摘要： 作为传统的汽车动力源，发动机是造成汽车NVH（噪声振动粗糙度）的主要因素之一，控制其振动噪声是降低汽车振动噪声的重要方法。目前，发动机中振动大的部件大多是通过模拟和实验确定的。主要的改进方法是传递路径的优化，这需要更多地分析激振力对整机振动的影响，而且优化空间有限。针对这一问题，以某汽油机为对象，研究发动机振动和噪声控制方法。提出了一种振动激振力和传动路径联合优化的方法，以实现对发动机振动噪声更有效的控制。基于发动机有限元模型和多体动力学分析得到的激振力，采用模态频率响应法和瑞利积分法对整个发动机进行了表面振动和噪声分析。结果发现，多阶频率的振动速度峰值出现在油底壳底部，油底壳在1200Hz和1333.3Hz附近因共振而振动较大。在4000r/min时，凸轮轴盖的振动加速度峰值在1200Hz时更为巨大，需要进行优化。辐射噪声的峰值主要集中在油底壳的底部。通过进行发动机振动试验，将缸体和前端盖表面振动的模拟结果与实验结果进行了对标。发动机模型和振动计算结果的可靠性得到了验证。通过对振动的激振力贡献和模态贡献的分析，从振动源和传递路径两个角度研究了发动机振动噪声的控制，实现了发动机振动和噪声的降低。对凸轮轴盖振动的激振力贡献进行了分析，发现凸轮轴轴承力是1200Hz时盖振动的主要激振力贡献。正交实验的设计以凸轮轴轴承力为对象，以轴承的刚度和凸轮的轮廓等参数为因素。根据敏感性分析结果，对各参数的值进行了优化，结果是在1200赫兹时，凸轮轴轴承力减少了57.4%。基于模态叠加法，分析了油盘振动的模态贡献。确定1200赫兹处油底壳振动的主要模态贡献是36阶发动机模态，通过拓扑优化，模态频率提高了3%。通过仿真验证，发现油底壳在1200Hz处的振动速度降低了6.1dB，凸轮轴盖的振动加速度降低了6.4dB，整个发动机表面辐射噪声的峰值声强降低了9.4dB。提出了对振动的激励力和传递路径进行联合优化的方法，实现了对发动机振动噪声更精确有效的控制。

为了控制RCCI发动机的污染物排放，在一台电控共轨柴油机上进行甲醇/柴油RCCI模式耦合后处理系统的污染物排放试验，研究了外特性下柴油机氧化催化器（DOC）、催化型颗粒物捕集器（CDPF）和选择性催化还原催化器（SCR）对甲醇/柴油双燃料发动机污染物排放的影响规律。结果表明：随着甲醇比例增加，双燃料发动机的CO、HC、NO2、HCHO和CH3OH排放增加，NO2/NOx比值显著提高，Soot排放降低而NOx排放在低转速时增加，中高转速下明显降低。后处理系统在中低转速区间对排气污染物转换效率较高。双燃料模式下DOC后端氧化升温明显，NO2排放和NO2/NOx比值经DOC催化后显著降低，而纯柴油模式下呈相反趋势；CDPF对Soot的平均捕集效率超过90%；SCR催化反应显著降低NOx的同时会导致N2O排放增加，甲醇的加入可在一定程度上减少N2O生成。

以解放动力CA6DM3-56E66柴油机为载体，研究米勒循环凸轮轴+可变截面增压技术在国六柴油发动机上的应用，通过模拟计算确定了米勒循环凸轮轴的型线方案，并配合可变截面增压器的合理匹配以及ECU数据的优化标定，使得米勒循环结合可变截面增压技术在该发动机体现出了良好的效果，降低了该款发动机的油耗与氮氧排放水平，探索出了一条低排放的重型柴油机设计路线。

不同材料的传热系数不同，因此温度梯度存在差异；相同材料不同冷却条件下温度梯度也存在差异。通过测量不同缸盖材料试棒温度梯度得出：HT250温度梯度为12.5℃/mm，温度梯度HT250＜HT300＜RuT400，且系数比例为1:1.13:1.49；结果可应用于新机型设计开发时对缸盖火力面温度评估。

采用ABAQUS分析软件对高温燃气蝶阀进行模拟计算分析，分析阀门在不同工况下的温度场、应力场及最大当量交变应变范围，计算模式1、模式2下关闭/开启模型的蠕变、疲劳损伤并进行叠加，对其进行疲劳寿命校核，当阀体、阀座和阀瓣在给定工况序列的使用条件下的线性累计损伤均小于规范值时，即确定该阀门满足要求。

内河混合动力船舶是一种适应内河航道和港口环境的新型船舶，具有节能减排、安全高效等优点。然而，由于其船型小、运行模式和航行环境复杂、动力配置及传感器测点与海船存在差异，导致其能效管理和能效优化具有不同的需求特点。结合项目针对7500吨级散货船开发一套适用于内河混合动力船舶的智能能效管理系统，通过建立能效评估算法和灰盒航速优化算法，实现了能效分析评估功能和航速优化功能，并提供了燃料信息管理和报告管理等辅助功能。在实船应用中经过模型训练和营运测试验证，证明了该系统能够为船舶提供有效的航速优化建议，降低油耗3.07%。该研究成果为内河混合动力船舶的能效管理和优化提供了一种有效的方法和工具。

在当今碳达峰碳中和以及全球化石能源分布不均衡的背景下，面向未来的人工光合作用或成为解决问题的关键，实现光热耦合催化CO2和H2O一步还原为可再生合成燃料，在催化剂的选择设计以及反应机理的研究方面则是更为关键的一步。其中TiO2因其优异的光热化学特性，广泛用于CO2的光热还原中。但目前TiO2的光热催化机理不明确，还缺乏有效的改性手段增强催化活性。 研究通过水热法对TiO2载体进行改性合成了锐钛矿相的TiO2纳米带材料，并在此基础上通过多种方法进行与金属Bi的掺杂。通过对不同方法改性的TiO2催化剂进行光热催化还原CO2和H2O的性能和选择性评价，同时通过XRD、Raman、BET、SEM、EDS Mapping、TEM、XPS、UV-vis DRS、PL、TR-PL、CO2-TPD以及in-situ DRFITS等理化特性、光化学以及原位表征技术对催化剂进行分析，揭示了载体改性、半导体复合、金属负载和掺杂对催化剂的催化性能、理化特性、光热特性的影响，进而阐释CO2催化还原机理，为改善催化剂的选型设计提供了理论指导和数据支撑。

超临界二氧化碳发电系统循环参数简易优化设计方法的缺失，给系统参数设计方案的评估和选择带来了不便。基于超临界二氧化碳简单循环发电系统热力学模型，对多工艺参数综合影响下循环效率的变化规律进行了研究。结果表明，随着系统最高压力的提高，循环效率随压缩机入口压力和入口温度的变化趋势均存在两种规律的转变。当系统最高压力低于临界值时，循环效率随入口压力的增加而降低，随入口温度的增加先增加后降低；当系统最高压力大于临界值时，循环效率随入口压力的增加先增加后降低，随入口温度的增加而降低。通过分析循环效率随压缩机入口参数变化规律发生转变的原因，提出了循环最高压力临界值的计算方法，提出并验证了一种超临界二氧化碳简单循环参数优化设计方法，可显著提高循环参数寻优效率。

基于示功图原理，建立一种能精确测量发动机发火状态下整机摩擦功的测试系统及分析方法，并结合发动机性能边界控制，研究机油泵结构和机油粘度对整机摩擦功的影响，预测不同方案切换后的油耗变化，指导发动机的降摩擦节油设计。结果显示，两种机油泵状态下更换低粘度机油，全MAP区域整机摩擦功均减小，低负荷区域节油更明显；用户工况下，机油粘度从HTHS 4.2切换至HTHS 2.9后，单级机油泵的节油率为0.84%，双级机油泵的节油率为0.66%。

柴油机氮氧化物排放预测神经网络模型的预测效果受数据质量影响较大。本文拟针对实车传感器测量数据集开展车联网大数据预处理研究，以期改善深度学习模型预测训练过程、提高预测精度。本文对比了相关性分析和主成分分析两种变量筛选方法的神经网络预测效果，结果表明相关性分析法的模型预测精度更高，而主成分分析运算速度更快。本文提出了一种基于神经网络预测模型绝对误差的Z-score异常点剔除法，构建了符合Z-score原理的近似正态分布数据集，分析不同数据剔除范围对氮氧化物预测精度的影响。经过变量筛选和异常点剔除，模型决定系数、均方误差、绝对误差分别从0.895、0.0085、0.0649变为了0.923、0.0063、0.0574，模型的运算单次迭代时间由225μs降低至了150μs。