为有效地从实测的柴油机机体表面振动信号中提取缸套磨损故障特征，提出了一种改进的自适应集合经验模态分解(EEMD)方法. 针对目前集合经验模式分解方法中两个参数(加入白噪声的幅值系数、集合平均次数)依靠人工选择难以准确获取的问题，通过引入相关系数、相对均方根误差准则以及信噪比分析，给出一种可自适应确定这两个参数取值的方法，提高了信号的分解质量，通过仿真分析验证了改进自适应 EEMD 方法的良好性能. 最后，将该方法应用于柴油机缸套磨损故障特征的提取，以各状态下的实测振动信号的瞬时能量谱和特征分量的能量作为故障特征，实现对缸套磨损诊断和磨损程度的识别.

为研究机械约束和热状态对缸盖与缸垫间热弹性接触非线性问题的影响规律，以某4气门柴油机为研究对象，建立了缸盖一缸垫一机体一螺栓的四体接触关系简化模型。采用增广拉格朗日乘子法作为接触算法，在不同的螺栓预紧力和热状态下，计算了缸盖底板的受力变形，揭示了标定工况热态下机械约束对缸盖底板相关部位接触应力和节点位移的影响规律，及标定预紧力时不同热状态对结果的影响。研究表明：当预紧力为标定值时，施加最高燃烧压力后，标定工况热态下缸盖底板正对缸圈处及排气门侧螺孔处的接触应力与冷态时相近，节点位移有所减小，不同热状态下螺孔处节点位移及正对缸圈处接触应力和节点位移的变化幅值均小于2%；除少数情况外，缸盖底板各相关部位的接触应力和节点位移随预紧力增大而增大。上述研究结果也说明：目前采用常温条件进行缸垫密封性试验基本上能够代表实用状态。

为了揭示柴油机高压共轨燃油喷射系统中瞬时轨压波动规律及其特征参数与喷油量的关系，提出了一种基于瞬时轨压波形特征参数的喷油量观测方法。将瞬时轨压波形划分成一系列典型片段，采用4个特征点和4个特征段来描述每缸瞬时轨压波动特征，并用10个特征参数来评价每缸喷油过程的瞬时轨压波动特征。对各稳态试验工况点瞬时轨压波动特征参数均值化处理后，建立了轨压波形群特征数据库，并揭示了不同工况下瞬时轨压波动规律。基于燃油连续性方程，构建了喷油量观测模型，利用轨压波形群特征数据库对喷油量观测模型进行参数辨识和离线验证。结果表明：该喷油量观测模型结构简单，观测精度高，为在电控单元中的应用奠定了基础。

综合考虑温黏效应和热膨胀导致的半径间隙变化，结合动载作用下的非线性油膜力，考虑压力流和剪切流对摩擦力矩的共同影响，建立了更为精确的涡轮增压器浮环轴承系统温度预测模型。在涡轮增压器浮环轴承试验台上对回油温度进行实测，并对仿真结果进行对比分析。研究结果表明：仿真所得结果与试验所测结果有较好的吻合性，证明了温度预测模型的准确性；温度和转速变化关系接近线性，温升、黏度、环速比和轴承间隙等变化均在合理范围之内，浮环轴承工作状态良好。

以柴油机氧化催化器（DOC）、催化型柴油机颗粒捕集器（CDPF）、选择性催化还原催化器（SCR）及氨氧化催化器（ASC）为研究对象，利用发动机台架，对DOC-CDPF-SCR-ASC和DOC-SCR-CDPF两种不同的后处理系统构型方案在不同测试循环下的NOx转化效率、NH3泄漏、N2O排放、颗粒（PM）排放、颗粒数（PN）排放及CDPF的被动再生效果进行了对比研究。研究表明：两种构型方案下的PM及PN排放基本一致；DOC-CDPF-SCR-ASC构型方案具有更高的NO，转化效率和颗粒物被动再生效果，该构型方案下CDPF对SCR催化器入口处的NO2/NOx摩尔比起到调控作用，使其更有利于SCR的反应，同时由于CDPF中的被动再生及NO氧化反应会释放热量，SCR催化器平均温度与DOC-SCR-CDPF构型方案下差别不大；而DOC-SCR-CDPF构型方案下，CDPF可以起到ASC的作用且具有更低的氨泄漏，但会产生较高的NO2和N2O排放。

为解决相继增压柴油机在切换过程中碳烟排放急剧增加的问题，在TBD234型柴油机上建立了基于数据实时采集的压缩空气辅助试验系统，对采用喷气方法降低切换过程中碳烟排放进行了试验研究。研究结果表明：在燃气阀打开时开始喷气，喷气持续期为3s是最佳喷气策略；喷气始点提前或延长喷气持续期不能明显改善碳烟排放；喷气始点延后或者缩短喷气持续期会减弱喷气效果；与原机相比，采用最佳喷气策略可以提高切换过程中的空燃比，改善缸内燃烧过程，使烟度值降低50.5%。

对一台增压、火花点燃液化天然气（LNG）发动机的进气系统加装一套补气装置并进行试验，连续记录补气过程中进气压力、空燃比、燃料质量流量和缸内动态压力等体现缸内燃烧及热功转化过程的瞬变参数。通过分析实测燃烧放热率（ROHR），揭示了瞬变状态下发动机空燃比、燃料质量流量和进气压力等运行参数对燃烧特征参数的影响，指出燃烧推迟、失火和平均指示压力（IMEP）波动等燃烧失常现象，并得出这些现象的产生原因。研究结果表明：无论是稳态工况还是瞬态工况，LNG发动机的燃烧过程主要由过量空气系数决定。

在电控单体泵试验台上进行了低速供油特性试验研究，分析了不同喷油持续期、凸轮轴转速条件下的喷油压力和针阀升程变化情况，并研究了低速时电控单体泵的喷油量循环变化规律。试验结果表明：电控单体泵低速工况时，电控单体泵喷油压力与针阀升程曲线存在明显波动，并随凸轮转速增加，波动变化减弱；在不同喷油持续期内，大持续期喷油压力与针阀升程曲线波动规律与小喷油持续期一致；低转速下小喷油持续期喷油量循环波动小于大持续期工况，且随凸轮转速增加，喷油量循环波动降低。

在一台改造的单缸发动机上开展了进气道喷射汽油、缸内直喷柴油的双燃料燃烧模式的低速高负荷扩展研究．结果表明：汽油/柴油双燃料发动机高负荷工况需配合高比例废气再循环(EGR)，当采用原机相同工况的进气压力时，由于进气量不足抑制了高EGR 率的应用，导致高NOx 排放．通过提高进气压力，稳定燃烧对应的柴油喷油时刻范围变宽，汽油比例上限提高，降低了燃烧控制的难度．但由于汽油/柴油双燃料发动机的汽油高度预混合特性及直喷柴油引起的局部不均匀性，导致缸内最大压力升高率(MPRR)及碳烟排放偏高，限制了其向更高负荷的扩展．在提高进气压力的同时，通过提高汽油比例及EGR 率，实现了在限定条件下向更高负荷的扩展及燃油消耗率的降低．相比于原柴油机，汽油/柴油双燃料发动机高负荷扩展的受限因素由进气增压前的高NOx排放转变为增压后的高压力升高率．

为改善柴油机颗粒物排放问题，进行了柴油机富氧燃烧的试验．通过一台单缸高压共轨柴油机在不同的进气氧体积分数条件下研究了预喷时刻和主喷时刻对柴油机颗粒物排放的影响．采用DMS500 型快速颗粒光谱仪测试分析了柴油机富氧燃烧排放颗粒物的数量浓度、质量浓度、粒径分布和几何平均直径．结果表明：随着预喷时刻提前，颗粒物数量浓度和质量浓度变化范围不大，几何平均粒径略有增大；随着主喷时刻推迟核态数量浓度减小，凝聚态数量浓度增加，颗粒物质量浓度增大，凝聚态质量浓度和几何平均粒径增大；进气氧体积分数增加，核态数量浓度增大，凝聚态数量浓度减少，颗粒物质量浓度下降，几何平均粒径减小．