为分析重型柴油车实际道路上冷、热状态下污染物的排放特征，选取了4辆国六b重型柴油车进行实际道路排放测试，以冷却液温度到达30℃、70℃界定发动机的冷、热态。试验结果表明：冷启动阶段时长占比小于8%，NOx累积排放量占比为15.63%～34.88%，冷启动阶段NOx排放速率远高于热态，其排放影响不可忽略。为更真实体现车辆的实际道路排放水平，建议下一阶段标准中，在整车PEMS排放测试评价时应包含冷启动阶段，设置冷、热阶段排放权重分别为0.14、0.86，加权求和判定车辆排放水平。

氨气是未来远洋船舶清洁替代燃料的重要研究对象。为了解决氨燃料发动机的高氧化亚氮(N2O)排放问题，研究了一种基于Ni、Mg掺杂的钴基尖晶石复合金属氧化物催化剂的氧化亚氮催化分解技术。采用共沉淀法合成了一系列过渡金属M（Cu、Ni、Mg）负载于钴尖晶石(Co3O4)上形成的MxCo3-xO4的复合金属氧化物催化剂，并探究了各种气氛下的催化活性。在Ni0.4Mg0.2Co2.4O4催化剂上实现了350℃时90%的转化效率，在水处理后的情况下520℃完全转化。Ni、Mg同时掺杂时进入晶格结构较好，并未发生副反应形成杂相是其改性效果进一步提升的重要原因。而其在60h下的高空速气流下也显示出了较好的稳定性

以餐厨垃圾发酵沼气为气源，以一款燃气内燃机为原理样机，试验验证了钒基催化器、铁基分子筛催化器、具有发动机排气降温功能的钒基催化器的NOx转化性能。试验结果表明：未加装冷却装置时，SCR处排气温度均高于418℃，钒基催化器NOx转化效率可达94.92%，排温进一步升高时，转化效率显著降低；由于排气中含有较多的硫氧化物，铁基分子筛催化剂快速中毒，仅能维持较低的NOx转化效率；结合发动机尾气降温装置的钒基催化器可实现98%以上的NOx转化率，可满足以餐厨垃圾发酵沼气为气源的燃气内燃机的NOx减排需求。

国六柴油机后处理技术方案由原来国五阶段的SCR更新为DOC+DPF+SCR+ASC，排气后处理系统体积增加必然导致背压的增大，因此需要对封装结构形式进行优化，尽可能减小封装对背压的影响。本文对排气背压对发动机性能的影响进行了试验研究，就排气背压对发动机经济性和排放的影响进行阐述。

卡车的油耗受多种因素影响，包括车速、负荷、路况以及驾驶员的驾驶习惯等。简单地比较两辆车的百公里油耗并不合理，也缺乏实际意义。同一辆车、同一位驾驶员在不同道路上的油耗偏差可能超过50%。因此，我们设计了一种基于机器学习的油耗模型。通过前期大量数据的训练和模拟，该模型可以利用车辆行驶参数（如发动机转速、扭矩、车速、排气流量、DOC入口温度）以及环境因素（如环境温度、环境压力）来计算实时油耗，并得到累积油耗，最终的偏差控制在3%以内。这一方法为柴油机的油耗分析提供了新的思路。

本文基于稳态热源台架试验和冷态重型发动机循环（WHTC）试验，研究了玄武岩纤维材料在稳态情况下不同厚度（光管、4mm、8mm、10mm）的保温性能和隔热性能，以及在瞬态情况下不同包裹方式（玄武岩套、玄武岩缠绕带、玄武岩毡）对玄武岩纤维材料保温性能的影响，并与玻璃纤维材料保温性能进行比较，研究结果表明：瞬态下，玄武岩纤维的保温性能优于玻璃纤维，平均温降比玻璃纤维低 2℃；包裹一层玄武岩毡这种包裹方式的保温效果最好，在600s内平均温度降6.295℃；稳态下，随着厚度增加，玄武岩纤维材料保温和隔热性能逐渐增强，，4mm、8mm、10mm玄武岩纤维材料包覆管路温度降分别比空管状态下平均减少39％、44％、45％，，光管、4mm、8mm、10mm玄武岩纤维材料，外壁面平均温度分别为162.55℃、101.69℃、85.8℃、85.8℃。

为分析高原冷起动中柴油机喷雾撞击冷壁面的飞溅及铺展特性，本文运用高速阴影法对柴油机的替代组分正十二烷液滴撞击冷壁面的动态行为特性及机理展开了研究。研究发现，当壁面温度处于一区间时，液滴飞溅阈值随壁面温度的降低呈线性降低。针对这一特殊变化规律，充分的考虑低温壁面对液膜物性和近壁面空气性质的影响，建立了能适用于低温壁面的液滴飞溅阈值模型。并基于常用液膜经典的理论，综合考虑了壁面温度对液膜粘性力及最大表面张力的影响，并在最大铺展系数模型中引用了 和 。利用 和 正交线性关系建立了适用于低温壁面的最大铺展模型。

以燃用柴油的双级轴向旋流燃烧室为研究对象，根据设计参数对燃烧室进行建模和模拟计算，模拟不同主燃孔位置（距喷嘴轴向距离分别为95mm、105mm、115mm）下柴油在燃烧室内通过湍流流动并发生燃烧反应的过程，进而分析燃烧室的温度场，速度场以及出口烟气污染物的排放量。结果表明：(1) 温度场方面，主燃区温度随主燃孔位置后移逐渐递增，火焰筒出口温度也随主燃孔位置后移逐渐递增，方案三（距喷嘴轴向距离115mm）主燃区温度最高，出口温度最高，燃烧效率最高。(2)速度场方面，回流区大小随着主燃孔的后移逐渐增大，对称涡核的体积逐渐增大。其中，方案三回流区面积最大，回流区平滑均匀且回流作用最强。(3)污染物排放方面，CO主要集中在中间区以前，NOx主要集中在掺混孔与等效冷却孔之间的渐缩段。从出口平均NOx质量分数来看，方案三的出口平均NOx排放最低。

氢气是一种清洁可再生的替代燃料，本文构建并验证了柴油/氢气双燃料燃烧机理，并运用该机理与三维数值模拟结合，研究了预喷和主喷对柴油/氢气双燃料发动机燃烧和排放的影响。该机理使用70%摩尔分数的正癸烷和30%摩尔分数的α-甲基萘作为柴油替代物，并将正癸烷、α-甲基萘、NOx、PAH、soot 和 H2/C1-C3子机理合并形成柴油/氢气双燃料燃烧机理。对该机理进行化学动力学验证，包括着火延迟时间、JSR(Jet Stirred Reactor)氧化和层流火焰速度，再结合计算流体力学对其进行验证，结果显示，模拟值与试验值的缸压、放热率及排放数据较吻合，该机理能够良好地预测柴油/氢气双燃料发动机燃烧和排放。相对于单次喷射，预喷油量比从5%增加到20%，放热率峰值、缸压峰值和最高压力升高率 (Maximum Pressure Rise Rate，MPIR)均升高，使CA10和CA50相位提前，降低CO排放，但NOx排放增加；随着预喷正时从10°CA BTDC提前到30°CA BTDC，缸压峰值升高，放热率峰值下降，CA10和CA50提前，CO排放降低，NOX排放增加且NOX排放在30°CA BTDC达到峰值；当预喷正时从30°CA BTDC进一步提前至50°CA BTDC时，缸压峰值降低，放热率峰值升高，CA10和CA50推迟，CO和NOX排放均降低，且50°CA BTDC下的NOX排放低于10°CA BTDC；随着主喷正时从0°CA BTDC提前至8°CA BTDC，CO排放降低，NOX排放增加，缸压峰值升高，放热率峰值先略有降低后升高，缸压峰值和放热率峰值对应相位整体前移，当主喷正时提前至6°CA BTDC时，MPIR为1.3MPa/°CA，超过柴油机MPIR限值1.2MPa/°CA。

氨是造成大气PM2.5的重要前体物质之一，会对生态环境造成二次污染。为更好地支持新标准制定阶段的数据，急需在实际道路行驶（real-world driving，RDE）条件下评估符合最新车辆排放标准车辆的氨排放。本文对七辆汽油车的实际道路氨排放进行了8次实际道路测试，实验结果显示，车辆氨排放因子在0.01 mg/km至4.27 mg/km之间波动，平均NH3-EFs为1.16 mg/km。其中5次实验的氨排放集中在市区行驶阶段，尤其是发动机启动后的暖机阶段。一半车辆在最初300秒内出现氨排放高峰。实验涵盖不同测试条件，并针对不同类型车辆进行了对比，主要针对使用空调、排放标准的更新、汽油颗粒过滤器（Gasoline Particle Filter，GPF）的添加三个方面进行了对比分析，并探究其生成原因，为氨排放优化提供可行方向。