该文研究重点是喷管道结构对喷雾特性和喷雾形态的影响。为了直（ST）和缩放（CD）喷管喷射喷雾特性与自由喷雾特性进行比较，通过高速摄像技术以及纹影可视化系统对定容弹内0.22 mm单孔喷油器喷雾特性进行图像采集和分析。实验结果表明，与CD喷管喷雾和自由喷雾相比，ST喷管喷雾具有明显的贯穿距优势，表明ST喷管可以被视为具有更强喷雾加速效果的喷雾加速器。相比之下，CD喷管喷雾呈现出更分散和更分散的喷雾形态以及更大规模的流动涡流。对于CD管道喷雾，与ST管道喷雾和自由喷雾相比，喷雾壳体上形成了更强的周围气体夹带，并具有更宽和更强的径向速度分布，从而导致更宽的喷雾锥角。喷管喷射喷雾现象有利于实现更有效的燃料-空气混合过程。

利用低温等离子体（Non-thermal plasma，NTP）喷射系统进行不同温控条件下柴油机颗粒捕集器（diesel particulate filter, DPF）的再生试验。通过HRTEM、拉曼光谱和TGA分析DPF再生界面处颗粒物（particulate matter, PM）的表观形貌、微观结构及氧化活性的演变规律。研究结果表明，随着PM氧化程度的加深，颗粒物的团聚程度降低，初级颗粒物的微晶长度减小，微晶曲率大于1.3的占比增加，微晶间距的占比向小间距偏移。变温条件下的峰强比ID1/IG和R3均低于恒温条件，适宜的温控条件有利于加快PM的氧化速率。NTP作用后，EC的起燃温度Ts、终燃温度Te及最大失重速率温度Tmax向低温偏移；PM的氧化程度越深，该现象越为显著，EC的氧化活性越高。

本文基于汽油机研究了具有不同几何特征的被动预室的燃烧特性。结果显示，不同的几何特征以不同的方式影响燃烧特性。在稀燃条件下，通过将稀燃极限的λ值从1.3扩大到1.5，最佳预燃室将发动机效率提高到36.9%。冷起动性能试验表明，在前几个循环中，预燃室的性能较差。然而，当预燃室壁被加热后，它在燃烧效率和稳定性方面都比普通火花塞表现得更好。预燃室对排放的影响表明，在大多数工作条件下，被动预室倾向于增加CO和HC排放，而它对NOX排放的影响与发动机负荷高度相关。考虑到其各方面的性能，适当设计的被动预燃室在量产发动机中具有一定的应用潜力。

选取一辆最大设计总质量24500kg的自卸车，采用发动机在环的方法，构建了整车模型、带坡度的道路模型和驾驶员模型，研究了有无坡度条件下空载和满载的污染物和二氧化碳（CO2）的排放特性，结果表明：带坡度运行会造成功率增加和总排放物的增加，但气态污染物排放增加幅度不如功率增加幅度，因此导致带坡度运行的气态污染物比排放要低，颗粒物比排放要高于不带坡度的场景。坡度变化影响排温，从而对氮氧化物（NOx）的排放产生影响。在空载条件下，长坡工况更容易造成NOx排放增加。坡度变化影响车辆比功率（VSP）分布，与无坡度的场景相比，带坡度的VSP分布更加分散，污染物的排放集中度也较低。

重型柴油车在低负荷工况下运行时间和NOx排放占比均很高，该文概述并对比了欧盟、美国及中国重型柴油车超低NOx排放法规。介绍了重型柴油车低负荷工况下实现超低NOx排放的技术路线，概述了柴油机进排系统优化、热管理策略和先进后处理技术。结果表明，两级增压匹配高低压EGR可实现低NOx排放工况的拓展，但系统结构复杂；紧耦式SCR（ccSCR）技术路线较为成熟，耐久性较好、成本较低。

并联式混合动力汽车的动力输出来源于电机和发动机的配合，因此良好的发动机转矩预测及闭环控制方法对并联式混合动力汽车行驶的可靠性和平顺性至关重要。现有发动机的转矩预测及控制方法大部分基于标定MAP插值预测的开环控制。本研究利用实际发动机的标定数据搭建了GT-Suite及Matlab/Simulink联合仿真模型，建立了基于进气和发动机状态参数的预测转矩反馈协同控制模块，对比了ANN法和MAP法在发动机稳态及瞬态转矩变化、升降挡等工况预测的结果误差。结果表明：稳态工况下MAP法较为可靠，实际瞬态转矩跃变及阶跃工况下，ANN法较MAP法误差低5.62%和1.32%，升降挡工况下低1.93%和0.84%。

为了改进阿特金森循环发动机（ACE）的综合性能，结合发动机台架试验以及数据驱动对ACE的热力学、燃烧和排放性能进行了分析。首先进行了发动机台架试验，测试了不同工况下的发动机比油耗（BSFC）、氮氧化物（NOx）等参数。其次基于机器学习和深度学习建立了ACE的数据驱动模型，对比分析了K近邻（KNN）、随机森林（RF）和人工神经网络（ANN）三种不同算法在预测ACE性能上的差异。结果表明，单学习器模型KNN的性能与集成模型RF和ANN之间存在较大差距，RF和ANN在测试集上的平均MSE相对KNN分别降低了92.24%和88.01%；RF和ANN在预测不同参数时性能各有强弱，RF在测试集上预测BSFC和燃烧开始点（SOC）的MSE相对ANN分别降低了59.99%和3.28%，而预测NOx的MSE增加了70.24%。ACE的数据驱动模型预测结果与试验数据有较高吻合度，为ACE的进一步优化奠定了基础。

通过H2-TPR、BET、XRD、HRTEM和XPS等手段对燃气机高温失活TWC进行表征分析，结果表明，TWC涂层比表面积快速衰减、铈锆固溶体结构被破坏、贵金属高温填埋以及CeO2和Pd过渡氧化是催化剂失活的主要原因。

通过溶胶-凝胶法制备了两种不同硅含量的硅酸钠钙固体碱催化剂（根据催化剂制备时Si的添加量，将其分别命名为NaCaSiO和NaCaSi2O），并考察了两种硅酸钠钙固体碱室温下催化大豆油转酯化制备生物柴油的能力。研究表明催化剂制备过程中乙醇/去离子水的最佳体积比为1:2，最佳煅烧温度为500 C；NaCaSiO固体碱催化剂的催化能力是NaCaSi2O的4倍，NaCaSiO室温下催化大豆油转酯化制备生物柴油在最佳反应条件下生物柴油产率达94.1%。

本研究重点探讨了SO2对Cu/SSZ-13催化剂性能及活性位点影响。结果表明，在350℃以下，SO2中毒样品NOx平均转化效率衰减38%，600℃热再生后，可以脱除硫化物，NOx转化效率恢复95%以上。采用XRD、BET、SEM、SO2-TPD、NH3-TPD、NH3+SO2-TPD、XPS等分析表征技术探索了催化剂物相结构、比表面积、活性物种，硫中毒及再生对催化活性的影响规律，结果表明SO2和NH3共同吸附在Cu2+中心形成硫铵物种，Cu(OH)+活性位在SO2的作用下形成硫酸铜物种，CuO物种促进SO2的氧化，加速硫中毒进程。同时，硫化物堵塞分子筛空隙，比表面积降低40%，上述过程是导致Cu/SSZ-13催化剂NOx处理能力急剧衰减的关键原因。550℃热再生过程中，硫铵物种热解生成NH3及SO2，硫酸铜分解并在铜迁移作用下使得Cu/SSZ-13NH3-SCR活性恢复。