利用仿真方法研究了火花点火式发动机燃用汽油、航空煤油和柴油三种燃料的缸内燃烧特性，并从缸内燃烧压力和温度、燃烧放热率、火焰面发展等几个方面对不同燃料的燃烧过程进行了对比分析。结果表明：点燃式发动机燃用汽油、煤油和柴油后的缸内最大爆压和最高燃烧温度依次降低，爆压对应的角度逐渐推迟，压升率逐渐上升，但趋势逐渐减缓，并且在相同的点火提前角下，发动机燃用三种燃料后的爆燃倾向逐渐增加。该研究结果将为点燃式发动机点火、燃烧系统的匹配及优化奠定基础，并为重油燃料在点燃式发动机上的工程应用提供理论指导。

船舶在不断向着智能化方向发展，这对作为智能船重要组成部分的智能运维提出了更高的要求。数字孪生这一技术的兴起为船舶智能运维提出了新的有效解决方案，文章在介绍数字孪生的技术优势与关键技术的基础上，结合船舶智能运维的主要内容，提出了基于数字孪生的船舶智能运维应用框架，为船舶的智能运维提供了借鉴和参考，助力智能船舶的发展。

针对当训练数据不平衡时，使用深度学习提取的故障特征不准确诊断效果差的问题，提出将集成学习理论结合深度置信网络构建一套柴油机故障诊断方法。首先选取了Adaboost-M2作为集成学习生成方法；然后用麻雀搜索算法确定出在不同终止适应度下的不同初始化超参数分布的DBN模型；再以不同的DBN模型作为基分类器进行集成学习，得到集成Ada-DBN模型。最后分析了分类器数量对集成学习后的模型诊断性能的影响。实验结果表明，Ada-DBN模型在保证平衡数据下的诊断能力的同时提高DBN模型在不平衡数据下的泛化能力，是一种适用于实际的故障诊断方法。

氢气是一种清洁可再生无碳能源，以氢气为内燃机燃料可实现内燃机零碳排放。氢内燃机根据燃料供给方式不同分为进气道喷射氢内燃机和直喷氢内燃机，直喷氢内燃机的优点是可以大幅提高功率密度，尤其是增压直喷氢内燃机，且可避免回火等异常燃烧。在一台2.0L排量车用增压直喷氢内燃机上研究了转速、负荷、混合气浓度、点火角及喷射时刻对其缸内燃烧特性的影响，研究发现，转速1500-4000r/min时，匹配涡轮增压使压缩终了压力提高了19bar，充量系数大大提高。增压直喷氢内燃机的压力升高率较高，且对BMEP很敏感，2000r/min时，当BMEP大于5bar时，压力升高率均大于1bar/°CA，最大值为5.7 bar/°CA。同时，喷射时刻对增压直喷氢内燃机的燃烧持续期有很大影响，1500r/min时，燃烧持续期与喷射时刻呈现二次函数关系，最大燃烧持续期27.5°CA出现在喷氢时刻为100°CAbTDC时。

柴油机是现代交通运输和工业装备的重要动力装置，对柴油机进行故障诊断具有十分重要的工程意义。然而柴油机运行参数众多，故障信号隐藏在大量的状态数据中，对信号采集设备提出了很高的要求。故障录波器此前被广泛应用于电力系统，可以实现多路信号同步采集，采集的信号被压缩后以特定的格式储存在内存中，并且故障录波器具有丰富的接口，方便进行数据传输。当柴油机发生停机故障时，通过故障录播装置的数据采集单元记录模拟量的变化过程和电磁阀的开关状态，可以为故障分析提供输入。故障录波器同样可以用于柴油机的拉缸故障诊断，拉缸故障时通过监测缸套温度、飞轮转速、曲轴箱油气浓度、喷油量和排气温度等参数的先后变化顺序进行分析诊断。最后可以得出，故障录波器在柴油机故障诊断领域具有广泛的应用前景。

利用三维数值模拟软件AVL-FIRE研究了某缸径为0.21 m的船用柴油机上甲醇直喷时刻对柴油甲醇双直喷燃烧过程的影响。结果表明，在柴油甲醇双直喷模式正常燃烧条件下，放热率均存在两个放热峰，第一个放热峰是由于柴油的燃烧引起的，第二个放热峰是由柴油引燃甲醇以及甲醇的燃烧引起的。甲醇直喷时刻通过影响第二个放热峰出现的时刻来影响指示平均压力、爆压和燃烧持续期。柴油甲醇双直喷模式可以同时降低氮氧化物和碳烟排放。合理选取柴油甲醇直喷间隔以避免失火和爆燃的发生。

自由活塞内燃发电动力系统因其结构紧凑、多燃料适应性、易于模块化布置等优势成为未来新形式能量转换装置之一。本文基于系统动力学、热力学及电磁学，建立自由活塞内燃发电系统全过程仿真模型，对系统冷启动过程、切换运行过程及稳定发电过程开展仿真分析。为达到自由活塞内燃发电系统点火条件，建立基于神经网络的多目标全域在线寻优子模型，在线预测与全域寻优确定电机及辅助系统冷启动控制策略；针对稳定运行过程失火问题，提出基于运动特征-缸压的快速在线识别方法，更改发电机控制策略以使系统能够快速回稳。针对上述策略，提出系统整体控制框架，包括顶层控制/监控层，过程控制策略层，底层控制/监控层，验证系统各过程控制策略可行性。

推导了非对称高次多项式函数凸轮的解析式，并编写了凸轮型线的多目标优化设计程序。将最大气门升程、开启持续期和气门启闭速度作为边界条件，将满足凸轮型线的动力学性能以及加工要求的目标作为约束，将凸轮型线的丰满系数最大设置为目标函数。采用直接搜索的方法进行多目标优化，与传统凸轮型线设计相比，实现了同时满足配气机构动力学、凸轮加工及内燃机换气等诸多优化要求的配气凸轮型线快速设计。另外，通过修改约束条件，可以实现对配气机构的动态优化及校核。

为了分析氢气喷射阀循环喷气量的显著影响因素，利用AMESim软件建立了氢气喷射阀喷气量仿真模型，并基于实验数据完成了数值仿真模型的校核验证。选取五个氢气喷射阀结构参数作为研究因素，利用最小二乘法构建了二阶形式的循环喷气量响应面预测模型，通过循环喷气量预测值和仿真计算值的对比验证了预测模型的准确性，并基于P值敏感性分析方法开展了循环喷气量影响因素研究。结果表明：针阀升程X2、密封面直径X3、针阀体锥角X5、密封面直径与针阀体锥角的组合参数X3X5为高敏感参数，弹簧预紧力X4、针阀升程与密封面直径的组合参数X2X3为较敏感参数，其他单参数及双参数组合均为不敏感参数；对于单参数而言，随着针阀升程和密封面直径的增大，循环喷气量均逐渐增加，但增加程度不同，随着针阀体锥角的增大，循环喷气量呈现先增加后减小的变化趋势；对于双参数，针阀升程和密封面直径共同影响循环喷气量的变化，在不同参数组合区域内，密封面直径和针阀体锥角对循环喷气量的交互影响规律不同。

框架式铝合金机身是某新型发动机的关键零部件。机身采用锻铝材料、框架结构、设计精度高，机身内部设置大量工质系统流道、冷却水流道，材料去除量超过80%；铝合金件加工过程中极易变形，新型结构与材质对机身制造工艺提出了更高要求。本文针对高精度锻造铝合金材料加工变形控制方法的研究，针对切削策略、工艺路线和工装设计，对铝合金结构件加工变形的影响，提出可靠的加工方法，解决锻造铝合金机身加工中的变形控制。