怠速停车和直接启动技术可以取消车辆在红灯停车和交通堵塞时的怠速过程，减少怠速排放，提高油耗。针对直接起动过程中混合气浓度分布不均匀的问题，本文提出了多级喷射策略，分析了启动缸在不同喷射段和不同阶段喷射量下的燃烧和碳氢化合物排放特性。结果表明多级喷射减少了单次喷射量，减少了各喷射段的穿透力，降低了燃料与壁面的碰撞程度。同时，多级喷射中燃油束的相互作用增强了混合气在缸内的运动，改善了浓度分布。因此，多级喷射策略有利于直接起动过程的燃烧和排放。但随着喷油量的增加，其减排效果有所下降。在三个实验方案中最优的多级喷射策略是三级喷射。

自由活塞发电机（FPEG）具有多燃料适应性、结构紧凑、低摩擦损失等优点，可用作电动汽车增程器等。基于机械共振的震荡启动方式是FPEG独特的启动方式。本文研究了活塞初始位置对FPEG震荡启动过程的影响。在Matlab/Simulink中建立了以气缸中点为原点的数值模型，仿真结果比较了不同活塞初始位置对气缸内压力和启动时间的影响。结果表明，活塞的初始位置从正方向远离气缸中点时，气缸内气体压力增长换面，冷启动时间超过1.5秒，初始位置的负向偏移为2mm时，系统具有最短的启动时间和最高的压缩比。

自由活塞内燃发电机（Free piston engine generator, FPEG）被视为未来可以取代传统内燃机的新一代能量转换装置。本文研究了自由活塞内燃发电机的关键运行参数如过量空气系数及点火位置对FPEG系统性能的影响规律并对相关参数进行敏感性分析。仿真结果显示系统运行压缩比对过量空气系数及点火位置的变化十分敏感，当过量空气系数从0.85增加到1.15时，系统运行压缩比从15.8下降到6.6，而当点火位置从15 mm增加到20 mm时，系统运行压缩比从6.1 增加到13.3。系统运行频率对过量空气系数的变化更为敏感，但系统指示热效率和摩擦损失则对点火位置的变化更加敏感，传热损失对过量空气系数和点火位置的变化敏感度接近。为了维持系统稳定高效运行，过量空气系数应维持在略低于1.0的状态，并且在选择点火位置时，需要考虑缸内压力升高所带来的重要部件结构损坏的风险。

为研究燃油温度和环境温度对柴油机冷起动着火性能的影响，使用仿真软件CONVERGE搭建了定容燃烧弹模型，在不同的环境温度和燃油温度下对正庚烷喷雾着火的低温滞燃期、高温预反应期、总滞燃期等特征参数的变化规律以及相应影响机制进行了研究。结果表明，燃油温度和环境温度的提高均能缩短总滞燃期，但燃油温度的影响较小。燃油温度的提高主要通过加快喷雾着火的物理准备过程来缩短高温着火过程。环境温度的增高主要通过提高低温反应最高温度以及局部浓度对高温预反应产生促进作用，使得总滞燃期缩短。在双阶段着火区随着环境温度升高，低温滞燃期缩短41%，高温预反应期缩短80%，总滞燃期缩短75%，环境温度对喷雾着火的物理准备过程的影响并不明显。775K、810K分别为双阶段着火区域的低温边界和高温边界，燃油温度的升高能够拓宽低温边界。

本文基于热力学设计理论和集总参数性能评估模型，针对一款应用于叉车的燃料电池系统的氢气引射器进行了设计，建立了氢气引射器的二维CFD模型，研究了单一结构参数对引射器性能的影响规律，综合考虑不同工况下的性能进行结构优化。结果表明：影响引射器性能的关键结构参数主要为喷嘴直径，混合器直径，喷嘴出口距离（NXP），混合器长度及喷嘴出口角度。随着喷嘴喉部直径的增大，一次流压力降低，引射率减小；对于燃料电池而言，使用收缩型喷嘴最好。合适的喷管开口到混合腔入口的距离（NXP），可以增强喷射效果；在不同工况下，存在最优的混合器直径和长度。

本文针对叉车用燃料电池系统运行工况，优化设计了氢气引射器的几何结构，建立了氢气引射器的二维数值CFD计算模型，研究了不同运行条件下的引射器性能，发现引射器在不同流体温度、湿度、压力均对引射器的引射率有影响，环境温度也对引射率存在影响，环境温度越高，引射率也低。同时，分析了引射器与电堆运行工况的匹配性能，提出了一种新型引射器匹配电堆的方案，结果表明：该引射器配置方案可在燃料电池全功率范围内运行，相比于常规引射器配置方案，该方案在全功率范围内下可实现精确供氢及氢气循环，并在小流量下氢气损失最高可降低87.7%。

为增强进气涡流，改善柴油机燃烧效率，本文以CA4DD双进气道柴油机为研究对象，采用均匀设计的方法确定9组不同参数的叶片方案，利用计算流体力学数值模拟，研究不同气门升程下，在进气道前端安装不同参数的导流叶片对柴油机进气流通特性的影响，分析最大气门升程下缸内流场流动特性。结果表明：与基础模型相比，导流叶片产生的涡流比最大平均增幅达到37%，流量系数在5%以内波动。最大气门升程下，叶片长高比与角度分别在3.5-6.9，12.2°-20.2°范围时，涡流比效果最佳，并通过稳流试验验证，为双进气道柴油机增效提供理论基础。

无

无

尿素水溶液喷淋系统产生的氨氮均匀性是影响脱硝效率的重要因素。本文利用CFD软件建立了三维模拟模型，研究了两种典型的喷射方式（壁面喷射和中心喷射）和两种典型混合器的三种分配策略（预混、后混、预混和后混）对尿素转化率和均匀性的影响。此外，利用场协同原理分析了不同混合器流场的传热。结果表明，T型后混箱的场协同效果理想，NH3转化率高。双混合器分配的场协同性不好，但由于UWS在排气管中停留时间的增加，NH3转化率也有所提高，而且双混合器在不同喷射位置具有更好的NH3均匀性指标。