在一台液压自由活塞发动机（HFPE）样机上进行了活塞运动规率的试验。研究表明：活塞的运动规律对于燃烧相位和累积放热量的变动具有自适应性；随着燃烧相位的提前或累积放热量的增大，活塞换向提前，最大升程和压缩比降低；这种自适应性可有效避免均质压燃过程中的爆震与后燃现象，保证缸内最高压力、最大放热速率的稳定，减少指示功的损失。

基于国V标准汽油，通过添加均三甲苯改变汽油中芳香烃的含量，在一台缸内直喷（GDI）汽油机台架上研究了汽油芳香烃含量对于GDI颗粒物（PM）排放及其微观理化特性的影响。研究结果表明：GDIPM排放随负荷增加而增加，在中低转速范围内随转速增加而降低；在高负荷下，芳香烃含量的增加会显著增加PM的排放并降低PM的氧化活性；芳香烃含量的增加促使PM前驱物增加，同时使碳层结构石墨化程度更高，阻止PM的二次氧化，从而增加了PM的排放。

在一台装有电液可变气门的单缸柴油机上，通过改变进气压力，研究了不同喷油正时和内部废气再循环（EGR）率下汽油压燃的燃烧特性和排放特性，并对实现汽油燃料高效清洁稳定低温燃烧（如平均指示压力循环波动系数<5%，NOx排放低于0.4g/（kW·h），烟度低于0.1FSN，CO和HC排放尽可能低）的控制区间进行了探索研究。内部EGR通过排气门两次开启实现，发动机转速和循环喷油量分别固定为1500r/min和28mg。研究结果表明，基于燃油早喷、较低内部EGR率和适量进气压力（0.12MPa）的协同控制可以使辛烷值为93的汽油在平均指示压力约为0.47MPa的工况下实现高效清洁燃烧。

基于GT-Power并耦合层流火焰速度经验公式开展了甲醇和甲醇重整气对直喷汽油机性能影响的对比分析。首先分别基于双燃料层流火焰速度经验公式，求取了异辛烷一甲醇和汽油一甲醇重整气层流火焰速度，根据层流火焰速度计算出燃烧持续期，作为燃烧模型的输入变量，进而探讨了汽油掺混不同比例的甲醇及甲醇重整气对发动机性能的影响规律。研究结果表明：掺混甲醇重整气与直接掺混甲醇相比，发动机有效热效率和输出转矩明显增加，当量比油耗降低，CO排放水平相当，但NOx，排放增加。尤其在稀燃条件下，掺混甲醇重整气使热效率增加明显，这说明燃料重整方式在提高直喷汽油机热效率方面更有应用潜力。

为了充分利用发动机尾气余热能量，并解决冬季柴油机难以起动的问题，设计了一套冬季柴油机燃油加热快速起动系统。在利用副油箱低标号燃油起动后，将柴油机尾气余热热量通过不锈钢一钠钾合金热管由排气管引至燃油，以实现对油箱中高标号燃油加热。通过台架试验，讨论了某6缸柴油机的余热特性及柴油机可利用尾气余热回收潜力，并在此基础上对热管工作特性进行了试验分析。研究结果表明：在柴油机全工况范围内，排气温度范围为440K~800K，柴油机尾气中至少有1/3的余热能可以利用；热管起动时间仅需275s，可以提供的加热温度范围为350K~600K。试验获取了在限定转速下的有效燃油消耗率与燃油温度变化情况，证明了冬季柴油机燃油加热快速起动系统对发动机的经济性有明显的提升。

基于内燃机动力学和多缸内燃机轴系任意测点简谐角振动与各缸对应简谐力矩的关系式，推导了内燃机曲轴测点角振动响应与内燃机功率的关系式，提出了基于曲轴角振动谐次幅值实现内燃机在线有负荷测功的方法；基于线性叠加的原理，比较不同燃烧介质的大功率内燃机气体激振力矩和往复惯性力矩对曲轴测点处角振动特征谐次幅值的影响。对某天然气内燃机和某柴油机进行仿真和试验研究，特征谐次幅值曲线证明了理论的正确性；利用曲轴测点扭振角位移特征谐次幅值计算内燃机的实际运行功率，最大误差为3.5%。

为了更加准确地研究发动机水套内冷却液流动传热问题，在Mixture多相流基础上建立了一套适用于发动机水套沸腾传热的气液两相流模型。以某直列4缸汽油机为研究对象，通过试验对汽油机第4缸火力面温度进行测量，两相流与传统单相流模拟结果对比表明两相流准确性更高。在两相流模拟结果基础上找出了汽油机水套壁面高温危险区，并基于发动机水套的设计要求提出了优化方案。模拟结果表明：优化后水套内冷却液的流动与冷却更加均匀，水套壁面温度明显降低，传热效果得到了提升。本研究可为以后的发动机沸腾传热研究和冷却水套设计提供参考。

针对国产重型商用车辆旋流式进气系统进行研究分析，了解其内部气流特性并使其可视化。模拟车辆行驶时驾驶室后侧流场，发现车体外侧压力区域稳定，内侧区域压力比外侧低，气流存在向内部流动的趋势；侧向进气管道主流道顶部直角设计会造成气流在此区域旋流，气流流动性差，进行圆角过渡设计后流动明显顺畅且无旋流产生；与四叶片相比，六叶片旋风筒的中心低压区域较大，其内部粒子运动趋势与管内压力分布基本一致，中心存在无粒子区，六叶片旋风筒内粒子旋转区域更靠近壁面且区域较薄；百叶窗在正面投影全封闭状态下阻隔粒子性能最好。

采用定容燃烧弹-纹影系统，将H2与CO 按体积比为2：1 的混合气来模拟真实甲醇裂解气，进行了初始温度为343K、初始压力为0.3MPa 下的甲烷-甲醇裂解气-空气预混燃烧试验，研究了不同当量比(0.6～1.8)和不同添加比例(20%～80%)的甲醇裂解气(其中V(H2)：V(CO)＝2：1)对甲烷-空气层流火焰燃烧速度、马克斯坦长度、火焰胞状结构及其影响参数等层流燃烧特性的影响，并在相同条件下单独添加CO，探究CO 在甲醇裂解气中的作用．结果表明：甲醇裂解气能提高混合气层流火焰燃烧速度，在整个当量比范围尤其是稀燃时加强火焰不稳定性，促进胞状结构的产生．CO 也能提高燃烧速度，但提升幅度比甲醇裂解气小，而且只有在大比例添加且当量比为1.2 附近时才对火焰胞状不稳定性产生明显促进作用，即甲醇裂解气中对甲烷层流燃烧速度和火焰稳定性起主要影响的成分为H2．

一种全可变液压气门机构(FHVVS)可实现气门升程和开启持续期的连续可变，采用进气门早关的方式可取代节气门实现无节气门负荷控制方式．通过试验测量缸内压力，发现无节气门汽油机在小负荷工况下的燃烧循环变动明显增大，燃烧速率显著降低．通过增大点火提前角，使燃烧重心(CA 50)调整至5°～10°CA ATDC 的推荐位置，却导致出现失火循环．探讨了通过组织进气涡流和增大点火能量的方式改善燃烧性能，结果表明：螺旋进气门能够在小升程时产生较强的进气涡流，显著改善了无节气门汽油机在小负荷工况下的燃烧循环变动和失火循环，提高了指示热效率；增大点火能量对改善燃烧循环变动也有一定作用．