通过Kong 模型，在CFD 软件中实现了湍流与反应混合效应的模拟，并对一台MR479q 发动机的缸内燃烧过程进行了仿真研究．为耦合化学反应过程，提出了一种新的适用于汽油机缸内过程仿真的汽油替代燃料化学反应机理，并用试验数据对该机理的着火延迟特性及火焰传播特性进行了验证．随后，将该机理与汽油机缸内CFD 模型进行耦合计算，实现了对MR479q 发动机的缸内燃烧过程的仿真．缸内压力计算结果表明：在2000r/min 时，仿真计算的缸内平均压力与台架测得的数据基本一致．从缸内温度和密度分布的变化可以推论出：在点火之后，火焰传播快速发生，且火焰向进气门方向的传播速度较大．结果表明：CO 排放随发动机转速升高而升高，NOx 排放随转速升高而减少，并且仿真计算结果与试验结果趋势一致．

对脂肪酸甲酯-乙醇(FAME/E)混合燃料在不同喷油压力和背压条件下的喷雾特性进行了试验，对不同燃油温度和环境温度条件下的喷雾特性进行了模拟．研究表明：FAME/E 的喷雾贯穿距随着喷油压力的升高而增大，而且试验得到的两种喷油压力下相同时刻的贯穿距平均相差16.98%，最大相差39.70%．数值模拟表明：在所模拟的时间段(0～1.2ms)内，当燃油温度分别为300、330 和360K，FAME/E 喷雾贯穿距离呈现逐渐减小的趋势，升高油温最大可使贯穿距减小2.95%；不同环境温度对喷雾贯穿距离的影响较大．通过研究末段基本稳定段(0.6,ms 以后)的SMD，当油温从300K 升高到360K，同一时刻下FAME/E 的SMD 的均值从15.14μm 减少到10.09μm；当环境温度从300K 升高到500K，同一时刻下FAME/E的SMD 的均值从15.14μm增加到22.74μm．

利用AVL BOOST 构建D19 型高压共轨柴油机的一维仿真模型，研究不同EGR 率对柴油机的性能与排放的影响，并为化学动力学计算提供初始与边界条件．分析了较高EGR 率(56%)中的主要组分CO2 和H2O 的热效应与化学效应对正庚烷的燃烧过程、关键中间产物及终产物生成的影响．计算结果表明：EGR 中的CO2会使C2H2和CO的生成峰值降低，氧化能力减弱，导致C2H2终值略有升高，CO 终值升高1 倍，NO 的最终体积分数降低81%,，其中CO2的化学效应在高温时小幅促进CO 和NO 的生成，对其他产物并不产生影响；EGR 中的H2O 对C2H2生成的影响比CO2更加明显，而CO 的情况则相反，其终值只有纯空气进气组分时的1/2，对NO 生成的抑制则弱于CO2，只降低了59%,，但这是其热效应与化学效应共同作用产生的结果．

提出了基于神经网络的零维预测燃烧模型，适用于发动机稳态和动态过程的燃烧计算．以建立高原增压柴油机燃烧模型为例，介绍了基于神经网络的零维预测燃烧模型的建模步骤，主要包括放热率计算、放热率参数化、构建和训练神经网络．介绍了缸压处理和放热率计算方法；以三韦伯函数形式拟合放热率曲线，增加一系列约束解决拟合参数的多解问题；构建并训练了神经网络，完成建模．通过训练误差分析、预测结果与试验数据的对比，对模型的预测精度进行了验证．

搭建一套试验台架用来模拟发动机鼻梁区冷却通道内的传热状况，采用与发动机缸盖相同的铸铁材料作为加热块，并且安装3 块石英玻璃用来观察沸腾发生时气泡运动状态．对不同流速、不同入口温度和不同系统压力状况下的沸腾传热特性做了相应的研究，为真实发动机冷却水腔内沸腾传热预测提供较为全面的试验数据．结果表明：沸腾起始点位置与通道流动参数有着直接关系，表现为速度越高、入口温度越低，沸腾起始壁面过热度越高；提高通道速度和降低冷却入口温度可以强化壁面对流换热程度，但对充分发展沸腾下的传热特性影响很小；增加系统压力，沸腾起始壁面温度越高，其增加幅度与饱和温度增幅大致相同．此外，控制系统压力是抑制沸腾过度发展的重要手段.

介绍了目前常用的氮氧化物(NOx)传感器的测量原理和特性，并以NOx 传感器对氨(NH3)交叉敏感这一特性为出发点，设计了基于NOx传感器的氨泄漏量闭环控制器(FBC)．比较了4 种常见的前馈控制策略，然后针对闭环控制需求对传感器信号进行相应的数值处理，使得信号具有更佳的线性特征，从而能够对排气中的NH3 进行有效区分．建立了选择性催化还原(SCR)系统喷射量的闭环控制模型，通过奈奎斯特稳定性判据和试验确定了最终的控制参数，实现了闭环控制的稳定．SCR 系统响应性能试验的结果表明：闭环控制策略能够在120,s 内完成对干扰的调整．排放测试表明：该闭环控制方法在大多数试验条件下可行，应用此策略的SCR 系统在ESC 和ETC 测试循环下的NOx平均转化效率分别能够达到82.4%和77.3%，NH3平均泄漏量在10×10-6以下．

基于甲烷气相反应化学动力学机理，耦合甲烷在铂(Pt)表面催化反应机理对微型自由活塞式动力装置带有催化燃烧的均质充量压缩燃烧(HCCI)过程进行数值模拟研究，实现了自由活塞运动与燃烧过程耦合的计算方法．在此基础上对微燃烧室底部添加催化剂的模型与未添加催化剂的模型模拟结果进行了对比．根据H2O2质量分数变化曲线定义了微自由活塞动力装置开始着火时段．通过数值模拟发现，催化燃烧可以使着火时刻提前，压缩比减小，滞燃期缩短，燃料燃烧产生能量的使用效率提高，拓宽微自由活塞压缩均质混合气着火界限；而且得到了催化作用对微燃烧室内温度、压力等因素的影响情况．结果表明：催化作用可以降低微燃烧室内最高燃烧压力及最大压力升高率，从而降低微自由活塞动力装置运行粗暴性，使工作过程平稳.

采用正庚烷/甲苯/环己烷作为柴油多组分替代燃料，构建了一个包含103 种组分和200 个反应的化学动力学简化机理，简化方法包括直接关系图法、敏感性分析法和反应速率分析法．在较宽边界条件下，对燃烧滞燃期及重要组分浓度进行验证，计算结果与激波管、射流搅拌反应器等试验数据吻合较好．结果表明：除传统C2＋C4 及C3+C3 生成苯环(A1)的反应，环己烷通过直接脱氢生成A1 的反应是另一重要路径．采用80%正庚烷＋10%甲苯＋10%环己烷(质量分数)的多组分替代混合物，可以较好模拟柴油燃烧反应动力学过程．

以大柴DEUTZ-BM6F1013 发动机的燃烧室为原型，采用FORTÉ 程序包建立了缸内燃烧的三维CFD 模 型．通过不同条件下模型计算值与试验值的对比验证了模型的正确性．基于纯柴油模式(1000r/ min、100N·m)工况点，计算了不同初始温度、初始甲醇混合气浓度下缸压的变化情况，结果表明：柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)模式随预混合气浓度和温度变化的运行边界可分为失火、爆燃和早燃3 个区域．在失火和早燃区域，预混合气浓度的极限值均较低，热效率不高，且存在停转的风险，不利于发动机安全可靠的运行；在爆燃区域，预混合气浓度的极限值受最大爆发压力的限制，可以维持较高的数值，且该阶段燃烧稳定，发动机热效率高．因此，进一步提高DMCC模式的掺醇比，应考虑使发动机运行在进气的中高温范围．

在一台加装了甲醇喷射系统的汽油机上，对不同比例甲醇汽油作用下的发动机怠速特性进行了试验．试验过程中将发动机转速及水温分别控制在800r/min 和90℃左右，调整甲醇和汽油的喷射脉宽使甲醇比例从0%逐渐增加至100%，同时保证混合气的浓度被控制在理论空燃比附近．结果表明：随着甲醇比例的增加，燃烧效率和指示热效率有所上升；缸内混合气的燃烧速度加快，燃烧持续期明显缩短；平均指示压力的循环变动系数逐渐降低；反映缸间差异的曲轴自由端0.5 谐次角位移振动幅值降低．HC、CO 和NOx 排放的平均值也随甲醇比例的增大而明显降低．