针对催化器前端3种不同结构的多孔管建立CFD数值计算模型，进行柴油机尿素选择性催化还原（urea-SCR）系统的流动和净化效果的模拟，分析了A25工况和标定工况下不同多孔管结构对压力分布及压力损失、流场分布、氨气分布均匀性、NOx转化率的影响。结果表明：添加多孔管前后及不同多孔管结构对流场和催化特性的影响均不同，其中多孔管2对流场分布、压力损失、氨气均匀性和NOx转化率的影响最明显，压力损失达到了1.2 kPa，NOx转化率提升了8%左右。试验结果与模拟计算的数值误差在合理范围，验证了模拟计算的准确性和结构设计的合理性。

使用快速压缩-膨胀机改装的多火花塞点火试验台架，研究了火花塞数目对指示功大小、最高燃烧压力和最大压升率、燃料放热速率及爆震特性的影响。得到结果如下：液压源压力及混合气浓度相同，点火相位从上止点前5~35 mm逐渐增大时，指示功先增大后减少，即存在最佳点火相位；随着火花数目的增加，最佳点火时刻后移；多火花塞点火的放热速率、最高燃烧压力和压升率、指示功均比单火花塞点火有明显提升，提升幅度和火花塞数目并不成线性关系；在混合气稀薄时，多火花塞点火对燃烧速率及指示功的提升作用更加明显；随着液压源压力的增大，相同点火相位时，多火花塞比单火花塞点火爆震倾向更加严重。

针对4190ZLC船用中速柴油机燃油系统电控化改造项目，以该机排气系统为研究对象，以优化排气系统性能为目标，采用气道稳流试验和数值模拟相结合的方法对排气流动进行分析，发现结构不合理之处并进行优化。研究结果表明：原机排气道、排气阀座紧靠气缸的位置、气阀座和气阀等多处存在不合理的流动损失，其中排气道结构和排气阀座相对缸盖位置对流通性能影响较大；排气系统整体结构优化后，流量系数大幅提高，平均流量系数提高了16.71%，流动性能得到改善。

试验研究了柴油机固态选择性催化还原系统（SSCR）铵盐-氨基甲酸铵和碳酸铵在系统喷射管路重结晶的对应温度。通过SSCR喷射系统试验装置，调节系统管路温度使气体在固定位置产生结晶，使激光穿过结晶部位到达光敏电阻模块，根据光敏电阻模块输出电压的变化测定铵盐重结晶所对应的温度。结果表明，氨基甲酸铵的重结晶温度高于碳酸铵，同时分别测得了不同喷射压力下氨基甲酸铵和碳酸铵的重结晶温度。

在高温高压定容弹内基于紫外/可见光两波长激光吸收与散射法测得的柴油模拟燃料碰壁喷雾的气液两相浓度分布、贯穿距、平均粒径等数据，并由此研究碰壁喷雾蒸发模型的准确性，提出了碰壁喷雾的标定方法，最后用标定好的模型对不同喷油量条件下的喷雾进行预测并用实测数据进行验证。由此揭示了主要标定参数对蒸发特性的影响规律，如回弹韦伯数越大蒸发量及蒸发速率下降越明显等，并提出了蒸发碰壁模型的主要标定参数的确定方法。

基于双卷流燃烧系统（DSCS）及侧卷流燃烧系统（LSCS）利用燃烧室形状使燃油分别在纵向和横向空间形成卷流运动的结构特点，提出了能够在燃烧室横向和纵向空间依次形成卷流运动的复合卷流燃烧系统（MSCS），为探究MSCS的试验性能，在单缸机试验台架上对不同燃油喷射角度下复合卷流（MS）燃烧室的速度特性进行了研究。研究结果表明，当燃油喷射方向正对分流造型尖端时，MSCS油耗及碳烟排放最低。为合理评价MSCS的燃烧及排放性能，与DSCS速度特性研究的试验结果进行对比。对比结果显示，相同工况下MS燃烧室的油耗较双卷流（DS）燃烧室降低4~5g/（kw-h），碳烟排放低于DS燃烧室60%左右，表明MSCS可有效地降低柴油机油耗及碳烟排放，提高柴油机综合性能。

试验使用不同配比的柴油含水乙醇乳化燃料，对其理化、喷雾和燃烧特性进行了研究。随着柴油含水乙醇乳化燃料中含水乙醇含量的增加，乳化燃料的密度和运动黏度上升，表面张力略微下降，初始蒸馏温度下降，含氧量升高，十六烷值和低热值降低。试验使用定容燃烧弹，在常温高压和高温高压环境下，对乳化燃料非蒸发噴雾、蒸发噴雾及喷雾燃烧的特性进行了测试。研究结果表明：随着乳化燃料中含水乙醇比例升高，非蒸发喷雾贯穿距和喷雾锥角变化不大；蒸发喷雾貫穿距和喷雾锥角略微减小，但无明显规律，而蒸发喷雾中液相贯穿距离明显增加；燃烧火焰自发光亮度逐渐降低，表征碳烟生成量逐渐减少；在900 K环境温度、21%氧体积分数条件下着火滞燃期变化不大。

针对重型柴油机选择性催化还原（SCR）控制系统，基于质量和能量守恒，推导出SCR策略中的排气流量数学表达公式，并应用开发软件D2P MotoHawk建立排气流量模型，通过发动机稳态工况和瞬态工况试验对比排气流量模型计算结果、脉谱控制插值结果与实际排气流量结果。结果表明，稳态过程中排气流量模型计算值与发动机台架测量值最大误差为5%，而脉谱控制模式脉谱插值的排气流量与发动机台架排气流量计测量值最大误差为10%；1000 r/min瞬态加载过程中排气流量计算模型的精度更高，与实际排气流量相比误差在8%以内，而脉谱插值的误差高达18%，WHTC排放循环在满足排放法规的前提下，应用模型控制氯泄漏大幅度降低（50%），平均值仅为8×10-6，尿素喷射总量也降低了2%。

针对一款3缸增压气道喷射汽油机，采用三维仿真与台架试验相结合的方式，研究了中、高滚流比燃烧系统在外特性工况下对缸内燃烧、整机动力性、经济性的影响。结果表明：滚流比数值大小直接影响湍动能峰值出现时刻及湍动能中心位置，进而影响火焰传播及发展；过高滚流比会导致湍动能中心偏心，影响火焰传播。采用中等滚流比的燃烧系统A有利于火核形成及火焰传播，缩短总燃烧持续期，进而提高热效率。在中低转速时，中等滚流燃烧系统A燃烧50%燃料所对应的曲轴转角比高滚流燃烧系统B提前，最多可提前3.4°，指示平均压力循环波动率可维持在3%左右。

介绍了一种基于原机循环油量的柴油机-天然气发动机调节原则，根据此燃料调节原则可以确定引燃柴油和天然气的控制策略：首先将加速踏板位置按照原机油泵油量解释为总油量需求；然后按替代率确定出与总油量需求等热值的两种燃料的量；最后根据标定的数据得到目标油门位置和天然气喷射脉宽。在Matlab/Simulink环境下配置硬件资源，编写带有信号输入/输出、控制参数计算、工作模式确定与切换等完整可靠功能的控制程序，生成可执行文件并下载到MotoTron硬件内，然后在一台潍柴机械泵柴油机改装的双燃料发动机上对控制程序中的MAP进行了标定。最终的验证试验结果表明：按上述循环油量调节方法开发出的双燃料发动机工作稳定，能够实现准确快速的控制；其动力性与原机水平一致，虽然有效效率普遍低于原机，但得益于天然气的低价，其具有诱人的成本优势。