以柴油机选择性催化还原(SCR)后处理系统为研究对象，对SCR 催化器化学反应机理进行了系统的研究，并建立了SCR 催化器模型，设计了基于模型的SCR 控制策略和车载故障诊断(OBD)策略．为了便于建模，沿着气流轴线方向将SCR 催化器分为数个理想的SCR 单元，并建立了SCR 催化器的化学反应动力学模型和温度模型等．然后设计了基于自适应滑模观测器的催化器状态观测器．利用反步法设计了SCR 控制器，对SCR 催化器沿着气流轴线方向的储氨状态分布进行控制，实现减少NOx 排放的同时避免氨(NH3)泄漏造成的二次污染．最后，开发了基于模型的OBD策略，并进行了试验验证，结果表明：基于模型的SCR控制策略和OBD 策略是有效的.

采用可视化定容弹搭配高速数码相机研究柴油两段喷射过程中预喷对主喷喷雾在低温下的燃烧特性的影响。通过对单段喷雾燃烧过程的试验研究发现，随喷射压力增大单段喷雾燃烧的着火延迟期与燃烧持续期减小，而火焰浮起长度与液相长度增大。同时，在相同喷射压力与喷射脉宽下对比单段喷雾燃烧过程与两段喷射主喷燃烧过程得到：两段喷雾的主喷着火位置更靠近喷嘴；主喷的着火延迟期大大缩短，但预喷量对其影响较小；两段喷雾的主喷燃烧持续期增大，且随着预喷量的增大而增大；两段喷雾的主喷燃烧火焰浮起长度小于单段喷雾燃烧火焰浮起长度，且随着预喷量的增大略有增大；两段喷雾燃烧的液相长度小于单段喷雾燃烧的液相长度，且随着预喷量的增大而减小。 The influence of the pilot injection on the main injected diesel fuel combustion under a split injection at low temperature was studied using a visualized constant volume combustion chamber and a h

利用超临界平台和定容燃烧弹系统，将低亚临界态（low sub-critical state，LS-CS）、亚临界态（sub-critical state，S-CS）和超临界态（super-critical state，Sup-CS）等不同状态的汽油，喷入到超临界环境（super critical environment，Sup-CE）。依托纹影系统，得到汽油在超临界环境中的喷雾特性，并与常温常压环境（ambient temperature and atmospheric pressure environment，AT&APE）汽油喷雾特性进行详细对比。研究结果表明：在超临界环境下，同一喷射时刻，随着喷油温度的升高，单孔喷油器的喷雾贯穿距先增加，后平稳下降，但在超临界态一直攀升；喷雾面积先上升，在亚临界态初段达到峰值后波动下降。5孔喷油器的喷雾贯穿距先平稳上升，后急速下降到低于初始值；喷雾面积先增加，在亚临界态缓慢下降，在超临界态初期达到峰值后下降。此外，在喷射条件相同时，超临界环境下和常温常压环境下的喷雾形态发展有明显区别，由于超临界环境下喷雾与环境的相互作用，塌缩现象及气泡微爆现象主

《内燃机工程》2019年第3期目次

利用复合激光诱导荧光(PLIEF)技术，在一个定容弹里定量研究了柴油喷雾撞击平板后的燃油分布，重点研究了撞壁距离对气相燃油分布的影响．结果表明：撞壁对燃油分布有重要影响，随着撞壁距离的增加，气/液相喷雾撞壁时刻延迟甚至不与壁面接触，当量比φ＞2 区间的气相燃油质量分数减小，1＜φ≤2 区间的气相燃油质量分数增加到一定数量并保持变化不大，0＜φ≤1 区间的气相燃油质量分数逐渐增加．数值模拟计算的结果发现，存在一个基于氮氧化物(NO)和碳烟(soot)排放折中的最优撞壁距离与喷孔直径之比(L/D)范围使得液相燃油不与壁面接触，φ＞2 区间和0＜φ≤1 区间的气相燃油质量分数较小，1＜φ≤2 区间的气相燃油质量分数较多，NO 和soot 排放都较小．根据计算结果拟合了基于NO 和soot 排放折中的最优撞壁距离范围的经验公式，可以很好地预测不同工况下的最优撞壁距离范围．

柴油机中燃用掺水乳化柴油有提高燃烧热效率的潜力，并同时降低碳烟和NOx 排放．利用定容燃烧弹台架，对比试验了纯柴油和掺水乳化柴油的燃烧特性，并重点研究了环境温度对掺水乳化柴油喷雾和燃烧特性的影响．结果表明：相比于纯柴油，掺水乳化柴油能明显降低燃烧过程中碳烟的生成量；掺水乳化柴油中水的蒸发和微爆作用随环境温度的升高逐渐增强，能有效促进喷雾雾化和油、气混合过程；随着环境温度的升高，掺水乳化柴油的滞燃期及火焰升举长度均减小，燃烧火焰亮度增大．高环境温度工况下，碳烟前期生成速率和后期氧化速率均增大，使得不同环境温度工况下掺水乳化柴油最终碳烟的排放量相差较小．

采用输运概率密度函数模型(TPDF)开展了不同初始环境温度、氧体积分数下正庚烷喷雾火焰发展过程模拟研究．以发动机燃烧网络(ECN)试验数据为基准，首先将模拟得到的着火延迟期和火焰浮升长度与均质反应器模型(WSR)模拟结果以及试验结果进行对照，发现氧体积分数较低时，由于TPDF 模型能够对小尺度上组分和温度的湍流波动进行精确求解，可获得准确的燃烧特征量．然后基于TPDF 方法，系统分析和对比了不同初始环境条件下准稳态火焰结构以及火焰发展过程的燃烧特征，发现在不同的初始温度和氧体积分数条件下，着火均首先出现在浓混合气区域．降低初始环境温度，高当量比区域反应活性下降，导致着火推迟，燃油与空气有更长的时间进行混合；降低温度的同时降低氧体积分数，则导致着火进一步推迟，油、气混合更为充分．着火位置混合气的浓度较高温、高氧体积分数条件有所降低，燃烧消耗了本来就不足的氧气，导致高当量比区域更难发生反应．

通过一款涡轮增压汽油机，研究了不同的进气湿度对发动机性能的影响．试验结果表明：随着湿度的增加，一方面实际进入缸内参与燃烧的干空气量下降，另一方面燃烧相位和燃烧持续期恶化，两者共同导致发动机的实测转矩降低而燃油消耗率升高．在大负荷工况时，发动机的抗爆性因湿度增加而得到改善，通过优化发动机的点火提前角，可以改善发动机的燃烧相位，增压发动机在大负荷工况的燃油消耗率反而降低，降低了1.4%～1.8%．

设计了一台船用柴油机稳态扫气光学试验装置，用以研究低速二冲程船用柴油机的扫气过程．利用立体粒子图像测速技术对不同参数下的缸内扫气流场进行了研究．结果表明：随着扫气口径向切角的增大，平均涡心位置与气缸轴线的偏离增大，涡流强度有所增强，气流的轴向速度呈现先增大后减小的趋势；随着扫气口开度的减小，涡心附近的轴向速度先有所增大，当扫气口开度降低到25%时，轴向速度大幅度减小，并出现回流现象．为通过流场评估扫气性能，提出了“扫气非均匀性系数”．试验发现在扫气口径向切角为15°及20°时扫气性能较好，此外，扫气口开度对扫气性能的影响仅体现在扫气口开度较小时，此时在扫气口附近的轴向速度均匀性差，影响扫气性能．

针对4 气门汽油机为获得缸内大尺度涡流减小进气流量的问题，提出可旋气门变相异升程方法，即采用带背脊气门旋转加强涡流，并通过调整进气凸轮相异角改变两个进气门升程差调整涡流．仿真与试验证实，在稳态流动状态下，随着相异角的增加，涡流尺度增加．存在相异角时，在凸轮轴转角小于80° CaA 和大于100° CaA 的情况下，分别在缸内产生一次较大尺度涡流，且方向相反．研究表明：气门旋转可促进大尺度涡流的产生，可旋气门变相异升程在不减小进气量的情况下可以对缸内涡流运动进行调节，相异角为8°时，涡流比可达0.51，平均流量系数偏差仅为0.9%．