本课题是在化油器发动机基础上，设计一台可供低速电动车使用的小型增程系统，设计目标是能够实现按照设定的充电策略进行充电，外界负载发生变化时，能够使控制变量能稳定在控制目标值附近，不发生明显的转速下降和超调现象。控制策略主要包括上电逻辑、启动工况和稳态工况等，算法的侧重点在稳定发动机工作状态，最后在台架上进行功能验证。结果表明，节气门有着良好的动态响应，经过优化后发动机转速稳定性有了很大的提升，能够满足设计要求。

为研究喷油参数对燃用F-T柴油的防爆柴油机性能的影响，利用CONVERGE缸内燃烧仿真软件，对比不同的喷油提前角和喷油持续期对燃用F-T柴油的防爆柴油机性能的影响。结果表明：随着喷油提前角的延迟，缸内压力和放热率峰值都不同程度的降低，并且对应的相位都有所提前，NOx排放改善，Soot排放恶化；随着喷油持续期的增大，缸内压力和放热率峰值都不同程度的降低，NOx排放改善，Soot排放恶化。研究表明：适当的增大喷油正时和喷油持续期，能改善防爆柴油机的NOx排放。

本文在一台多缸机上开展了气道喷水的试验研究，选择的工况点平均有效压力为1.01MPa和2.01MPa。在这两个工况点分别将气道喷水与高压EGR、低压EGR进行对比，并在BMEP1.01MPa工况下将气道喷水与高压EGR结合讨论满足排放法规限值的可能性。结果显示，气道喷水能够保持缸内的燃空当量比的同时，增大缸内工质的充量。气道喷水能够降低缸内平均温度，降低传热损失，相比于EGR降低NOx排放这种方式，能够改善NOx-BSFC关系，此外，气道喷水对NOx-soot折衷关系在不同负荷下表现出不同的特点。受到最大喷水量限值的影响，气道喷水降低NOx幅度效果有限，即使结合高压EGR也无法在BMEP1.01MPa负荷下满足国VI法规，但气道喷水保持了缸内氧浓度基本不变的前提下，能够对缸内温度历程起到一定的控制作用，具有与EGR协同控制控制燃烧过程实现低温燃烧的潜力。

以重型商用发动机为例，通过流固耦合计算获得缸套、活塞的温度和变形情况，继而建立活塞裙部润滑计算模型，并考虑活塞裙部-缸套间润滑瞬态传热的影响。其中，活塞顶部的缸内局部传热边界通过柴油机进气、喷雾、燃烧和排气计算获得，机体冷却水侧的传热边界通过沸腾传热计算获得，活塞内冷油腔的喷油传热边界通过瞬态活塞喷油冷却计算获得。并通过设计缸套温度分布情况，来得知不同温度分布情况下的摩擦功率，最小油膜厚度以及油膜压力等数据，结果表明缸套轴向温度先增后减分布对减低摩擦功耗的帮助是最大的，提升了发动机的使用寿命及可靠性，改善了发动机经济性，因此缸套温度分布的优化对发动机节能减排，性能改善是十分有益的。

对针阀体用钢18Cr2Ni2、含Mo的18Cr2Ni2Mo钢进行碳氮共渗处理，对比观察共渗后渗层组织，测量渗层残奥量和有效硬化层深度，并对比研究Mo元素添加对针阀体用钢碳氮共渗后抗回火软化能力及耐磨性的影响。结果表明，Mo元素添加后，针阀体钢的硬度有所升高，回火软化抗力增强。18Cr2Ni2Mo钢碳氮共渗后渗层晶粒更加细小，表面耐磨性也更好。

测量非道路农业柴油机械排放污染物是对污染进行控制的基础。本文设计了测量设备在农业机械上的装配方案，测量了大型拖拉机、中型拖拉机、收割机和插秧机的尾气中CO、HC、NO、NO2，和PM的含量，调查分析了典型农业柴油机型的保有量和年活动水平，通过NONROAD模型计算得到典型非道路农业柴油机械的年排放量估算值。为制定下一阶段非道路农业柴油机排放标准提供参考和依据。

为了使非道路用增压柴油机满足国Ⅳ排放限值的要求，本文按照瞬态循环（NRTC）规定的工况，对一台非道路用增压柴油机进行试验研究。分析了瞬态循环（NRTC）试验时冷启动循环和热启动循环污染物排放的差异和柴油机主要排放物NOx的瞬时排放曲线。瞬态循环（NRTC）试验下，相对于热启动循环，冷启动循环的PM、CO、HC比排放量分别为0.057g/（kW·h）、0.038g/（kW·h）、0.075g/（kW.h），高于热启动循环的0.010g/（kW·h）、0.000g/（kW·h）、0.065g/（kW·h），而NOx的比排放量为2.044g/（kW·h），低于热启动循环的2.591g/（kW·h）。该研究可为降低非道路用增压柴油机实际工况下的排放提供参考。

为了提高柴油-乙醇掺混燃料的稳定性，本文在试验燃料中添加THF作为助溶剂，在一台六缸重型柴油机上进行稳态测试循环十三工况测试，研究了THF和乙醇对于柴油燃烧和排放的影响。结果表明，THF和乙醇都会使滞燃期延长，预混燃烧比例升高，燃烧定容度加大。THF会使NOx排放升高，碳烟排放降低，在大负荷时降低CO排放。乙醇的加入会降低小负荷时NOx排放，减少所有工况的碳烟排放，并降低高负荷工况下的CO排放，但二者在所有工况下都会使HC排放增多。

本文通过甲醇柴油双燃料发动机的燃烧特性，在柴油机的原机结构基础上加装一套电控甲醇喷射系统的硬件与软件，与柴油进行双燃料喷射。通过实验验证，所设计的甲醇电子控制系统实现了纯柴油和甲醇柴油双燃料的两种工作模式，满足实验的要求。

以某直列四缸汽油机配气机构为研究对象，在AVL EXCITE Timing Drive中建立配气机构动力学模型，设计凸轮型线，确定凸轮型线和挺柱与气门运动规律之间的关系。创建配气机构三维模型，基于有限元软件ANSYS对零部件进行有限元分析，确定动力学模块中的参数。