为探索含氧官能团结构醇、酮和醛的燃烧和排放特性，选取能量替代率为15%的正丁醇、丁酮和丁醛在发动机转速不变的条件下，在一台四缸机上研究在不同的平均有效缸内压力和废气再循环率下的燃烧和排放特性。结果表明：缸内压力呈现丁醛>正丁醇>丁酮，但是放热率扩散峰值却是丁酮>丁醛>正丁醇；缸内最大燃烧温度：丁酮<正丁醇<丁醛；soot的排放：在中小负荷时，丁酮>正丁醇，在大负荷时，正丁醇远大于丁醛和丁酮。丁醛的NOx排放量略高于丁酮和正丁醇，这主要归因于丁醛较高的热值以及含氧量；soot的排放：在中小负荷时，丁酮>正丁醇，在大负荷时，正丁醇远大于丁酮和丁醛。

为研究挡位对CO2排放、污染物排放、动力学参数的影响，选择7挡干式双离合变速器汽车作为试验车辆在相同道路上进行了4次RDE试验，依据挡位对数据进行基本划分，基于挡位划分的结果表明：CO2、CO、PN（未装GPF）排放因子与传动比、RPA均有显著的线性相关关系，NOx排放因子与传动比、RPA的相关关系稍弱；CO2在不同档位、车速下的排放规律，可由引入传动比作为变量的基于发动机单个工作循环排放量的排放分析方法进行解释，该方法对部分污染物排放规律也有一定的解释作用；在进行以减少碳排放、减少污染物排放为目标的整车标定时，传动比与排放的影响规律可作为标定换挡控制策略的参考。增加低速挡的使用时间，RPA有升高、V·apos_[95]有降低的趋势，可以提高动力学检验通过的机会。

针对高压共轨系统供油蓄压过程与燃油喷射过程的控制策略与布置方案进行了研究，建立了高压共轨系统数学模型，运用液压流体仿真软件AMESiｍ构建高压共轨系统仿真计算模型；结合试验数据，验证了高压共轨系统燃油热模型的有效性。首先进行了共轨系统控制策略对燃油流通特性的影响仿真分析，研究发现进出油阀的控制参数的影响对共轨系统的流通特性影响较小，出油阀弹簧刚度越大，出油阀开启时间越短，出油阀孔径的减小，将增大柱塞腔内部压力，出油阀弹簧预紧力无明显影响。出油阀控制参数对系统流通特性均无明显影响，进油阀预紧力是进出油阀参数的主要影响因素。然后进行了共轨系统布置方案对燃油流通特性的影响仿真分析。得到对于六柱塞泵十二喷油器布置位置方案最优解：连接管直径最优解是2mm；集合管直径最优解是2mm，集合管长度最优解是30mm；分配管直径最优解是2mm，分配管长度最优解为80mm。

气口扫气式二冲程活塞发动机由于进、排气口同时打开，容易造成燃油短路，使发动机油耗和排放升高。若想对发动机经济性和排放性能进行优化，需要对发动机扫气性能进行优化，因此需要采用合理的发动机扫气参数测量与计算方法。采用示踪气体法对一台气口扫气式航空活塞发动机捕气效率、充量系数等扫气参数进行了测量与计算，并采用包含曲轴箱和燃烧室的发动机完整的一维和三维仿真模型对测试结果进行了分析。结果表明，缸内火焰传播至燃烧室边界出现了熄火的现象并产生了未燃气体，此部分气体由于包含示踪气体会被认定为短路气体，造成示踪气体法出现误差。将燃烧室分为中央和边缘两个区域可以更准确地模拟缸内的燃烧放热过程，其放热量占总热值比例与示踪气体法测得的实际值相近。采用实验与仿真结合的方法，可以准确测量并优化气口扫气二冲程发动机的扫气性能。

通过将三维计算流体动力学（CFD）仿真软件KIVA和多目标遗传算法相结合，对正丁醇/生物柴油反应活性控制压燃（RCCI）发动机的进气和喷油参数进行了全面优化，确定了其在宽负荷范围内实现清洁、高效和稳定运行的最佳技术路线，并对关键运行参数的协同作用机理进行了讨论。优化结果表明，低负荷下正丁醇预混比例较高（接近于1），整个燃烧过程接近均质燃烧，着火和燃烧主要受燃料反应动力学控制。对于高负荷，生物柴油在上止点后引入缸内，优化结果依据丁醇预混比例可划分为两阶段燃烧和全预混燃烧模式两种，其中全预混模式主要是通过增加EGR率实现高负荷下高丁醇比例的应用，具有较高燃油效率和更低NOx排放，但该模式的燃烧噪声较高。在优化中负荷策略，少量高活性生物柴油在压缩冲程早期（-55~-30 °CA ATDC）直喷入缸内，形成活性分层，负责燃烧启动和相位的控制。针对发动机不同负荷，优化的进气参数存在明显分层现象。此外，低负荷下预混比和初始温度的分析表明，低预混丁醇比搭配低进气温度会导致正丁醇/空气混合气被进一步稀释，预混丁醇反应活性和火焰传播速度降低，燃烧效率显著恶化，并且由于增加的直喷生物柴油量，NOx和soot排放也显著增加。对于预混比和生物柴油喷油时刻，低预混比条件下，燃烧相位对喷油时刻更敏感，而高预混比条件下，预混比对燃烧相位的影响变得显著。

为探索双燃料发动机在低负荷下喷射策略的优化方案，在一台增压中冷发动机上实现柴油/甲醇双燃料燃烧模式。在1800r/min和30%负荷下，系统探究甲醇比例、主喷/预喷参数对双燃料发动机燃烧过程、排放特性和燃油经济性的影响。在预喷策略下，随着甲醇比例的增加，双燃料燃烧过程从两阶段放热逐渐转化为单阶段放热；甲醇比例的上限从40%增加至60%，循环变动系数（COV）和HC排放降低，有效热效率（BTE）增加。随着预喷正时的提前，双燃料燃烧放热推迟，放热率峰值增加，燃烧持续期缩短，soot排放和COV减小；此外，增加预喷油量会使放热率曲线向双峰分布转变，使得CA05与CA50提前，BTE、NOx和soot增加，而HC和CO却降低。在预喷/主喷优化策略下，双燃料发动机的BTE可达47.34%，而在50%甲醇比例下COV仅为1.4%。

本研究的目的是开发一个基于深度学习的预测模型，以预测高原环境下GDI汽油车CO和PN的瞬时排放量。利用便携式车载排放测试系统（portable emission measurement system，PEMS)对一辆GDI汽油车进行实际道路排放测试；加入奇异谱分析（Singular Spectrum Analysis,SSA）对原始时间序列进行处理，剔除时间序列中的异常值；利用XGBoost模型对GDI汽油车的CO和PN的瞬时排放进行初步预测，并利用SVR模型进行残差修正得到最终的预测结果。将预测结果与实际道路排放实验中使用PEMS设备测量的实际值进行比较，实验结果表明，本文所建立的XGBoost-SVR排放预测模型能较好的预测GDI汽油车瞬时CO和PN的排放，相比单一的XGBoost模型，RMSE分别提高了22.9%和39.7%，决定系数R2均大于0.9，支持预测结果的可靠性。该模型对监测高原环境下GDI汽油车实际道路排放具有一定的工程意义。

在最高点海拔为2787米，最低海拔为1331米，海拔落差为1456米，持续上下坡路段长约34公里环境条件下，用1辆N3类国六b阶段重型柴油车在满载情况下进行整车实际道路排放测试，在相同的测试工况、相同道路、相同负载条件下测量重型柴油车在长上坡下坡过程中实际道路排放污染物排放量的趋势。重型柴油车整车100%载荷长下坡时，随着海拔高度的下降，发动机排温从300℃左右持续下降至150℃左右。当排温下降至150-200℃以下时NOx和CO排放明显升高，长下坡路段PN排放均处于较低的状态；而重型柴油车整车100%载荷长上坡时，随着海拔高度的升高，发动机排温从120℃左右迅速上升并保持在300℃以上。NOx和CO排放仅有在初始上坡排温还未上升稳定阶段偏高，其余阶段均排放均处于很低的状态。长上坡过程中因发动机负荷增大，PN排放均处于相对较高的状态。

通过进排气海拔模拟系统模拟不同海拔条件下柴油机在电力测功机上运行热态WHTC循环，通过非常规气体分析仪测量排放污染物随海拔的变化趋势。通过分析非常规排气污染物与海拔的关系，得到N2O随着海拔的升高排气浓度逐渐降低；不同海拔下的SO2排放基本保持不变，维持在0ppm左右；瞬态循环下HCHO排放随着海拔升高而逐渐降低，稳态循环下HCHO排放随着海拔的升高呈现先升高后降低的趋势；0-5000米海拔下瞬态HCOOH排放非常小，在7mg/kWh以内；不同海拔NH3排放都非常小。

排气再循环（EGR）的方式与再循环排气流量的大小对机械复合涡轮的排气余热回收有较大影响，为了研究EGR方式及EGR率大小对柴油机匹配机械复合涡轮的影响，本文基于某款柴油机的性能试验数据,以GT-power软件为载体建立了匹配机械复合涡轮柴油机模型，研究了高压EGR模式和低压EGR模式下EGR率对机械复合涡轮柴油机的影响。研究表明：与原机相比，匹配机械复合涡轮的柴油机整机有效热效率均有所提高；在两种EGR模式下，随着EGR率的增大，原机有效热效率和匹配机械复合涡轮的柴油机有效热效率均随之降低；在最大转矩工况，机械复合涡轮柴油机匹配低压EGR系统的燃油经济性优于匹配高压EGR系统的燃油经济性，而在额定功率工况，机械复合涡轮柴油机匹配高压EGR系统和低压EGR系统的燃油经济性差别较小。