采用不可压缩格子Boltzmann方法（LBM）研究了缸套-活塞环之间的润滑和流动，使用了标准的热LBM方法计算了油膜中的温度分布。针对活塞环边界与格子节点不重合问题，使用了空间插值的方法来处理无滑移的速度边界和温度边界。将无限宽楔形滑块的解析解与LBM计算结果进行比较，验证了LBM的有效性，并给出了油膜厚度方向的速度分布和温度分布。最后研究了活塞环速度大小条件对流体动力润滑和油膜温度分布的影响，此外，还计算了相应的油膜压力和承载力。结果表明，流体动力润滑效应和油膜承载力随着速度的增加而增加；在进口位置处，温度变化率呈现先减小后增大的趋势，并且这种趋势与速度相关。

V型分体式机身以三面三销的过定位状态装配到曲轴箱上，需要保证4个机身缸套孔两两之间的尺寸要求，又要满足机身与曲轴箱缸套孔之间的位置度要求，安装时需要同时考虑多个定位因素，且由于单个机身的尺寸大、重量重，使得在装配过程中难以调整，导致了大尺寸V型分体式机身的装配准确性差、效率低。本方法通过制定的工艺路线和使用专用工装，对机身进行预装配、预定位、微调和终定位，从而提高提高大尺寸V型分体式机身装配的准确性和效率。

本文以凸轮轴负曲率凸轮的高速磨削加工造成的热损伤为研究对象，从工艺磨削参数设置，CBN砂轮的使用和机床性能等方面进行分析，探究导致磨削热损伤的形成条件。结果证明：在磨削凸轮负曲率轮廓型线时，要选定合理的磨削切深值，对CBN砂轮整形和修锐及时得当，关注切削液的情况，调整校正好机床，使之保持状态良好。诸多因素都是造成工件热损伤的基本条件，一旦形成金属金相组织变化的条件环境时，易造成工件磨削热损伤情况。实验和讨论结果将对CBN砂轮磨削负曲率凸轮性能具有指导意义。

缸内直喷氢内燃机具有大功率、高热效率的特点，具有广泛的应用前景。高压直喷氢气喷嘴是直喷氢内燃机的核心零部件，开展喷嘴测试是氢内燃机的研究基础。针对缸内直喷高压氢气喷嘴，本文设计加工了专用工装和定容弹，用于测试其流量、泄漏和喷雾特性，并针对喷嘴易磨损、长时间使用后流量不一致的特点提出了优选方法。试验得到直喷氢气喷嘴流量与喷氢压力和喷氢脉宽线性相关；喷氢压力为14 MPa时，氢气喷嘴质量流量达到2.66 mg/ms；单只喷嘴氢气泄漏速率为6.53×10-7 mg/ms；喷嘴缸内安全密封时间为0.7 h；利用纹影法，对氢气喷嘴的喷雾形态和发展过程开展了测试。得到的测试结果可以满足氢内燃机大功率的需求，同时能保证保证直喷氢内燃机工作平稳、控制精准，各缸工作不均匀性在可接受的范围内。

随着法规要求的增加和发动机功能的不断升级，依赖大量实验的用于发动机设计与开发的模型建立及参数标定过程在开发成本和时间周期上都受到了很大的挑战。开发一套利用少量实验点即可快速完成虚拟模型整个开发过程的体系，对于加快发动机整体设计、结构优化周期、降低开发成本方面有重要的推动作用。发动机模型体系复杂，关键参数多且对整体结果输出会产生耦合性的影响。为此，本文建立了一种高精度发动机模型参数的智能分层辨识方法，辅助快速完成虚拟开发过程。针对发动机系统模型中各子模型特性及其参数辨识方法的共性与差异，以子模型分类为基础，建立对应的参数辨识方法。针对不同子系统输出的关键目标参数，采用贝叶斯优化方法逐步对主要影响参数进行修正，进而建立高精度发动机模型。结果表明：在原2668个实验工况点中，利用空间填充法随机抽取168个工况点就可以保证90%以上工况点的发动机系统模型的关键输出结果精度高于90%，实现了用尽可能少的点快速完成高精度虚拟模型的全周期开发。

随着柔性智能化生产线构建方案广泛应用于大中型零部件加工制造领域，文章基于Plant Simulation平台对某实例船用柴油机缸盖柔性制造生产线进行虚拟仿真建模，为复杂生产条件下的产线效能优化提供数字仿真分析方案及验证手段；考虑复杂加工场景下生产及工艺资源对产线系统的影响，整合相关资源的使用逻辑及损耗规律，运用数字仿真手段对生产系统进行追踪管控，对虚拟论证下的柔性生产线规划设计与基于现场生产数据融合的工艺布局改进优化进行探索分析。

动力装置涉及多学科知识，且系统复杂，用于其数字孪生的高精度强实时计算模型构建存在一定挑战。鉴于此，将硬件在环仿真技术引入数字孪生系统中，构建包含物理实体、虚拟实体、服务、孪生数据、半物理半虚拟体和相互之间连接的六维孪生体系，以及包含规则模型、行为模型、物理模型、几何模型和实验模型的六模型虚拟实体。以上海交通大学单缸机系统为案例，阐述硬件在环仿真技术在动力装置数字孪生中的应用方法及作用，为动力装置等复杂装备的数字孪生系统构建提供一种新思路。

为了分析轴颈倾斜对局部织构化径向滑动轴承润滑性能的影响，基于稳态Reynolds方程建立计入轴颈倾斜的局部织构化径向滑动轴承润滑模型。通过数值求解考察了不同偏心率、轴颈倾斜程度和倾斜角度对轴承油膜厚度分布、压力分布、承载力、摩擦系数和倾覆力矩的影响。结果表明：当偏心率大于0.4时，织构的作用消失。随着倾斜程度增加，最大油膜压力、承载力、摩擦系数和倾覆力矩均增加。随着倾斜角度增加，轴承性能变化复杂，当倾斜角度为90°时，油膜压力有两个压力峰，轴承承载力最低，摩擦系数和倾覆力矩最大，应当避免这种情况发生。优化后的局部表面织构在轴颈倾斜时对轴承润滑性能仍然起有益作用，作用机理为附加流体动压效应。

为实现更高的共轨系统液压效率，提出了一种新的无静态泄漏电控喷油器结构，并基于AMEsim仿真平台，搭建了该喷油器的数值仿真模型，通过与试验台得到的喷油速率对比，验证了模型的准确性。基于建立的仿真模型，通过部分因子试验设计方法和敏感性分析的方法得到了影响喷油器喷油性能的四个关键结构参数为进油节流孔直径，回油节流孔直径，喷孔直径，针阀升程。在Modefrontier平台上基于非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ），开展了以进油节流孔直径，回油节流孔直径，喷孔直径，针阀升程为优化变量，以降低喷油器的总响应时间、喷油压力波动、喷油压力降为优化目标的多目标优化计算。结果表明：在180MPa，喷油脉宽1000μs的工况，在不损失平均喷油速率的前提下，优化后的电控喷油器总响应时间降低了10.70%,喷油压力降降低了10.29%，喷油压力波动降低了6.11%，使无静态泄漏电控喷油器的喷油性能整体得到了提升。

针对当前高速电磁执行器设计过程中有限设计空间与大电磁力需求的矛盾，以及当前研究无法综合评价电磁执行器的静动态性能的问题，提出了一种电磁执行器综合衡量指标—电磁力密度，并以一种永磁高速电磁执行器为研究对象，基于ANSYS Maxwell有限元仿真软件进行了仿真建模，并搭建了多物理场仿真模型，间接验证了模型的准确性。采用量化分析的方法，得出了电磁力密度的关键影响因素；并通过试验设计的方法，进行了电磁执行器的动态响应时间的相关性分析。结果表明：线圈匝数、衔铁半径、峰值电流、永磁体厚度、主磁极半径以及一阶维持电流等因素对电磁执行器静动态性能影响较为关键，并以此对1/2行程处电磁力密度以及响应时间进行了多目标优化研究，结果表明：优化后的电磁力密度提升了11.43%；总响应时间减少了21.76%，实现了电磁执行器静动态性能的综合优化。