以某轻型商用车为平台，对混联式混合动力系统进行了选型匹配。在此基础上采用GT-SUITE软件搭建了车辆的仿真模型，以此进行整车的仿真计算及验证。计算研究表明，混联式混合动力汽车可以满足整车的动力性要求，其中0~50km/h加速性能可以提升24.64%。另外采用中国货车行驶工况（CHTC-LT）对整车进行了经济性计算，结果表明混联式混合动力汽车可明显提高整车经济性，其中CHTC-LT工况节油率可达22.2%。

基于有机胺吸收剂的化学吸收法能够有效捕集船舶烟气中的CO2，但吸收剂降解失效、挥发泄露会造成严重的环境问题。虽然傅里叶红外光谱仪能够实时监测挥发的有机胺浓度，但受限于高饱和蒸气压有机胺类蒸汽难标定问题，对胺类浓度的实际监测精度较低。设计了两种傅里叶红外光谱仪（FTIR）中高饱和蒸气压有机胺蒸汽浓度标定方法，分别为固定比例校准算法和基于循环神经网络的序列映射法。结果表明相较于固定比例法，基于循环神经网络的非线性序列映射法能够实现更好的校准性能， MAE下降了81.57%，MSE下降了70.05%，可有效反映船舶CCS系统对大气环境的影响。

混合动力汽车（HEV）是应对“碳达峰-碳中和”挑战的理想交通工具之一。最新HEV的高度复杂性导致了车辆故障诊断的困难，是目前HEV安全性和可靠性面临的重要挑战。本文中，建立了P2 HEV模型并利用中国典型城市工况（CTUDC）下的实验数据进行了验证。面向不同的故障诊断问题，分别建立了柴油机MAP模型、平均值模型和快速运行模型（FRM）模型。针对平均值模型，构建支持向量机（SVM）分类器故障分类器，将模型下载到iHawk实时平台进行了多故障模式故障检测的案例研究；针对FRM模型，以发动机失火故障为线索，利用转矩估计补偿方法对整车进行容错控制，并利用iHawk实时平台进行验证。证明了模型的简化程度与进行故障选取的内容紧密结合。

基于一台光学发动机进行了氨/柴油双燃料燃烧模式试验研究，深入探讨了不同柴油喷射策略对燃烧过程和火焰发展的影响。研究结果表明：在氨/柴油双燃料发动机中，对于单次喷射模式，适当提前喷油相位有利于促进油气混合，缩短滞燃期并增大缸压峰值。喷油时刻过于提前导致滞燃期增大，放热重心远离上止点，也不利于IMEP提高。单次喷射模式下的火焰主要分布于视窗边缘，两次喷射模式改善了缸内的混合气分布和活性分层使得燃烧火焰从油束末端向燃烧室中间传播，在燃烧室中心区域也存在明显的燃烧火焰。此外，两次喷射模式中预喷时刻提前，扩散燃烧比例下降，缸内峰值和放热率峰值逐渐降低，而燃烧相位整体滞后，同时发光强度逐渐降低。

柴油机后处理系统高度依赖于排气温度，为满足国六排放法规的限制，需要针对DOC，DPF，SCR进行排气热管理。在一台国六柴油机上进行了不同模式下的瞬态试验研究，研究三种喷射策略对后处理性能的影响，该策略分为正常模式（预喷+主喷），加热模式（预喷+主喷+近后喷），再生模式（预喷+主喷+近后喷+远后喷）。研究结果表明：在整个WHTC循环中，相较于正常模式，近后喷的加入使得排气温度提升了7%，近后喷与远后喷同时加入使得排气温度提升了24%，可满足SCR低负荷工况的排气温度要求。在低负荷工况下，加热模式下SCR入口排气温度相较于正常模式提升了48 ℃，再生模式下SCR入口排气温度相较于正常模式提升了299 ℃，SCR的最高转化效率均达到99%；再生模式下远后喷开启主要针对DPF再生，在再生模式下，DPF前端温度可达到612℃。近后喷与远后喷的加入在提升排气温度的同时，也使得油耗有所增加，近后喷与远后喷的同时加入使得整个WHTC测试循环的小时油耗增加了36%。

我国六阶段轻型车排放法规里新增了汽油车燃油蒸发控制系统(Evaporative Emission System ，EVAP)泄露车载诊断(On-Board-Diagnostics,OBD)要求，针对这一要求国内制造商分别选择借鉴了多种OBD系统和诊断策略，在蒸发系统内部真空基础上根据不同的检测原理进行泄露检测，但蒸发管路内或多或少存在液态燃油，本文针对这一情况以PHEV车型搭载油箱泄漏诊断模块（Diagnostic Module Tank Leakage，DMTL）系统为例进行测试分析，对于燃油蒸发系统设计上提供一定参考意义。

针对某型号船用柴油机的敲缸故障，提出一种基于振动和缸压信号的联合分析诊断方法。首先结合上止点传感器的脉冲信号，将振动和缸压时域信号根据柴油机曲轴转角位置转换为曲轴转角域信号。根据敲缸特征在曲轴转角域信号出现的位置对应的振动冲击判断柴油机敲缸激励源频率范围，通过带通滤波降噪提高敲缸特征信号的信噪比。最后基于四冲程柴油机工作周期与曲轴转角的关系对振动和缸压曲轴转角域信号提取故障特征，经过某型号柴油机多工况运行试验验证了本方法对识别柴油机敲缸故障的有效性。

选择性催化还原（SCR，Selective Catalytic Reduction）系统是柴油机脱除尾气NOx的核心，喷嘴雾化性能直接影响NOx转化率以及尿素结晶，压力旋流喷嘴比直流喷嘴更具性能优势。以新设计的一款压力旋流喷嘴为对象，结合试验数据，基于流体体积函数法，耦合喷嘴内旋流与喷嘴外近场喷雾开展三维数值模拟。精准获取旋流液膜厚度、液膜锥角。基于喷孔内部流场与喷雾液滴粒径SMD的数学关系模型，实现喷嘴结构对喷雾雾化性能的直接耦合研究。进而分析获得了旋流室长度、旋流室直径、出口段长度、出口段孔径等旋流喷嘴关键结构参数对喷雾性能的影响特性，得出：喷嘴几何参数调整需由气核生长情况判断；当气核发展充分时，减小旋流室长径比、出口段长径比，均可有效降低喷雾粒径，增强雾化效果。该新设计的旋流喷嘴具备喷雾粒径SMD值小于30μm的潜力。

氨作为一种氢载体，具有易于存储、体积能量密度高、可再生制备等优点，作为燃料燃烧不产生碳排放，有望成为实现船舶动力零碳排放的最佳解决方案。然而，氨也存在着点火能量高、火焰传播速度慢、NOx排放增加等问题。本文通过数值模拟方法研究了氨与活性燃料氢气掺混在预燃室式发动机中的燃烧与排放表现。研究结果表明：氢气掺混和当量比提高改善了氨气在稀薄条件下的燃烧特性，提高火焰传播速度发动机动力性。然而，较高的掺氢比和当量比会增加缸内燃烧温度，导致了NOx排放恶化。在当量比为0.5时，燃料机理主导了NO的生成。而随着当量比增加至0.7，燃烧温度显著提高，热力型NO的生成将超过燃料型NO。通过优化预燃室点火时刻，可以降低发动机NOx的排放。

化石燃料的燃烧造成的环境问题日益严重，船舶作为航运业的重要交通工具，每年向大气中排放了大量的CO2气体，CaO因其相对较低的成本、可用性和高适应性等优点而被广泛用于捕获CO2的应用中。借助Materials Studio软件的Castep模块，对CaO吸附CO2的作用机理开展密度泛函理论研究。论文主要研究了CO2在CaO（110）晶面不同位置的吸附性能，并基于吸附模型的几何尺寸、原子电荷进一步分析CaO吸附剂对CO2的吸附规律。研究结果表明：CaO（110）表面O Top位是吸附CO2的最佳位置，吸附能为-2.900 eV。通过模型原子电荷分析可知CaO（110）表面O Top位吸附CO2时原子间相互作用强，电子转移数目多且易形成新的共价键，这更有利于捕集船舶发动机废气中的CO2。