共轨系统喷射压力提高对密封提出了更高要求，紧密联接部件间密封能力及密封一致性影响因素较多，影响程度不同。通过有限元和实验方法研究装配方法、密封面形貌、密封面粗糙度、密封宽度、密封面平行度等因素影响趋势。结果表明，扭矩-转角法装配可大幅度提高密封一致性，密封面形貌与粗糙度及密封面宽度共同决定所需装配力。

相对于传统的点燃式缸内直喷发动机，对置活塞两冲程发动机的侧置喷射和侧置点火的特性使得着火核心偏移以及增加火焰传播距离，进一步使得混合气燃烧缓慢。为解决这个问题，本文设计并研究了适用于点燃式对置活塞航空煤油发动机的燃烧室。结果表明：#0活塞由于其简单平滑的顶面形状使得在涡流保持方面有较大的优势。#1和#2活塞的涡流强度明显较低，然而由于凹坑及导流槽的存在，在压缩过程中滚流强度的保持较好。对三种活塞来说，点火时刻缸内依然以涡流为主。#0活塞在火焰覆盖面积和湍动能的分布方面表现出较大的优势，然而#1活塞在湍动能强度方面有较大优势。就附壁油膜量来说，排气活塞顶面远低于进气活塞，主要原因是温度以及缸内气体运动方向的差异。总的来说，#1活塞虽然在新鲜空气损失方面略显不足，但在燃烧性能方面表现出较大优势，其具有较高的火焰传播速度、峰值燃烧压力和温度以及较短的燃烧持续期。

NOx是柴油机最主要的排放物之一，准确高效的对柴油机排放物中NOx预测能够实现对后处理系统中的选择性催化还原系统（selective catalytic reduction, SCR）尿素喷射量的精准控制。为了准确预测出柴油机排放中的NOx量，在一台高压共轨柴油机上进行索博尔空间填充试验，收集与NOx相关的各类传感器数据，构建出一个柴油机排放数据集。采用反向传播（Back Propagation, BP）神经网络模型梯度提升决策树（Gradient Boosting Decision Tree, GBDT）模型进行对比验证，并利用改进后的海鸥优化算法（Seagull optimization algorithm, SOA）对GBDT预测模型进行超参数优化。结果表明:相较于BP神经网络模型，GSOA-GBDT模型有较高的预测精度和稳定性，对NOx拟合程度R2 为0.972，平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE分别为51.860和77.444。表明GSOA-GBDT模型有较高的适应度和泛化性，为柴油机排放数据预测提供了新思路和方法。

基于西门子Amesim软件搭建了混合动力仿真平台，覆盖集成热性能的整车性能仿真和多系统机械响应联合仿真两大方向，并以某车型为基础，进行了验证和应用，结果表明，仿真平台可以准确仿真混合动力系统关键热性能和机械响应性能，可作为有效开发工具，应用于混合动力产品多维度性能开发。

电磁阀是高压供油系统控制喷油的关键部件，其响应性对喷油有显著影响。通过仿真研究了柴油受挤压从孔中流出后对整个流域速度及压力分布的影响规律。仿真研究了不同衔铁运动速度和不同衔铁结构对电磁阀气隙内挤压流动特性影响，并选出挤压流动特性理想衔铁结构。结果表明：衔铁速度越大，衔铁表面流体受挤压后压强越大，衔铁边缘和孔边缘射流速度越大，孔处流动越紊乱；与方形衔铁相比，圆形衔铁中心对称性好，隙间流体受挤压后向外流出路径短，故高压区面积减少了5.2%，隙间液体排出顺畅；圆形衔铁上，相比于圆形孔和导流槽，扇形孔表面流体受挤压后孔中部射流相互影响轻微，衔铁表面压强最小，所受阻力最弱，响应速度最快。实物验证可得，六个扇形孔均布的2号衔铁关闭延迟最快，较只有导流槽的3号衔铁缩短了30%。

本文在一台重型柴油发动机试验平台的基础上改造氨柴双燃料发动机，加装了一套电控喷氨系统，采用氨气进气道喷射，柴油缸内直喷方式，通过柴油喷射策略的变化，在中高负荷，50%氨能占比的工况下，开展了氨柴双燃料发动机的燃烧和排放特性优化研究。试验结果表明：柴油单次喷射的放热曲线呈现双峰放热曲线，通过采用柴油双喷策略，能够将双峰放热曲线融合成单峰放热，能够减低未燃氨排放，将氨燃烧效率提升10%；在双喷策略下，热效率随预喷量的增加呈现先增大后减小的倒“U”型曲线，在本文试验工况下，20%~30%预喷油量的策略，能到达最高49.1%的指示热效率。

本文通过数值模拟研究了主动/被动射流点火模式、发动机压缩比、主动喷射压力和掺氢率对射流点火氨氢发动机燃烧特性的影响。结果表明，高掺氨率和被动射流点火模式下，提高发动机压缩比对缸内混合气燃烧速度的影响较小。相比于被动射流，主动射流点火可以明显提高发动机在高掺氨率条件下的点火能力和混合气燃烧速度。增大主动喷射压力，能够加快缸内混合气燃烧速度，缩短燃烧持续期，但主动喷射压力过高会导致缸内氢气局部过浓，氢气燃烧效率降低。提高进气道混合气的掺氢率，可以提高氨氢的燃烧效率，提高射流火焰强度，加速缸内燃烧。在相同工况下，高压缩比氨氢主动射流点火发动机较低压缩比可提升指示热效率3.1个百分点。

湍流射流点火是一种可以有效提高发动机燃烧速度、扩大稀薄燃烧极限的技术。然而预燃室的结构参数对预燃室内混合气形成状态、预燃室射流形成状态以及主燃烧室内引燃状态具有显著影响。试验以一台单缸汽油机为研究对象，研究了主动预燃室喷孔结构参数对汽油发动机燃烧特性的影响。结果表明，预燃室的孔数及喷孔夹角对发动机缸内燃烧有显著影响，实验表明6孔预燃室相对于8孔和4孔预燃室，燃烧速度更快，峰值放热率更高。6孔预燃室有效燃油消耗率在各个空燃比下均最低，且稀薄燃烧极限最高。预燃室喷孔夹角会影响热射流在缸内的分布状态，进而会影响射流的引燃状态，预燃室喷孔夹角的角度过大和过小都会恶化缸内燃烧状态，喷孔夹角处在110°为最佳，射流夹角为110°时稀燃极限最高。

众所周知，信息技术的发展和智能基础设施的建设为解决能源消耗和污染物排放做出了巨大贡献。该研究充分利用获取到的网联信息，设计将混合动力卡车的运动规划和能量优化问题相结合的分层优化策略。该研究选用基于深度确定性策略梯度算法的分层框架，该结构分为两层，即上层运动规划和下层能量管理策略。同时考虑到该车动力构型的复杂性加入了预优化过程。实验结果表明与GLOSA策略相比，在行程时间相近的情况下所提出的策略的舒适性更好，并且燃油经济性可达到基于动态规划算法的能量管理策略的87.2 % ~ 90.7 %。简而言之，所提出的分层框架显示出更好的节能优势。

为了更好地解决内燃机燃油湿壁问题，对燃油撞壁后的蒸发过程进行主动控制，采用分子动力学方法研究了壁面温度、润湿性及粗糙结构对液滴蒸发过程的影响规律。结果表明：液滴在具有不同温度及微结构表面上的蒸发过程中，其形态变化较复杂。随着固液作用系数的降低，固液界面的热阻增加，由液相转变为气相的液滴分子的数量明显减少。在较大的固液作用系数条件下，随着壁面温度的升高，液滴分子总能量增加。随着固液作用系数的降低，壁面温度对液滴分子与壁面原子间能量的影响减弱。当固液作用系数较低时，在具有不同微结构的壁面上的液滴分子的总能量的排序为：光滑壁面>凹坑状壁面>网格状壁面>凸台状壁面>二级凸台状壁面。