本文在考虑燃料物理化学特性的基础之上，提出了一种新型的四组分航空替代燃料，该燃料由摩尔分数为39.05%的正十二烷，21.79%异十六烷，11.49%十氢化萘以及27.67%甲苯组成。该燃料组分构成能够确保准确地模拟真实航空燃料的化学和物理性质，包括十六烷值（CN）、阈值碳烟指数（TSI）、分子量（MW）、低热值（LHV）、氢碳比（H/C）、液体密度、粘度和表面张力。同时，提出了一个简化的化学反应动力学机理（包含124个组分和590个反应），可直接用于真实发动机燃烧模拟。通过在激波管和快速压缩机（RCM）中测定的点火延迟时间（IDT）、在预混火焰和射流搅拌反应器（JSR）中测定的组分摩尔分数以及层流火焰速度等实验数据对该机理进行验证。模拟结果与实验结果比对表明，该化学反应动力学机理能够反映实际航空燃料的氧化过程，可以用于真实发动机计算流体动力学（CFD）模拟。

不同测试循环对轻型车排放特性有着不可忽视的影响。新发布的中国轻型汽车行驶工况(CLTC)相关对比研究仍有欠缺。选择典型车辆，通过实验研究了轻型汽油车在不同驾驶循环（NEDC循环、WLTC循环、CLTC循环）下的排放特性。研究发现不同测试循环对各种污染物排放影响明显，不同速度段排放差异大。不同车辆NEDC循环THC排放普遍最高，WLTC循环NOx排放普遍较高，三种循环CO排放差异较小。比较各循环低速段，CLTC循环工况变化最激烈，THC和CO排放最高；WLTC循环工况变化较温和，NOx排放最高。在高速段，WLTC循环超高速段高速高负荷工况权重最大，THC和CO排放最高；CLTC循环和WLTC循环高速段燃烧充分，NOx排放高。此外，自然吸气车辆NOx排放较增压进气车辆对循环改变更敏感。发动机不同喷油方式与不同循环NOx排放关联性低。研究为不同循环排放特性研究提供了更多参考。

二冲程航空活塞发动机的换气过程是决定动力性能的关键因素之一，换气设计需同时考虑换气品质、气流组织、高空性能变化等，其优化目标与影响因素众多，相关技术研究颇具难度与挑战，是航空动力技术的研究热点。对换气技术研究进行了分析与综述，回顾了传统横流式、回流式、直流式及新型顶置气门换气形式的发展历程和各自特点；从性能评价体系、理论模型研究、仿真模拟研究和试验研究四个方面报告了换气技术研究理论与方法的研究现状；分析并讨论了换气与重油雾化燃烧匹配、换气与增压匹配、高空环境换气试验、多学科耦合换气优化四种换气前沿技术和发展趋势；指出了换气形式更新、理论模型修补、可变气流组织技术等是换气领域未来重点研究方向。

国际海事组织（IMO）推出了严格的法规，以限制船用柴油发动机的排放。 EGR是减少NOx排放的成熟措施，它具有PM和NOx此消彼长的关系。本文在船用柴油机上构建了结合EGR​​洗涤器实验平台的EGR系统。在实验平台的基础上，研究了两种硫含量燃料的发动机负荷和EGR率对柴油机颗粒物排放的影响。结果表明，粒径浓度曲线具有多峰分布，平均粒径增大。 EGR速率的增加导致颗粒中碳含量（OC + EC）的增加。此外，EGR洗涤塔具有明显的去除颗粒物效果，去除率超过98％，颗粒物排放比的加权值达到22.136 mg / kWh，符合中国的第一阶段和第二阶段排放法规以及美国EPA Tier 4排放法规。最后，EGR洗涤塔在颗粒物碳组分中对OC的吸收明显，对水溶性离子和无机元素的中和具有明显的S吸收。

本文针对某采用相继增压系统的船用柴油机，搭建实时物理仿真模型，并基于该模型对相继增压控制策略的关键参数进行虚拟标定，减少产品开发成本和降低潜在风险。采用相继增压控制策略后，根据相继增压运行模式，将柴油机的运行区域为三部分。根据各相继增压运行模式下柴油机稳态性能对比，确定各模式切换的柴油机转速和增压器转速。通过实时仿真模型对受控增压器切入转速、空气阀相对燃气阀的开启延迟进行虚拟标定，实现1TC至2TC模式的平稳切换。实时仿真模型集成虚拟标定后的相继增压控制策略，对柴油机的急加载过程进行仿真，研究该过程中柴油机各主要参数的变化情况。

摘要：自由活塞直线发电机因其在结构形式和能量转化效率方面具有较大潜在优势和发展空间而受到了研究者的广泛关注。通过对系统运行过程中燃烧波动的参数化分析，得出缸内峰值压力、压缩比以及系统运行频率的波动情况，并设计控制策略对系统稳定性进行分析。研究发现，在燃烧稳定的情况下，以压缩比为控制目标的控制策略具有较好的控制效果，然而在系统引入燃烧波动后，需采用以压缩比和峰值速度为目标的级联式控制策略。

本文采用Chemkin软件数值模拟研究了水蒸气对甲烷空气混合气自燃特性和层流火焰的影响。在相同条件下分别对三种不同适合甲烷的燃烧机理开展了数值模拟并和文献中的实验数据进行验证。选择最佳的适合甲烷在较高压力下的燃烧机理作为下文数值模拟分析。随后，分析了水蒸气对甲烷空气层流火焰的影响。此外，分析了水蒸气的化学效应、热效应和稀释效应对甲烷空气层流火焰的影响。最后，分析了初始温度和压力对甲烷空气层流火焰的影响。数值模拟结果表明：甲烷空气的滞燃期随着水蒸气的增加而延长。此外，水蒸气的稀释效应和热效应对甲烷空气层流火焰的影响要比水蒸气的化学效应强。甲烷空气层流火焰速度和绝热燃烧温度随着水蒸气的增加而减少。而且，甲烷空气燃烧过程中活性基的生成和氧化速率随着水蒸气的增加而抑制。

作为新一代绿色高能燃料，氨气在火力发电等领域有着广阔的应用前景。但是，由于其着火特性较为特殊，因此为其在发动机中的应用带来了挑战。基于此，本文提出了采用非平衡等离子体来提高低温下氨的点火性能这一改善方案；基于等离子体燃烧化学，通过数学模拟研究了纳秒脉冲放电（NSD）等离子体辅助氨气燃料分解、氧化和点燃过程中的动力学作用；提出并研究了控制NH3 / O2 / N2 / He混合气着火过程的详细等离子体燃烧化学机理，包括电子碰撞反应、涉及激发态物质和离子的反应以及氨气燃烧的详细动力学机理；并结合了等离子体动力学求解器ZDPlasKin和燃烧化学动力学求解器CHEMKIN建立了零维仿真模型，来计算点火延迟时间以及关键物质随时间和温度的变化规律。仿真计算结果表明，等离子体对1atm压力下的氨气低温点火具有显著的促进作用，可令混合气的点火延迟时间减少三到四个数量级。进一步研究发现，在约化电场强度50-250Td的仿真区间内，当约化电场强度为100Td时，NSD等离子体对混合气点火的促进效果达到最大值。路径通量和敏感性分析表明，限速反应e + NH3→2e + NH3 +对氨气点火过程具有抑制作用，而促进反应e + O2→e + O + O（1D）则表明等离子体产生的O和O（1D）对点火有重大影响。此外，等离子体可通过电子碰撞分解反应e + NH3→e + NH + H2和e + NH3→e + NH2 + H促进NH3分子裂解为NH和NH2自由基，从而对氨气的点火和燃烧起到显著的增强作用。本工作为研究等离子体辅助NH3点火中的等离子体燃烧化学提供了深入的见解。

Variable valve timing (VVT) systems can effectively improve engine performance. However, the common hydraulic VVT system driven by oil has negative effects on engine start and low-speed conditions because the low oil temperatures and pressures limit the advance of the camshaft. The Electric Variable Valve Timing (EVVT) systems overcome the cam phasing issues of oil-based systems according to a motor. However, there are few available EVVT control methods for the mass-production controller. It is difficult for classical controllers to balance the cam phase overshoot and response time. Complex methods are difficult to be applied in the engine control unit (ECU). In this paper, an EVVT system model included a 3-phase brushless direct current (BLDC) motor model, a cam phaser model and a Simplified Model-Based Control (SMBC) controller which can be applied in the ECU was constructed. The speed and load accuracy of the motor model was verified by experiments. In the SMBC controller, a motor speed planning model and a phase virtual sensing model were established according to the BLDC speed trajectory triangle and the phaser transmission ratio. Trajectory triangle was modeled based on max acceleration/deceleration performance. The phase virtual sensing model predicted the phase information with higher resolution. The model could be modified from the data which updated from camshaft position sensor. Therefore, the phase virtual sensing had almost the same accuracy compared with the sensor. The motor speed planning model used the phase prediction information and the trajectory triangle to calculate and predict the latest deceleration point without overshooting and thus maximized the motor performance. The EVVT control model converted the control of phase to planning the trajectory of BLDC and advanced/retarded camshaft of EVVT system finally. The simulation results showed that the proposed method was effective in improving the response performance and reducing overshoot of the EVVT system.

氢内燃机具有成本低、工作范围广的特点，可以利用工业废氢，有广阔的应用前景。相比于进气道喷射（PFI）氢内燃机，缸内直喷（DI）氢内燃机能大幅提升氢内燃机的动力性，抑制异常燃烧现象（回火、早燃）。但是由于缸内混合气分布不均匀、燃烧温度高等原因，直喷氢内燃机的氮氧排放（NOx）水平很高。本文基于一台2.0L自然吸气直喷氢内燃机，研究了过量空气系数、转速和点火角对NOx排放的影响，并通过多参数的耦合调节，控制NOx排放，得到了样机的最大动力性下，未经后处理就实现近零排放（NOx≤20ppm）工作边界。其最大功率为21.5kW，最高热效率为39%，在区域内的工况点都可以实现近零排放。