在一台多缸重型柴油机上研究了聚甲氧基二甲醚（PODE）替代部分柴油并结合废气再循环（EGR）策略对燃烧和排放的影响。试验结果表明聚甲氧基二甲醚具有较高的十六烷值和含氧量，可以有效地减少缸内的不均匀程度，降低污染物排放。聚甲氧基二甲醚可以提高扩散燃烧速率，缩短燃烧持续期，有利于热效率的提高。优化燃油喷射策略可以有效提高发动机的热效率和污染物排放。

在一台高压共轨柴油机上，研究了用于颗粒捕集器（DPF）再生的缸内远后喷策略对发动机排放、油耗率及柴油机氧化型催化器（DOC）升温特性的影响。结果表明，碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）排放浓度均随后喷油量的增加而升高，HC排放浓度随着后喷定时的延迟先升高后稳定，而CO排放浓度则先升高后降低；氮氧化物（NOx）和碳烟排放均随后喷定时的延迟呈现先降低后升高的趋势，远后喷的引入使NOx排放降低了9.8%~24.0%，NOx排放浓度随后喷油量的增加而降低，而碳烟排放浓度在后喷定时小于70°时随后喷油量的增加而降低，在70°后则相反；后喷油量为14、17mg，而后喷定时在上止点后80°~140°范围的远后喷工况下，DOC后排气温度均可达到DPF主动再生温度600℃；DOC能量利用率随后喷油量的增加而升高，随后喷定时的延迟先升高后保持稳定，后喷定时在80°~140°范围内的DOC能量利用率保持在62.73%~75.75%之间，且在上止点后100°时刻达到最大能量利用率。研究结果为缸内远后喷DPF再生及其控制策略的发展提供了有价值的理论依据。

通过CFD-Fluent对排气平板/波纹阻火器内部流场、压力场进行流体数值模拟。结果表明，对于降低排气背压，波纹阻火器效果优于平板阻火器，且能保证防爆效果。对防爆柴油机排气防爆系统进行台架试验，分析了TY4100QFB型防爆柴油机加装相等废气流通面积、不同规格平板/波纹阻火器时，外特性下不同转速排气背压对柴油机动力性、经济性和排放的影响规律。试验结果表明，波纹阻火器因其较大的空隙率对于降低排气阻力，优化燃烧，降低CO、NOx、PM排放效果显著，CO、NOx、PM平均降幅分别为8.5%、4.6%、11.45%，转矩、燃油消耗无显著变化。同时波纹阻火器有利于减小设计尺寸，降低质量。

基于柴油机颗粒捕集器外加热源再生性能测试台架，对比研究了钛酸铝和碳化硅材料对柴油机颗粒捕集器（DPF）和催化型柴油机颗粒捕集器（CDPF）再生性能的影响规律。试验结果表明：随着来流温度的增加，不同材料载体的最高温度和最大温度梯度先缓慢增加后迅速增加，而再生效率逐渐呈线性增大，再生温度的陡增不能直接使再生效率陡增；在炭黑剧烈再生时，钛酸铝材料的最高温度和最大温度梯度远高于碳化硅材料载体；压降随来流温度、炭黑担载量的增加而增大，压降大小与材料孔隙率、孔径及载体本身的结构有关。

利用GT-Power仿真软件建立某一型号发动机模型，研究点火时刻、转速和减压气门运行参数对发动机燃烧制动性能的影响。研究结果表明：随着点火时刻的提前，发动机制动功率呈线性增加；点火时刻一定时，发动机转速越高制动功率越大，减压气门升程越高制动功率也越大。当转速一定时，每个减压气门升程都对应一个最佳气门提前角使得制动功率的峰值最大，且最佳气门提前角随着气门升程的增大而减小；当升程一定时，每个转速都对应一个最佳气门提前角使得制动功率的峰值最大，且最佳气门提前角随着转速增大而增大。当气门升程为4mm、转速为2400r/min时，最大制动功率可达137kW，可达发动机标定功率的1.7倍。

利用分散法制备了不同质量分数的纳米SiO2润滑油，并考察其悬浮稳定性。通过四球摩擦磨损试验机对纳米润滑油进行极压试验和长摩试验，以此来模拟活塞靠近上止点附近时气缸套一活塞环摩擦副处于混合润滑的状态，以及活塞远离上止点时气缸套-活塞环摩擦副处于流体动压润滑的状态，分别考察纳米润滑油的极压性能和减摩性能；采用对置往复摩擦磨损试验机模拟内燃机上止点附近气缸套-活塞环的工作环境，以真实内燃机气缸套-活塞环材料作为摩擦副，进一步考察纳米SiO2润滑油在变工况条件下（变温度、变速度、变载荷）的润滑摩擦性能，利用场发射扫描电镜FE-SEM观测了气缸套磨损表面的形貌，并分析纳米SiO2润滑油改善润滑摩擦的机理。试验结果表明：应用纳米SiO2添加剂可以显著提高基础油在混合润滑状态时的抗磨能力及在流体动压润滑状态时的减摩效果，在最佳添加浓度下，磨斑直径和平均摩擦系数分别下降了51.9%、46.7%；在上止点附近，气缸套一活塞环摩擦副的润滑状态为混合润滑，纳米SiO2粒子的添加可以显著提高润滑油的抗磨减摩性能，在高温、低速、重载条件下摩擦系数分别下降10.5%、10.3%、5.9%

针对燃油喷射参数对微粒排放的影响进行了试验，分析了燃油喷射时刻、喷射压力及EGR 率对微粒排放粒径分布的影响规律，试验在一台4 缸柴油机上进行，采用了体积分数为80%汽油与20%柴油的混合燃料(记为G80)．结果表明：在其他喷油策略不变的情况下，提高喷射压力，各模态微粒数量浓度峰值向小粒径方向偏移，各模态微粒数量均呈下降趋势，NOx 排放有大幅度提升；当EGR 率从10%增加到30%时，各模态微粒数量浓度峰值均向大粒径方向偏移，各模态微粒数均呈上升趋势，尤其EGR 率从25%增加到30%时，微粒数量大幅度增加，而EGR 率的增加同样抑制了NOx的生成；提前第一次喷射时刻，对微粒排放影响不大，NOx排放降低；提前第二次喷射时刻，各模态微粒数量浓度峰值均向小粒径方向偏移，且各模态微粒数均呈下降趋势，而NOx 排放呈现明显的上升趋势．

在一台由增压中冷的电控单体泵柴油机改造成的柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)发动机上，为了扩展高负荷下甲醇的最大替代率，研究了通过调整喷射时刻和排气背压并结合废气再循环(EGR)技术来提高甲醇最大替代率时对燃烧和排放的影响．试验中选择欧洲测试标准稳态循环(ESC)A(1,660r/min)、B(2,090r/min)转速下的75%和100%负荷，结果表明：在高负荷下采用EGR 技术不仅可以大幅度提高甲醇最大替代率，还可以降低最高燃烧压力和压力升高率，显示了DMCC 燃烧方式对EGR 具有良好的兼容性；增加排气背压和推迟喷射时刻也可提高甲醇最大替代率，高转速下增加排气背压的效果更优．通过上述方式，高负荷下甲醇最大替代率从30%～50%提高至66%～75%，当甲醇最大替代率时，预混燃烧比例大幅度增加，放热更为集中，燃油消耗率的最大降低幅度为13.83%．甲醇最大替代率时与低EGR率相耦合，NOx和soot排放均同时大幅度降低．

为了控制压燃式发动机的气体排放，在一台增压中冷共轨发动机上对聚甲氧基二甲醚(PODE)引燃乙醇均质充量的复合燃烧性能及其气体排放特性进行了研究．结果表明：随着进气道预混乙醇比例增加，复合燃烧滞燃期被延长，其预混燃烧量与放热率峰值增大，扩散燃烧量降低；复合燃烧的NOx 排放随着预混乙醇比例增加而降低，但m(NO2)/m(NOx)值显著增大，经过氧化催化转换器(DOC)后，纯PODE 燃烧的m(NO2)/m(NOx)值增大而复合燃烧的m(NO2)/m(NOx)值减小；复合燃烧的HC、CO、甲醛和乙醛排放量均明显高于纯PODE 燃烧，且随着预混乙醇比例增加而增大，但可以被DOC 高效氧化．复合燃烧的HC、CO 和NOx排放量经过DOC 后均明显低于纯PODE燃烧的排放，而甲醛、乙醛和NO2排放量与纯PODE燃烧时处于同一水平．

在定容弹上利用高速摄影纹影法开展了不同环境压力和喷射压力下的天然气/柴油双燃料高压喷射射流特性试验．通过纹影照片得到了不同喷射压力和环境压力下的射流贯穿距、射流锥角和射流面积随时间变化的规律．结果表明：随着环境压力增大，天然气贯穿距和射流面积减小，射流锥角增大；随着天然气喷射压力增大，天然气射流贯穿距与射流面积增大，气体射流锥角逐渐减小．在较高环境压力和喷射压力情况下，双燃料喷射中的柴油射流对天然气射流的发展具有促进作用．当环境压力达到0.9MPa 时，双燃料射流中的气体射流锥角比单燃料射流高出12%，双燃料射流中的气体射流贯穿距比单燃料射流整体低了5%左右．