分布特征，研究湍流涡团与火焰面的相互作用机理，并研究了涡对结构对火焰面传播的影响．结果表明：急燃期燃烧过程中，缸内背景湍流和火焰面相互作用，促使高强度涡核分布在火焰前锋面上，而涡核增大火焰面褶皱程度，火焰面面积增加，有助于更多高强度火核的产生；未燃区涡对的两个涡团相互逆向旋转导致火焰面受到局部的卷吸或者拉伸等作用，是火焰面出现明显皱褶的主要原因．

基于一台 2.0L 高压共轨柴油机，并结合自行开发的电子控制与信号采集系统，研究了包括不同喷油压力、循环喷油量和喷油时刻在内的共轨供油参数对柴油机离子电流信号特性的影响．结果表明：离子电流幅值与积分值随喷油压力、循环喷油量的提高与喷油时刻的提前而增大．在不同的共轨供油参数下，离子电流相位总是滞后于燃烧相位，但离子电流相位与燃烧相位的变化规律一致，证明了离子电流信号相位表征燃烧相位的可行性．

以吉利MR479Q 汽油机为试验对象，采用AVL SESAM FTIR 多组分气体分析仪和DEWETRON-CA 燃烧分析仪，对典型稳态工况下汽油机燃用不同掺混比例甲醇汽油时的常规和非常规排放点火正时调整特性进行了试验和分析．汽油机燃用甲醇汽油后转矩有增大趋势，相同工况最大转矩对应最小点火提前角(MBT)随甲醇掺混比例增大而减小．甲醇汽油不改变汽油机常规排放变化规律，但因燃烧过程改善，绝对排放量显著降低．非常规排放随甲醇掺混比例升高显著增大，甲醇体积分数为80%(M 80)时未燃CH3OH排放达0.9×10-3以上，CH2O 排放达0.25×10-3以上．相同甲醇汽油下，未燃CH3OH 排放随点火提前角增大而升高，CH2O 随点火提前角增大有所降低．

采用试验和数字模拟方法研究了两次喷射对增压直喷(TGDI)汽油机产生超级爆震的影响．结果表明：与单次喷射相比，两次喷射模式对超级爆震现象具有抑制作用；在两次喷射模式中，将第二次喷油结束时刻推迟至进气行程末期或压缩行程，会促进超级爆震现象发生，而增大第二次喷油的比例有助于抑制超级爆震；结合缸内温度分布模拟结果发现，由第一次喷油激起的润滑油油滴和第二次喷油引起的缸内温度场变化是形成超级爆震诱发热点的重要因素．

云空化的脱落溃灭演化作为空化的一种非定常运动现象常常发生于喷嘴内，其对随后的喷雾雾化有重要影响．基于可视化试验和大涡模拟(LES)针对一个2mm 方孔柴油喷嘴的准周期性云空化脱落和回射流进行研究．结果表明：流体在喷嘴入口锐边处产生流体分离，空化产生于回流区，随后流体的再附着和空化的溃灭结合产生回射流，使片空化脱落形成云空化．此外，云空化的脱落同时伴随着涡脱落，且在空化与流体界面处得到相对大的涡量．通过比对试验可知，大涡模拟可以很好地预测喷嘴内空化的初生、回射流和云空化脱落现象．

以两级增压共轨重型柴油机为研究机型，采用GT-Power 构建了其一维热力学仿真模型，对比模拟了柴油机采用两级增压(2TC)和单级增压(1TC)的变海拔(0、2 和4km)工作特性．结果表明：1TC 压气机效率在发动机低速和高速时随海拔升高而降低．对于2TC，低压级压气机效率在发动机低速时随海拔升高而降低，而高压级效率随发动机转速增加呈先升后降，且在0 海拔下高转速时显著减小；相比1TC，2TC 在高海拔下低速时的排气损失率显著降低，但传热与摩擦损失率增大，同时泵气损失随转速增大逐渐高于1TC；随EGR 率增大，1TC 压气机效率呈先升后降，且随海拔升高而降低．2TC 低压级效率随EGR 率增大而快速降低，而高压级效率呈先升后降，并在低EGR 率时随海拔升高而增大；随EGR 率增加，2TC 传热损失逐渐高于1TC，但能显著降低高海拔时排气损失率和改善NOx-BSFC之间trade-off 关系．