反应控制压缩着火(RCCI)可以实现高热效率和低排放，但在某些工况下具有过高的压力升高率(PRR)。甲醇作为一种碳中性燃料具有高辛烷值和高汽化潜热，可以抑制PRR。通过进气门晚关(LIVC)将甲醇/柴油RCCI的PRR控制在可接受范围内，同时提高性能并降低排放。结果表明，LIVC耦合SOI时刻和预混比可以将PRR峰值控制在0.5MPa/°CA左右，氮氧化物和soot排放分别小于0.4g/kW·h和0.01g/kW·h，碳氢化合物排放下降，一氧化碳排放增长。LIVC与进气增压相结合可以进一步拓展进气门晚关范围，同时缓解氧含量下降带来的CO和soot排放升高的问题。

根据重型排放节能试验研究部积累的大量基于便携式排放测量系统（Portable Emission Masurement System，简称“PEMS”）测试，开发试验数据分析方法论及分析工具，实现数据的上传、存储、分类、检索、计算以及统计展示等功能。构建实际道路排放数据管理及分析功能平台，实现数据的科学管理及快速分析，达成数据深度挖掘，充分发挥数据潜在价值。除此之外，本软件内部算法是基于功基窗口法，通过改变窗口的大小，分析了0.1倍、0.6倍、1.0倍、1.5倍和2.0倍的窗口大小对测试结果的影响。

基于搭建的高压共轨液氨喷射可视化实验台，采用背光照射下的高速摄影显微成像技术，实验研究了圆孔喷嘴和椭圆孔喷嘴下液氨射流近场雾化特性。结果表明，液氨闪沸喷射初始时先向下游发展，随后向喷雾上下侧迅速扩张，出现球形喷雾轮廓；随着背压的增加，逐渐表现为椭球形和非闪沸射流下的锥形喷雾。在针阀启闭阶段，闪沸强度的改变会导致宏观液相分数突变。相对于圆孔喷嘴，椭圆孔喷嘴具有更大的流量和喷雾锥角，更加充分的闪沸使得扩张现象更早出现，不管是在闪沸工况还是在非闪沸工况下，都具有更好的雾化特性。此外，椭圆孔使得尾喷结束更早、更快，符合燃油喷射系统定时、定量、精确控制的要求。

本文旨在研究基于不同喷嘴旋角气流协同作用的主动预燃室(APC)射流火焰的影响。本研究为一台采用阿特金森循环压缩比为17且运行在超稀薄（λ=2.5）条件下的单缸直喷汽油机，设计了不同的APC喷嘴旋角。喷嘴旋角从0°到30°，在APC内产生不同的流场。结果表明，喷嘴旋角的变化不仅影响火花塞电极中心的混合气的状态，也影响APC内部的整体混合物分布。喷嘴旋角较大的APC壁面油膜较少，燃油空气混合速度较快，在APC顶部区域形成了较均匀的混合气分布，改善了不同APC喷嘴射流火焰的均匀性，使得APC各喷嘴之间的射流湍动能和射流速度的方差较小。滚流在喷嘴旋角较小的APC中起主导作用，APC内部相对较弱的旋流场导致局部富混合区较多，降低了喷射火焰的点火能力。

在一台经乙醇喷射系统改造的四缸四冲程共轨柴油机上通过试验研究了柴油预喷策略对乙醇/F-T双燃料发动机燃烧和排放性能的影响。结果表明：燃烧特性参数随预喷正时的变化呈非线性变化，且差异较小；随着预喷正时的提前，碳烟（soot）、碳氧化物（NOx）和一氧化碳（CO）有降低的趋势；随着预喷油量的增加，燃烧压力峰值、燃烧持续期、CO和soot增加，CA50更接近上止点（TDC），放热率峰值减小，滞燃期缩短。预喷油量对乙醇/F-T柴油双燃料发动机的影响更为显著。

当氢气用于内燃机时，由于密度低，常常面临喷射压降的问题。运行因素在发动机排放和性能方面起着重要作用。本研究调查了不同喷射压力下的运行参数（包括扭矩、过量空气系数 (λ)、点火正时和喷射正时）对氢直喷点燃 （DISI） 发动机燃烧和排放的影响。常规测试结果表明，增加扭矩可以降低循环变动（COVIMEP ）和有效燃油消耗率（BSFC），但会恶化中小负载时的氮氧化物（NOx）排放。增加 λ 可减少 NOx 排放和 BSFC。改变点火正时和喷射正时的影响小于前两者。喷射压力的降低导致COVIMEP 、BSFC和NOx排放不同程度恶化。田口方法表明，随着喷射压力的降低，除BSFC外的操作参数水平的选择保持不变；而对于 BSFC，最佳点火正时水平从 0 °CA BTDC 提前到 4 °CA BTDC。

以某非道路高压共轨柴油机为研究对象，建立了螺栓-缸盖-缸垫-缸套-机体模型，使用有限元仿真软件分析了各缸缸套在工作状态下的失圆变形。并基于以上变形结果设计了方案一-锥形、方案二-瓶颈形、方案三-纺锤形、方案四-椭圆形和方案五-椭圆纺锤复合形五种具有不同型线的异形缸套预补偿方案，研究了原机缸套与五种异形缸套在不同方向上的径向变形量及其直线度误差，最后对比了五种方案的轴向复原度。研究结果表明，在工作状态下，与原机缸套相比，方案一和方案二能够有效降低主推力面和飞轮侧方向上的直线度误差。方案三和方案五具有较好的轴向复原效果，方案四在每个方向上的轴向复原度均较小，其复原效果最差。

基于一台光学可视化发动机开展了氨能量比及直喷时刻对航空煤油引燃预混氨燃烧过程及火焰发展历程影响的光学诊断研究。研究表明，氨-航空煤油双燃料燃烧前期火焰内部由青色的航空煤油预混燃烧火焰组成，而其外围被较大面积的橙黄色氨引燃燃烧火焰包裹。随着氨能量比的提高，航空煤油燃烧速率降低导致其对氨的引燃能力降低，缸压及放热率峰值降低、火焰面积及亮度先保持稳定后逐渐降低，火焰色相逐渐由蓝绿转变为黄色。进一步对直喷时刻的影响进行研究表明，当航空煤油喷射时刻介于-6°CA ATDC至-12°CA ATDC之间时，燃烧相位接近上止点，较高的缸内温度及压力能够有效促进氨的快速燃烧，此时放热率峰值、火焰面积及亮度均较高，而过早或过晚的喷射时刻由于燃烧偏离上止点将造成氨燃烧恶化。

为实现汽油HCCI燃烧向大负荷、高转速工况拓展，提出了热力学参数及汽油微引燃耦合控制策略，通过对进气压力、EGR、降低压缩比等协调控制，降低高负荷工况下的爆震趋势。汽油微引燃策略能够有效控制燃烧相位，喷油时刻过早或过迟均会导致燃烧始点推迟，燃烧持续期延长，喷油时刻在-14~-6°CA ATDC范围内，有较好的引燃效果。适当增大引燃油量（2~3mg），提高局部当量比，有利于提高引燃活性，当引燃油量超过4mg时，均质混合燃烧比例降低，亦会导致燃烧损失增大。控制策略2中，引燃油量为2.5mg，喷油时刻为-10°CA ATDC时，指示热效率达到50.71%，较非引燃策略提高了1.66%，CA10提前了近2°CA，燃烧持续期缩短了1.7°CA。NOx排放为0.23g/KW ▪h，满足清洁燃烧的标准。

解析不同着火温度、不同掺氨量的条件下氨对正庚烷中低温二阶段着火特性的影响程度，通过关键组分化学反应速率分析和反应路径分析阐述了不同条件对混合燃料着火特性的影响规律。分析结果表明：初始温度低于750K时混合燃料存在二阶段着火现象；随着掺氨比增加，混合燃料二阶段着火延迟时间增大，在掺氨比大于70%时影响最为显著；正庚烷主要在第一阶段进行氧化分解，主要分解为大分子的醛类、酮类；氨主要在第二阶段被消耗，其反应路径为NH3→NH2→NH→N2O→N2；第一阶段反应产生的自由基和中间产物提高了系统活性，促进了混合燃料的着火过程。