国际航运、重型卡车运输和国际航空等难以减排的交通运输部门（Hard-to-Abate transport sectors，简称为HTA-TS）难以完全通过电网或电池实现电气化，对深度减排构成了严峻挑战，亟需部署绿色电子燃料技术。本研究首次通过全球变化分析模型（GCAM），在全球尺度评估100%可再生能源（太阳能和风能）驱动的电子燃料（如氢、氨、甲醇、航空煤油）在HTA-TS多部门协同脱碳路径，并单独为交通部门设定具体的减排路径。结果表明：电子燃料的部署优化了燃料消耗结构，可使HTA-TS在不牺牲货/客运周转量的前提下，显著降低CO₂及大气污染物（NOx/SO₂/CO等）排放，实现减污降碳的协同增效。电子燃料部署可使HTA-TS部门在2025-2060年间累计减排15.6 GtCO₂（较未部署电子燃料情景），2060年大气污染物减排幅度达9.32%~44.13%。HTA-TS多部门部署电子燃料可降低对碳移除技术的依赖，特别是生物质能碳捕集与封存，减缓生物质资源竞争引发的粮食安全与生物多样性风险。制定明确的交通部门减排目标可避免减排责任的转移，促进部门间减排的公平性，同时严格政策显著提升e-fuels规模（如中国在严格情景下的消耗量达3.27 EJ，较宽松情景增加103%）。研究证实电子燃料是实现HTA-TS深度脱碳的核心技术路径，需通过成本优化、基建完善与政策协同加速推广应用。

无连杆对置活塞发动机是一种新构型发动机，活塞运动轨迹具有高自由度，通过驱动凸轮型线设计规划活塞运动规律，调控缸内工质压缩、燃烧、膨胀历程，进而实现放热、传热以及容积变化过程的自主耦合控制，提高热力循环效率。该新型发动机采用集束式总体构型，空间布局紧凑，喷油器、火花塞位于气缸壁同一侧，导致点火时刻火花塞附近燃油浓度低、火焰传播过程不稳定。首先基于喷雾特性试验台架，研究了喷孔直径、环境温度、环境压力对航空煤油油束贯穿的影响规律，同时为喷雾模型标定提供依据。根据点燃式航空煤油发动机特征压缩比，建立了上止点环境点火可行性三维计算模型，验证了上止点背景环境下均质当量混合气点火可行性。根据无连杆对置活塞发动机结构参数，搭建了点火可行性试验台架，研究了背景温度、喷油点火间隔对燃烧特性的影响规律，得到了无连杆对置活塞发动机工况下航空煤油的点火极限最低温度及点火极限最高温度，为发动机点燃式燃烧系统设计提供正确的指导。

针对新能源汽车Tip in/out驾乘操作中，因机电耦合激发扭转振动，导致的冲击、顿挫、耸动、颠簸等整车问题，探讨了扭振问题简化建模及其主动控制方案。针对间隙撞击现象，提出和改进了传统死区模型，可有效简化死区建模带来的控制器难以设计问题。针对非线性带来的载荷不确定性，尤其是轮端载荷涉及多个未知数问题，提出简化为一个未知载荷变量的方案，有利于减少轮端实际未知变量个数；进一步分析了更一般的状态空间模型，并给出一种时域载荷识别方法，它能够实时识别时域载荷，从而保持局部线性。在这种线性化简化处理后，分析不确定性的影响。一方面，研究了匹配不确定性对控制器设计的影响，改进死区模型也可以推导出分区控制律，即从统一的控制目标推导出接触区控制律和间隙区控制律。另一方面，研究了匹配不确定性对观察器设计的影响，分析了存在线性矩阵不等式的隐藏约束，从理论上给出了观察器增益选择的建议。针对工程化考虑，阐述了扭矩补偿策略，滤波器设计，鲁棒性提升路径，其合理性已在车辆开发和控制设计实验中得到了验证。

涡轮增压器工作环境复杂，其滚动轴承的早期故障特征微弱，易被背景噪声淹没，导致早期故障识别极为困难。为此，本文提出一种基于振动信号的增压器滚动轴承弱故障特征增强与提取方法。首先，采用傅里叶拟合方法提取频谱趋势，并以极小值点作为分割边界对原始信号进行滤波处理；随后，对滤波后的信号进行傅里叶变换，分别获取幅值谱与相位谱；在保持相位不变的条件下，对幅值谱施加不同权重，并通过傅里叶逆变换重构得到修正信号；进一步计算该修正信号的归一化平方包络谱，并构建包络谱能量比指标以量化故障特征的丰富程度；最终，根据该指标选取增强后的解调频带，实现滚动轴承故障特征的增强提取。通过仿真与实验案例验证了所提方法的有效性。

为研究船舶柴油机机体刚度，以V型16缸高速船舶柴油机为对象，基于多部件耦合的有限元仿真方法，将轴瓦圆度及曲轴主轴颈与轴瓦轴线的同轴度作为刚度评判指标。通过静力学仿真分析发现，机体的圆度和同轴度最大值都出现在第6号气缸爆发时刻的第7号主轴承座，分别为93.09μm和53.31μm。四因素三水平正交实验结果显示，圆度随隔板减薄量增加呈二次方增大，随侧拉螺栓预紧力增加先降后升，随主螺栓预紧力和轴瓦过盈量增加而降低；同轴度受隔板减薄量影响小，随侧拉螺栓预紧力、主螺栓预紧力及轴瓦过盈量增加而降低。帕累托分析表明，侧拉螺栓预紧力对圆度影响最大，轴瓦过盈量对同轴度影响最大，主螺栓和侧拉螺栓对同轴度影响亦较大，且均呈负相关。

针对船舶柴油机对燃油系统提出的喷油规律柔性控制需求，本文基于可变喷油规律电控喷油器，系统研究了其在不同喷射策略下的喷射特性。通过多物理场耦合数值模型进行高精度仿真，分析了不同轨压、喷油脉宽及切换延迟下针阀运动、喷油速率及喷油量的变化规律。结果表明：低升程策略下喷油量随脉宽线性增加；高升程策略在小油量工况下呈非线性响应；靴形Ⅰ策略中，由于切换延迟受喷油脉宽限制，喷油量MAP存在缺失；延长切换延迟会压缩峰值维持阶段，从而降低喷油量。靴形Ⅱ策略可覆盖更宽工况，但喷油量仍随切换延迟增大下降。研究揭示了喷射策略与喷射特性的耦合机理，为高精度喷油规律控制提供理论依据与工程参考。

采用高速显微镜成像技术和CFD数值模拟相结合，研究了不同初始条件下微气泡在柴油喷射过程中的发展变化。结果表明：微气泡在SAC腔内随柴油流动向前发展，因微气泡前后速度差产生了变形。微气泡经过节流区域时，在压力骤降的作用下，速度快速提高并高于柴油流速，在低压作用下微气泡开始膨胀。当微气泡喷出喷嘴后在与外界的压差作用下，产生了进一步快速膨胀。边缘位置的微气泡喷出喷嘴后，与外界空气之间的柴油边界层更薄，在微气泡膨胀力的作用下柴油边界层被打破，形成新的柴油表面，这可能是促进雾化的原因。

路径跟踪控制作为无人车的基础控制，提升其路径跟踪质量并优化能效具有重要意义。本文针对滑移转向车辆提出了一种路径跟踪与能效协调控制策略。在路径跟踪控制层中，采用改进的无模型控制方法估计车辆所需的偏航力矩；然后，在能量效率控制层中，考虑所需的纵向力、偏航力矩以及驱动电机的能耗，利用雪消融优化器对驱动电机输出转矩进行分配。仿真结果表明，协调控制策略具有较好的控制性能，在保证路径跟踪精度的同时提升了节能特性。

为了提高滑移转向车辆(SSV)在柔软崎岖地形环境的自主行驶性能，本文针对SSV的横向路径跟踪控制问题开展研究。首先，基于地形力学对车轮受力进行分析；通过试验和仿真建立柔软崎岖地形模型以及车轮受力半经验模型，对SSV在特定柔软崎岖地形上的车轮受力进行估计。然后，考虑到地形特征及车轮受力的变化，提出一种基于车轮横向力估计的偏航力矩自适应补偿方法并设计一种横向路径跟踪分层控制器。最后，基于实际车辆参数，在Simulink/Carsim的联合仿真环境中验证了控制器在模拟柔软崎岖地形上行驶的控制效果和鲁棒性。

高压甲醇直喷是实现发动机进一步节能减排的关键技术之一，而甲醇动态喷射稳定性直接影响发动机的动力性与经济性能，喷射稳定性的提升是实现发动机性能提升的关键。本文构建了甲醇-柴油双直喷仿真模型，并基于实验数据完成模型校核。分析了柴油回路压力波动对甲醇喷射稳定性的影响，研究发现，在小甲醇喷射压力与大甲醇喷射压力下，针阀运动加速度较低，造成的针阀开启时刻、上升阶段与下降阶段的不一致性导致甲醇喷射量波动率更加显著；在小甲醇喷射脉宽下，针阀难以实现完全打开导致针阀整个运动阶段易受到柴油回路压力波动的影响。基于广义回归神经网络构建了针阀运动加速度的数据驱动模型，采用多目标灰狼优化算法开展了喷射稳定性优化研究。结果表明，优化后，不同甲醇喷射压力与喷射脉宽条件下甲醇喷射量波动率均小于5%，在甲醇喷射压力600bar条件下降低幅值为14.55%，甲醇喷射脉宽5ms条件下降低幅值为32.8%，实现了高压甲醇喷射器动态喷射稳定性的有效提升。