针对压燃式发动机燃用汽油/柴油混合燃料稳态及瞬态工况下的燃烧及微粒排放粒度分布特征进行了试验研究，分析了汽油掺入比例及EGR 对发动机稳态及不同瞬变率的恒转速增转矩瞬变工况超细微粒数量排放的影响规律．结果表明：在大负荷工况下采用高汽油掺入比例的汽油/柴油混合燃料能够在不引起NOx显著增加的前提下进一步降低排气烟度，有助于拓展预混合燃烧过程负荷工况范围；但较高汽油掺入比例易导致油气过度混合，对HC 及CO 排放有不利影响，尤其会导致小负荷工况下CO 排放显著增加．综合考虑不同负荷工况下运行情况，认为汽油掺入比例在40% ～50% 左右较为适宜．燃用汽油/柴油混合燃料时排气颗粒物更趋于细化，其微粒几何平均粒径较柴油明显降低．瞬变工况增负荷过程中，各模态微粒数量浓度均有所升高，随汽油掺入比例增大积聚态微粒数量增加程度变缓，当汽油掺入比例达到50% 时，在高瞬变率工况时积聚态微粒数量无明显增加．高比例EGR 条件下，瞬变过程中积聚态微粒数量浓度在增负荷初期便急剧增加，燃用汽油/柴油混合燃料有利于缓解瞬态工况积聚态微粒数量急剧增加的程度．

为更好地理解润滑油成分对发动机性能及排放的影响，选用两种不同的矿物基础油用于发动机润滑，并采用AVL 五组分尾气分析仪测量发动机气态排放，利用微栅收集发动机颗粒物．借助于图像处理软件研究颗粒物的粒径分布、分形特征及回转半径分布等参数．试验结果表明：低黏度的基础油恶化了发动机的动力性及经济性，也增加了未燃HC 排放．低负荷工况下，低黏度基础油150 N 基本粒子直径为40.625 nm，高于350 N 基础油的36.237 nm．同时，150 N 基础油也增加了颗粒物的回转半径，但基础油对颗粒物空间结构影响不大．低负荷工况下颗粒物分形维数值在1.4 附近，高负荷在1.1 左右．总之，由于其挥发特性及热特性的差异，润滑油基础油对发动机排放尤其是颗粒物排放有明显的影响．

基于碳烟测试标准方法(预混合稳定滞止火焰法)，研究火焰温度对预混合乙烯火焰中碳烟生成的影响，为发展和验证碳烟模型提供标准试验依据．试验表明：碳烟生成对火焰温度非常敏感．火焰温度约在1,650～1,750 K 范围内对碳烟生成更有利，碳烟体积分数更高；在此范围之外，火焰温度对碳烟生成都有一定的限制作用；当火焰温度约为1,580 K 时，反应动力学速率较低，碳烟成核与长大缓慢，碳烟体积分数较低；当火焰温度约为1,872 K 时，尽管此时碳烟成核反应动力学速率较高，但受碳烟成核过程热力学可逆性的影响，碳烟成核与长大显著受限，碳烟体积分数显著降低．

在对冲扩散火焰中对乙烯-正庚烷混合燃料的燃烧进行了模拟研究．耦合的反应机理包含正庚烷的裂解、C0-C4 核心小分子反应、初始苯环生成、拓展到六苯并苯(A7)的PAH 化学和包含36 步成核反应的碳烟表面机理．在预混火焰中对正庚烷的燃烧进行了模拟，得到的关键组分的浓度变化与文献中的试验数据吻合较好．在对冲扩散火焰中对乙烯-正庚烷掺混燃料的燃烧进行模拟，结果显示：随着正庚烷掺混比的增加，碳烟体积分数(SVF)、苯及PAH的峰值均呈现先增加后降低的趋势，当掺混比为5%时，SVF 的峰值达到最大．对苯的生成进行详细分析，发现丙基和甲基在这种协同效应中起着关键作用．此外，随着掺混比的增加，苯与PAH 的反应生成区逐渐往氧化剂侧移动，越过滞止平面后苯的生成率和消耗率均大大降低．

以某型高压共轨柴油机为研究对象，研究试验样机燃用BD20 混合燃料时，DOC＋DPF 后处理装置对其排气颗粒理化特性的影响．结果表明：外特性工况下，试验样机连接DOC＋DPF 后，聚集态颗粒数量浓度降幅最高达99.4%，而核态颗粒数量浓度降幅不如聚集态颗粒．随试验样机转速上升，DOC＋DPF 的捕集效率呈上升趋势．此外，试验样机连接DOC＋DPF 后，多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons，PAH)排放质量下降91.5%，所检测的19 种PAH 组分中，有17 种组分排放质量减少，DOC＋DPF可使PAH 等效毒性下降93.9%．

为了有效降低柴油机微粒捕集器DPF 压降，通过建立DPF 灰分模型和压降模型，运用数值计算的方法研究了非对称孔道DPF 的压降特性及其影响因素．研究结果表明：增大DPF 进、出口孔道直径比，进口孔道排气流速减小，孔道壁面前端渗流速度减小，孔道壁面后端渗流速度增大，排气流经出口孔道流速增大；增大DPF 进、出口孔道直径比能降低DPF 压降；随着碳载量、灰分量以及排气流量的增大，增大DPF 进、出口孔道直径比对降低DPF 压降效果更加明显；孔密度最优值随进、出口孔道直径比增大而减小．

在一台增压中冷高压共轨柴油机上进行了恒转速增转矩典型瞬变工况下烟度劣变的成因分析，并确定了适用于瞬变工况劣变性能分析的评价参数．研究结果表明：瞬变过程烟度峰值较稳态工况恶化了17.5 倍，供油量、转矩和进气量的滞后程度依次增大，而减小发动机加载率、增大加载起始点负荷或减小恒定转速均有助于改善发动机瞬变性能劣化程度；表观上供油和供气速率不匹配、低燃烧速率和燃烧相位滞后造成的燃烧劣变在缸内物理场中可以归因于缸内油气混合气驱动能量的不足；与稳态工况相比，瞬态工况的燃烧反应基团在φ-T 图碳烟(soot)生成岛中更大的体积比例和更长的停留时间导致缸内局部浓混合气比例增大；缸内油气混合状态与soot 生成量呈现出显著的相关性，是造成soot排放恶化的主要原因．

汽油机是中国、美国和日本等国家乘用车和轻型货车的主流动力．随着汽车排放法规加严，汽油机颗粒物(PM)和可挥发性有机物(VOCs)排放以及在大气中形成雾霾等问题广受关注．围绕直喷(GDI)汽油机缸内碳烟生成机理、GDI 汽油机和进气道喷射(PFI)汽油机的一次颗粒物排放特性以及汽油机尾气排放生成二次颗粒物机理等的国内外研究进展进行综述．已有研究表明：GDI 汽油机碳烟排放主要来源于附壁油膜的池火燃烧和缸内局部浓区的燃烧，燃油喷射策略和混合气组织方式对缸内碳烟生成有重要影响；GDI 汽油机颗粒物的排放水平要远高于PFI 汽油机以及装有颗粒过滤器(DPF)的柴油机，但GDI 和PFI 汽油机排放颗粒物粒径分布特征总体相近；汽油机排放生成二次颗粒物质量要远高于其生成的一次颗粒物，二次颗粒物有相当一部分来源于汽油机尾气中VOCs 生成的二次有机气溶胶(SOA)．

机动车尤其是柴油车颗粒物是大气PM2.5 的重要来源，建立燃料特性与颗粒物之间的内在联系，从燃料角度控制柴油机颗粒物排放十分重要．笔者选取了多种理化特性不同的适用于压燃式发动机的燃料，采用SMPS、HRTEM、TGA、热光碳分析仪和GC-MS 等测试仪器，系统研究了燃料特性，如硫含量、芳烃含量、氧含量及其他物性参数等对排放颗粒物理化特性的影响，旨在建立燃料特性与颗粒粒径分布、纳米结构、氧化活性及化学组分之间的内在联系，为机动车PM2.5的排放控制提供科学参考．

发动机前端附件驱动系统布局对其性能有重要的影响，探讨了发动机前端附件驱动系统布局设计的要点，给出了自动张紧器的张紧臂支点位置和张紧臂角度确定的原则和计算方法，分析了自动张紧器弹簧刚度、臂长等参数对多楔带张力的影响．提出了发动机前端附件驱动系统多楔带张力的计算方法，讨论了附件轮布置次序对发动机前端附件驱动系统稳态特性的影响，并提出了改善附件驱动系统性能的方法．最后，给出了一个实例，验证了提出的计算方法的有效性．