通过某柴油机进气管的优化设计，重点研究了CFD数值模拟在发动机进气系统优化中的应用。本文详细介绍了进气管的设计改进过程，重点分析优化前和优化后的流量分布，压力、速度分布，获取压力损失情况。结果表明优化后进气管两侧进气更加均匀，流量差明显降低；相比优化前结构，优化后进气压力损失降低70%，为进气管的结构设计提供了参考。

重型车辆发动机，多采用起动电机作为起动部件，近几年，起动电机多次出现打齿故障，直接影响了发动机的起动及运转。本文以BF6M1015CP柴油机起动电机打齿问题为研究案例，对导致起动电机打齿问题的因素进行逐项列举分析，找出打齿问题的主要原因。

为探究混合动力汽车发动机的轴系扭转振动性能，建立发动机轴系扭振当量模型，进行自由振动和强迫振动计算。并在此基础上建立混合动力系统轴系扭振模型，对启动和加速两个典型瞬态工况进行仿真分析，研究混合动力系统轴系结构参数对轴系扭转振动的影响规律。并基于遗传算法（BP神经网络）对减振器、飞轮、联轴器、发电机转子等部件开展多参数优化研究，得到理想的参数预测结果，继而为有效降低混合动力系统轴系扭振提供参考。

使用ADAMS对某中冷器及其安装附件建立了简化力学模型，通过对支撑结构的参数化分析得到了中冷器质心的振动响应随附加支撑结构位置的变化情况，同时通过对各支架的三个方向设置多组刚度强化值来研究最佳刚度优化方式，并以此为基础确立了中冷器支撑结构的两个优化方案。通过在ABAQUS中建立中冷器及其附件的有限元耦合模型来进行整机振动扰动下的动态响应分析，结果表明，两个优化方案均能对中冷器的振动起到抑制作用，并且方案2（增加支架刚度）的效果更为显著。

对某12V柴油机单侧排气歧管进行模态试验得到了试验模态参数，使用ABAQUS软件计算排气歧管的自由模态并与试验结果进行了对比。分析了排气管在膨胀连接处过盈量和接触刚度对固有频率的影响，结果表明膨胀连接处接触刚度对固有频率的影响较为显著。采用局部到整体的策略，通过调整材料属性和接触设置修正排气歧管有限元模型，修正后的有限元模型振型与试验振型一致，固有频率相差小于10%，得到了满足工程计算需求的有限元模型。最后，开展温度和接触刚度双因素下的排气歧管模态分析，确定了排气歧管连接刚度随温度的修正策略。

随着国家油耗和排放法规越来越严苛，各大主机厂都在开展相关混动总成产品的研发工作，东风公司也在积极开展相关工作，第一代混动总成产品已经上市，发动机最高热效率达41.07%，并获得国家“十佳发动机荣誉称号”。为了进一步提升专用混合动力总成的性能，东风公司正在开展第二代混动总成的产品研发工作，发动机和电驱动总成分别进化。发动机进化为混动专用发动机，最高热效率提升至45%；电驱动总成由第一代单档进化为4挡。产品进化后，相关控制策略也适应性优化。经过仿真分析，第二代混动总成搭载目标车型相对第一代零百公里加速时间缩短11.6%，WLTC循环油耗节油率达14.8%。

为了提高自由活塞发电机的运行稳定性以及输出功率，需要制定有效的系统控制策略。本文针对直线电机提出了包括电流内环与速度外环的双闭环轨迹跟踪控制策略；并针对自由活塞发动机的关键运行参数进行开环控制。试验结果表明，在该控制策略下系统实现了从冷启动至点火的全周期稳定运行。冷启动过程中，动力缸峰值缸压在0.3s内上升至2MPa，达到点火条件；在稳定运行过程中，电机电流与活塞动子组件的运行速度均得到了良好控制，且系统的同步误差控制在2mm以内。此外，针对自由活塞发动机的关键控制参数点火位置进行试验研究，试验结果表明，通过优化点火位置，指示功率和指示功可分别大幅提升17.1%和20.9%。

高强化柴油机运行工况剧烈，排气系统在运行过程中承受强烈的热负荷。以某高强化柴油机的排气歧管为研究对象，基于AVL-Fire、ABAQUS以及fe-safe等有限元以及多体动力学专业软件开展热疲劳分析。首先通过排气歧管内流场CFD分析得到排气歧管的整体温度分布，再通过顺序热力耦合的方法得到热应力应变结果，继而根据Manson通用斜率方程估算所用材料的疲劳参数，对排气歧管进行疲劳分析。研究发现：排气歧管温度分布呈由排气总管向排气歧管入口递减的特点，整体大部分结构处应力低于200MPa，应力峰值为500Mpa，已经达到材料屈服极限，位于排气歧管入口处的法兰与弯管连接区域的加强筋为整体最薄弱的部位，承受19054次升温-降温循环后达到疲劳破坏。

回弹能量影响着对置活塞型自由活塞发电装置（FPLG）的运行性能，并直接决定着对置活塞型FPLG整机运行稳定性。本文建立了系统级模型，并在试验样机中验证。通过改变缸径比及回弹基础压力的形式，以仿真方式探究不同回弹能量下对置活塞型FPLG的整体运行特性。结果表明：随着缸径比的增加，活塞运行外止点位置向内止点移动，运行行程减小幅值最大为15.8%。当缸径比小于2.0时，由于限位弹簧的原因，运行频率不断增加，整体运行频率随着缸径比的增加呈现先下降后上升的趋势，电机周期平均功率呈现相同的趋势。随着缸径比的增加，回弹缸基础压力的增加，运行行程逐渐减小。过大的缸径比及回弹基础压力，系统运行性能急剧下降。

以一款缸内直喷对置式自由活塞直线发电机为研究对象，结合台架试验，建立了对置式自由活塞直线发电机CFD仿真模型。通过对对置式自由活塞直线发电机混合气形成过程与燃烧过程进行分析，得到了对置式自由活塞发动机缸内工作过程规律。分析结果表明：对置式自由活塞发动机采用缸内直喷技术在合适的喷油角度下缸内可形成较好的分层混合气，有利于燃烧。对置式自由活塞发动机缸内燃烧过程持续60°CA，累积放热量可达800J。