采用实验测量和模拟预测相结合的方法，通过构建详细的机理并开展零维动力学模拟，研究等离子体催化CH4/CO2重整过程中等离子体活性物质对表面反应动力学的强化效应。结果表明：等离子体与催化剂的协同对CH4和CO2的活化转化能力远强于纯等离子体；动力学模型对反应物的消耗和产物的生成具有良好的预测能力；活性自由基与吸附态物质之间的E-R反应具有较高的反应活性，能有效改变并促进表面反应路径，如等离子体强化的E-R反应CH3(s) + O → CH3O(s)的速率比相应的吸附态物质之间的L-H反应CH3(s) + O(s) → CH3O(s) + Ni(s)的速率高4个数量级；等离子体催化CH4/CO2重整过程中的表面反应路径主要以气相物质与表面吸附态物质之间的E-R反应为主。

微乳化甲醇柴油微爆能够促进燃油雾化改善油气混合状态，然而微乳化甲醇柴油的蒸发微爆机理有待深入探究。采用超声乳化法制备了微乳化甲醇柴油，研究了甲醇含量与乳化剂比例对微乳化甲醇柴油稳定性和分散相品质的影响规律，获得了最佳甲醇与乳化剂含量比为2：1。在挂滴式液滴蒸发试验装置上，研究了液滴初始体积与甲醇含量对乳化液蒸发特性和微爆特性的影响规律。结果表明，液滴初始体积增大促使液滴寿命线性增加，其增长率为2.13 s/μl，但基本不影响各阶段蒸发时间占比和液滴蒸发速率。甲醇含量增大促使液滴寿命线性减小，其减小率为2.14 s/μl，同时导致膨胀时间和波动时间显著增加，膨胀时间可显著增加2.9倍。甲醇含量增加，液滴蒸发速度加快，每增加1%甲醇含量，蒸发速率增加0.27 s-1。液滴初始体积与甲醇含量的增加均会导致膨胀比和微爆次数增加，甲醇含量是影响微爆发生和微爆强弱的关键，甲醇含量超过10%后，膨胀比呈指数级增加。

稀土锆酸钆材料热导率低，相变温度高，热膨胀系数大，是目前最有应用前景的热障涂层陶瓷材料之一。研究Gd2Zr2O7热障涂层对活塞温度和热应力影响。以YC6K型柴油机为研究对象，采用硬度塞测温法测量无涂层活塞在最大转矩工况下简化的11个测点温度值，并与仿真温度值相对比，验证活塞有限元模型的准确性，对活塞模型进行温度场和热应力分析。研究结果表明，Gd2Zr2O7陶瓷层上下表面温度梯度高，陶瓷层起到良好的隔热作用，TBC活塞能够有效降低活塞基体温度，活塞顶面温度下降了44.94℃。陶瓷层与粘结层的温差普遍在80℃左右，这也导致了热应力集中在陶瓷层与粘结层接触面上的燃烧室中心处，TBC活塞最大热应力为590.1MPa。

基于一台重型高压缩比柴油机，在汽油压燃（GCI）燃烧模式下通过试验研究不同喷油策略、燃料特性和废气再循环（EGR）率对大负荷工况的燃烧、排放特性和热效率的影响规律。结果表明，在平均有效压力（Brake Mean Effective Pressure，BMEP）为1.54MPa工况下，与单次喷射策略相比，两次喷射策略可有效降低最大压升率（Maximum Pressure Rise Rate，MPRR）和最大压力震荡幅值（Maximum Amplitude of Pressure，MAPO），但其有效热效率较低，且增加了NOx等污染物的排放量；随喷射时刻提前，汽油、G80D20和G60D40三种燃料的有效热效率均先升后降；随喷油压力增大，掺混燃料的有效热效率均降，在70MPa喷油压力、喷油时刻10 °CA BTDC时，采用G80D20燃料可实现最大有效热效率46.3%。三种燃料的soot和CO排放水平均较低；与汽油相比，掺混燃料的NOx排放升高，采用EGR策略后，能保证有效热效率高于汽油燃料的同时实现较低的NOx排放。其中，G80D20燃料的热效率和排放优于汽油和G60D40燃料。从BMEP为1.54MPa继续提高负荷至BMEP为1.8 MPa和2.0 MPa（近满负荷）工况，采用G80D20燃料，通过调控喷油压力和喷油时刻均可获得较高的有效热效率和较低的MPRR和MAPO。

在一台改造的单缸双燃料发动机上针对反应活性控制压燃（RCCI）模式进行试验研究，探索预喷正时及直喷燃料特性对RCCI模式燃烧和排放特性的影响。结果表明：预喷正时在(-20°CA ATDC和-28°CA ATDC)之间，引燃燃料为高活性的煤基合成柴油（CTL）时RCCI燃烧模式的放热率曲线为双峰形状，而引燃燃料为石化柴油时为单峰形状，且引燃燃料为CTL时放热重心CA50更加提前。由于限制RCCI燃烧模式的主要因素之一为压力升高率峰值，而当引燃燃料为CTL时RCCI燃烧模式的压力升高率峰值低于石化柴油，因此采用高活性的CTL作为直喷燃料有利于拓展RCCI燃烧模式运行的负荷范围。此外，试验工况下采用高活性的CTL作为引燃燃料在降低微粒排放量的同时可有效提高热效率，但由于CTL/汽油RCCI燃烧模式高温持续时间较长，其NOx排放量相对于石化柴油/汽油RCCI燃烧模式略有升高。

为探究不同掺氢策略对天然气发动机爆震、性能和排放的影响，基于某商用重型天然气发动机三维模型，在氢气体积分数为5%-40%条件下，对进气道喷射天然气-氢气混合燃料（PFI）和进气道喷射天然气-缸内直喷氢气（PFI+DI）两种喷射策略进行模拟研究,旨在从爆震控制和热效率提升的角度提供掺氢策略的优化方向。仿真结果表明：当掺氢比大于20%时，直喷氢气时刻对发动机爆震强度KI影响较大，这主要受到爆震开始时刻(KOCA)未燃氢气分布的影响，KOCA时刻火焰外围氢气分布越不均匀，高浓氢气区域面积越大，导致了更大的爆震强度。相比于其他喷射策略，在PFI+DI喷射策略下，直喷氢气开始时刻为上止点前120度（SOI=120°CA BTDC）缸内混合程度最好，爆震强度较低，20%掺氢比时指示热效率(ITE)达到最大值44.7%，与原天然气发动机相比，ITE升高2.9%，NOx摩尔分数升高7.82×10-4，HC摩尔分数降低1.95×10-4，CO摩尔分数降低1.81×10-6。

在柴油机进行燃烧模式切换时，往往伴随着转速波动的问题。针对该问题，本研究在PID转速闭环控制策略基础上，基于等效能量原理建立了模式切换过程中主喷油量的修正模型，并搭建了GT-Power和Simulink联合仿真模型，设计了基于等效能量模型的燃烧模式切换策略。结果表明：试验中通过加入喷油量修正模型，柴油机在单次喷射模式向多次喷射模式切换的过程中，转速波动率从3.25%降至0.5%以内，相对降低了84.62%，且无明显的波动时长；多次喷射模式向单次喷射模式切换过程中，转速波动率从3.07%降至1.06%，相对降低了65.47%。有效改善了切换过程中发动机的平顺性。

为研究昆明市高速公路网机动车CO2排放特征。运用MOVES模型计算了小型客车、大型客车、轻型货车、中型货车、大型货车、特大型货车排放因子。基于昆明市高速公路客货车交通流量数据和已获取并计算到的机动车总行驶里程（TVKT）数据，应用ArcGIS软件建立高速公路网500m500m的高分辨率排放清单，以实际高速公路客货车交通流量和机动车总行驶里程（TVKT）计算不同车型TVKT相对应的CO2排放量。结果表明：小型客车、大型客车、轻型货车、中型货车、大型货车、特大型货车的CO2排放量分别为217 070 363、41 749 227、201 482 368、632 713、12 029 496、76 827 109t。小型客车和轻型货车对CO2排放量贡献是全部车型中最高的两种车型，分别为39.5%和36.6%。从CO2排放空间分布特征来看，排放量最高的区是西山区，其中排放量最高的地区主要集中在路网中心区，原因是交通流量高，过往车辆多，机动车总行驶里程多；从CO2排放时间分布特征来看，在24小时内呈现“双波峰”和“波谷”现象，出现这种现象的原因是不同时间段的交通流量与不同时间段的排放量呈“正相关性”，不同时间段排放量的差异性与不同时间段的车辆速度有关。

为了研究甲醇直喷策略对发动机燃烧和排放特性的影响，在双燃料发动机上进行了汽油进气道喷结合加甲醇直喷试验。发动机转速为1500rpm，过量空气系数λ=1，进气歧管绝对压力为120kpa。在甲醇能量比为4.6%、5.9%、6.7%和7.8%的情况下，分别进行了-330°、-270°、-180°、-90°和-60°CA ATDC的五种甲醇喷射时刻下的实验。燃烧特性上，-180°CA ATDC时与其它喷射时刻相比，峰值放热率、峰值缸压最低，对应的相位最晚。燃烧持续时间缩短，燃烧相位靠后，但着火延迟期基本不变。爆震强度最低，平均有效压力最高。在排放特性上，在甲醇的喷射时刻从-60到-330°CA ATDC过程中，CO先减少后增加，NOx先增加后减少，HC呈上升趋势。在-180° CA ATDC时，HC和CO的排放量最少，但NOx的排放量最多。综上所述，合适的甲醇喷射策略可以调节缸内燃烧过程，抑制爆震，改善排放。

甲醇是一种高效清洁的“碳中和”燃料，其在转子发动机上的应用可有效降低碳排放。此外，射流控制点火模式的应用可进一步提升转子发动机着火和燃烧性能。因此，本文以射流点火模式的甲醇/汽油转子发动机为研究对象，研究了缸内直喷喷油策略对转子发动机燃烧性能的影响。结果表明：与其他喷油策略相比，当喷油器布置喷孔尺寸为18mm，且喷射锥角为15°时能够获得较高的缸内峰值压力。