转子发动机是一种具有潜力的无人机动力设备，RP-3航空煤油是我军燃料通用化研究的重点研究对象。为此，开展航空煤油转子机的研究具有十分重要的科学意义。本文以Z160风冷转子机为研究对象，基于流体动力学仿真平台，建立并验证了转子机仿真计算模型。研究了转子机分别燃用汽油和航空煤油时，缸内流场分布、火焰传播过程、缸内压力变化等燃烧特性以及污染物质量变化。研究结果表明：（1）由于转子发动机特殊的旋转运动方式和燃烧室结构，缸内充量的流动非常复杂。（2）由于航空煤油的雾化特性较差，火焰传播速度较慢，在燃用航空煤油时，转子机的缸内压力峰值、压力升高率峰值和燃烧放热率峰值均小于汽油工况，火焰发展期和快速燃烧期较长，CO排放较高，缸内温度及NO排放较低。

轻型冷藏车使用范围广泛，应用场景多样，比如鲜肉运输、冷饮配送、果蔬运输、以及其他冻品运输等等。不同运输场景对应的行驶工况是不同的，行驶工况包含了整车行驶的特征，如车速、加减速、怠速等行驶特点，这些特征对于整车经济性具有很大影响。分析轻型冷藏车实际工况，需要构建不同场景下的行驶工况，对于降低整车经济性具有很大意义，为降油耗以及整车匹配方案提供建议。本文基于轻型冷藏车使用场景，收集多辆样车行驶数据，利用主成分分析以及K均值聚类的方法对工况进行分析归纳，构建此使用场景的行驶工况。

微纳米气泡；泡状流燃料；喷雾特性

目前，为了减少碳的排放，氢氨燃料与化石燃料的混合燃烧引起了广泛关注。为此，本文建立了NH3/H2/正庚烷扩散火焰燃烧系统，利用TEM对碳烟的物理特性和破碎特性进行了系统研究。研究结果表明：添加NH3/H2并不改变正庚烷火焰碳烟颗粒物理特性的演变规律。然而，掺混NH3/H2提高了碳烟团聚体分型维数，并降低了其团聚度。与此同时，NH3/H2的添加导致了正庚烷火焰中基本碳粒子的平均粒径有所降低，以及火焰顶部平均粒径的增长加速，并延缓了碳烟颗粒的纳米结构的有序化进程。此外，NH3的添加降低了碳烟团聚体发生破碎的可能性，并增加了基本碳粒子发生破碎的可能性。而同时掺混NH3和H2的情况却与此不同，其在增强团聚体破碎的同时减弱了基本碳粒子的破碎。

为研究大型氢发动机的燃烧、排放特性，基于一台13L六缸天然气发动机改造而来的单缸氢燃料低压直喷发动机，在低转速与中、高负荷下开展了性能试验研究。首先进行了过量空气系数、点火正时和喷射正时三种控制参数对氢燃料发动机性能以及燃烧特性影响的研究，了解了三种控制参数对于氢燃料低压直喷发动机运行性能的基本调控规律。在此基础上，进行了氢燃料发动机负荷特性的研究，探究了氢燃料发动机在0.28 MPa的最大进气压力下的运行边界，总结了不同性能参数的负荷特性规律。最后，对试验过程中出现的早燃现象及其成因进行了分析和讨论，结果表明，在运行过程中出现的轻微爆震是早燃发生的主要成因。

本文基于三线制恒压法测量氮氧传感器加热铂电极温度，分析了温度测量系统中误差因素，给出了温度标定方法。试验结果显示，温度测量值满足使用要求。

两级增压器具有增压度高、使用范围广的优点，可以作为恢复柴油机高原性能的解决方案。通过热力学分析软件AVL-Boost建立了两级增压中冷柴油机的仿真模型，调整边界条件实现了高原工况的模拟。研究结果表明：随着海拔高度增加，缸内压力降低明显，导致有用功减少，有效热效率最大降幅为2.39%。高原环境对机械损失、传热损失和燃烧不可逆损失的影响均很小，但会造成排气焓流的增加，从而加快了增压器转速，使得高海拔工况的总增压比提升。在保持喷油参数相同的条件下，5000m高原工况的增压进气压力为267kPa，输出功率为155kW，相比平原地区降幅仅为5%，说明两级增压器有助于恢复高原环境下的发动机动力性能。

利用基于重复控制的主动控制器“虚拟曲轴”，通过活塞运动轨迹控制自由活塞发动机中氨的HCCI燃烧过程，并以指示热效率为目标对活塞轨迹进行最优控制。研究表明：不同的活塞轨迹对指示热效率、峰值压力位置、点火延迟、氮氧化物排放等燃烧特性具有显著影响；通过改变活塞轨迹能够提高热效率、减小点火延迟、降低氮氧化物排放；经过优化设计的活塞轨迹可实现相同压缩比下的最优指示热效率。

目前火花点火天然气发动机缸内流动主要以涡流为主。为探索不同缸内流动下燃烧特性，基于CONVERGE数值模拟研究了缸内流动对标定工况下发动机燃烧过程与热效率的影响。结果表明，通过减小活塞喉口直径提高缸内挤流可以加快整个燃烧过程火焰传播以减小排气损失，但传热损失大幅增加导致热效率改善潜力较小。使用直进气道可以将缸内主要流动从涡流转变为滚流，加快燃烧初期火焰传播。然而，燃烧中后期火焰传播被减慢，导致快速燃烧期被大幅延长，热效率改善潜力为负值。直进气道和半球形活塞结合可以进一步加强滚流，使得点火时刻湍动能足够大，从而导致燃烧事件主要处于燃烧膨胀行程前半段，以至于整个燃烧过程火焰传播加快，热效率改善潜力提高。

柴油机是重型商用车的主要动力，在双碳背景下为了满足市场动力需求和严格排放法规的要求，柴油机的强化程度和污染物排放要求越来越高。本文以某高功率密度柴油机钢活塞组件为研究对象，通过试验与仿真相结合的方法研究了活塞环组结构参数对柴油机摩擦和密封特性的影响。并基于柴油机漏气量与环组摩擦损失功进行帕累托多目标优化得多活塞环组结构参数最优解集，分析结果表明：合理的活塞环组结构可以有效减少柴油机漏气量和降低活塞环组摩擦损失功。与原机对比，方案A的环组摩擦损功的降幅最大，达7.13%，减少了0.03kW，漏气量减少了1.80L/min，机油耗减少了0.07g/h；方案B的环组摩擦损失功下降了0.003kW，漏气量下降了2.24L/min，机油耗也下降了0.07g/h；方案C的漏气量降幅最大，达22.89%，降低了2.90L/min，机油耗降幅也最大，达6.67%，降低了 0.10g/h，但摩擦损失功只降低了0.002kW。