船舶尾气经湿法脱硫后变成饱和湿烟气，遇到冷空气极易形成白色烟羽，造成视觉污染。本文基于温湿图切线模型，采用直接加热法、空气加热混合法和冷凝法对20~30℃且相对湿度为80%的船舶烟气进行了消白设计，对于经湿法脱硫后30℃的烟气，空气加热混合法所需临界温升为直接加热法的49%，空气加热混合法工艺较简单，经济性更好。针对本文使用空气加热混合法为某船舶主机设计的除白烟系统方案，加装混合器可使烟气和空气混合更加均匀，通过CFD计算，在7.6%理想空气当量比下，混合器可使换热效率由4%提升至62%，13.7%的空气当量比是经济性较好的设计点，换热效率可达90%。

为突破氨在发动机中的燃烧局限性，促进氨燃料高效快速燃烧，提出了一种利用氢气射流火焰点燃氨燃料的方案。通过向主动式预燃室供给氢气，进气道内预混氨/氢燃料，实现氨在大缸径船用发动机上的稳定高效燃烧。基于数值模拟计算方法，探究了进气温度、掺氢比例和主燃室当量比对氨氢燃料着火特性的影响。研究表明，射流火焰可以在主燃烧室形成燃烧所需的温度条件和高活性热射流。在当量比为0.4，不掺混氢气的条件下，450K进气温度可以实现氨燃料发动机的稀薄燃烧，在掺氢比例较低时，射流点火对火焰发展作用更显著；提高掺氢比到10％可以使燃烧相位提前18°CA，但爆震风险增加；在320K进气温度和2.5％掺氢比条件下，主燃室在当量比最小为0.45的情况下正常着火，但随着更接近当量比的燃烧，指示热效率略有提升，主动预燃室氢射流点火的燃烧模式在实现氨发动机高效快速燃烧方面具有良好的潜力。

氢气由于其零污染，宽可燃极限等优点被公认为理想的内燃机替代燃料。缸内直喷的方式可以抑制回火，改善氢内燃机的性能和排放，但是喷射策略的优化比较复杂，因此利用CONVERGE软件进行数值模拟。从传质和流动状态角度分析了喷氢定时和燃烧室形状对混合气形成的影响。首先利用纹影试验拍摄了氢气射流发展图像并与仿真喷射过程进行了对比验证，证明了氢气仿真结果可以很好地预测氢气射流的发展。随后建立氢内燃机的几何模型进行数值模拟，研究缸内混合气形成过程。结果表明：孔数较多时，间距较小的射流之间由于康达效应阻碍了氢气的扩散，一定程度上抑制了与空气的混合。合理选择喷氢定时，利用燃烧室形状合理组织缸内流动可以显著提高缸内混合气的均匀性，且降低异常燃烧现象发生可能性。

基于某增程搭载车型性能需求，以提升续航里程为导向，开发的一款1.5L增程专用自吸发动机。通过台架性能开发及整车仿真验证，主要结论：1.增程专业发动机使用工况点更为集中，通过高效燃烧系统、催前EGR方案、阿特金森循环、电动化及热管理等技术措施，发动机最高热效率达到42%，同时大幅拓宽用户使用高效区。2.通过发动机与发电机高效区匹配，提升增程器总成效率，结合总成台架试验验证，最高油电转换率达到3.5kwh/L。3.相比基础机型，混动专用自吸发动机在整车WLTC馈电油耗收益0.58L/100km，续航里程能够提升12%。

为了研究碱土金属对Cu/SSZ-13的中毒作用，揭示其中毒机理，采用离子交换法合成了Cu/SSZ-13分子筛催化剂，并对其进行了不同浓度的Mg和Ca中毒处理。SCR实验和表征结果表明，Mg或Ca中毒后，Cu/SSZ-13催化剂的SCR活性明显下降，这是由于Mg和Ca减少了Cu/SSZ-13中的Cu2+物种和Brønsted酸位，同时增加了CuOx的含量。此外，催化剂表面的Mg和Ca会堵塞分子筛的孔隙，从而降低催化剂的比表面积，而Ca会进一步导致沸石骨架的部分坍塌。研究揭示了碱土金属中毒对Cu/SSZ-13的影响及其机理，为开发高效、耐碱土金属的Cu/SSZ-13 NH3-SCR催化剂提供了数据和理论支持。

为了提高车辆性能和能源利用效率，本文提出一种基于行星齿轮机构的新型飞轮混合动力系统（PGS-FHEP）。该系统由内燃机、控制电机、储能飞轮和行星齿轮机构组成，结合了机械飞轮储能系统的高效率和电机灵活可控的特点。利用杠杆法对PGS-FHEP系统进行了分析与建模，设计了基于规则控制的整车能量管理策略，并在不同测试循环下进行了仿真验证。结果表明，与传统手动变速器汽车相比，应用PGS-FHEP混合动力汽车的燃油经济性可提高50%以上，加速性能可提高28.01%。制动能量回收效率可达60.61%，其中储能飞轮可直接回收37.85%的制动能量。

船舶碳捕集系统应用MEA吸收剂难以满足未来更加严格的排放法规，因此需要开发新型船舶CO2吸收剂。本文提出了一种有效的新型有机胺吸收剂混合策略，即将具有高吸收性能的四乙烯五胺（TEPA）与具有优秀解吸性能的N-甲基二乙醇胺（MDEA）进行混合，来同时提升吸收剂的吸收解吸性能，并筛选出TEPA/MDEA混合胺吸收剂的最优配比，以及分析TEPA和MDEA所发挥的作用。在此基础之上，针对船舶发动机条件下的温度、CO2浓度，SO2以及NO浓度变化对吸收剂吸收解吸能力的影响进行了研究。研究结果表明：TEPA/MDEA的最优摩尔比为7：25，在此配比条件下的吸收剂初始吸收速率与MEA相同，最大CO2负载量相对于MEA提升了60%，解吸效率提升了78.1%，解吸能耗降低了25%。在TEPA/MDEA混合胺吸收剂中TEPA负责与CO2进行反应，MDEA负责转移质子。吸收温度和CO2浓度的增加均会提升吸收速率，但是吸收温度升高会降低最大CO2负载量。解吸温度升高可以让解吸性能得到全面提升。SO2和NO的存在均会导致TEPA/MDEA混合胺吸收剂性能的降低，但是由于SO2和NO的浓度较低，在运行时间不长的情况下内对吸收剂的影响比较低。

随着国家排放法规越来越严苛，各大汽车厂商都在开展发动机新机型的研究，为了兼顾成本，自吸发动机成为各大汽车企业重点关注的对象。东风也在积极开展相关工作，第一代1.6L自吸发动机（代号A16）已经成功投放市场，为进一步提升在发动机领域的竞争力，研发出一款1.5L自吸发动机（代号C15DR）。C15DR围绕性能升级开展了大量工作，采用了350bar直喷燃烧系统、DVVT等关键技术，并系统性优化了进排气凸轮型线、气道、燃烧室形状等。采用性能仿真和光学发动机试验相结合的方式，开发出了最合适的燃烧系统。相较于A16，C15DR在排量降低的基础上，最大功率相当，最低比油耗降低5.8%。

在氨/柴油双燃料发动机排气管上加装了DOC+SCR后处理装置，用于去除尾气中的HC、CO、NH3、NOx、N2O等污染物。研究结果表明，氨/柴油双燃料发动机的HC、CO排放随着氨比例的增大而上升，在50%负荷下，40%替代率时相较于纯柴油模式其排放分别上升了132.2%和68.2%。同时NOx排放会随着氨替代率增大而下降。尾气在经过DOC后CO转化效率在50%负荷时从纯柴油时的100%下降到40%替代率时的18.9%，而HC的转化效率与氨替代率无关；NOx在DOC中可以被尾气中的NH3还原；同时NH3在DOC中被氧化为N2O和NOx，是导致N2O排放激增的主要原因，并且50%负荷时相较与75%负荷，更多的NH3被氧化为N2O而不是NOx。经过SCR后，尾气中的NOx、N2O与NH3排放进一步下降，但受氨氮比的影响，SCR出口处NOx或NH3排放较高；N2O在SCR中转化效率较低，在50%负荷30%替代率达到最高为47.8%。

随着国家油耗和排放法规越来越严苛，各大汽车产商都在开发增压发动机，在动力性能提升的同时也带来了散热量增大的风险。东风某增压发动机在散热量方面已经开展了大量的工作，但搭载车型在热平衡试验中依然出现了发动机水温不平衡的问题。针对该问题，本文进行了深入研究，从整车出发系统性梳理了散热量影响因素，并提出了相应的优化方案。发动机方面采用仿真和试验相结合的方式对水套隔板进行了设计优化，实测发动机散热量降低了2~5%；整车方面也采用了进气格栅及散热器加大等优化方案，最终该车型整车热平衡试验顺利通过。