分析了现有柴油机氮氧化物(NOx)排放的预测方法，针对选择性催化还原技术(SCR)的控制需求，选用神经网络偏最小二乘法(NNPLS)作为 NOx 排放预测模型建立的基础；该方法通过偏最小二乘法(PLS)提取成分，然后用神经网络(NN)拟合，具有 PLS 充分提取自变量中信息和 NN 非线性拟合性高的优点；并建立了某柴油机 NOx 排放预测模型，该模型预测精度高，训练误差均方根和测试误差均方根分别为 30×10^(-6) 和 62×10^(-6)．

采用电子显微镜、能谱分析仪研究了积碳分布区域、形貌特征和组成元素的基本特征；使用高速相机获得了喷孔出口区域燃油流动特性的图像，对影响积碳形成的湿壁现象和雾化特性进行了定性分析．结果表明：积碳在喷油器上可划分为 7 个分布区域，喷油器外表面的积碳程度较内表面严重，各喷孔堵塞不均匀；积碳有干燥粗糙、湿润光滑两种形貌特征；积碳固体颗粒中共检出 5 种非金属元素和 9 种金属元素，底座平面积碳的化学成分较丰富；喷油器壁面油膜和底座周围的高浓度混合气是不同区域积碳形成的主要物质来源．

为改善柴油机的喷雾特性，提出了交叉孔喷油嘴的结构，其特征是每个喷孔都由两个子喷孔交叉汇聚而形成．为探索交叉孔喷油嘴的内部流动特性，采用双流体模型，对一种圆孔喷油嘴和两种交叉孔喷油嘴在不同条件下的内部多相流动进行了三维 CFD 模拟．结果表明：交叉孔喷油嘴与常规圆孔喷油嘴内部流场结构有明显的差异，在圆孔喷油嘴中，压力在喷孔入口附近急剧下降，速度急剧上升；而在交叉孔喷油嘴中从喷孔入口到喷孔出口，压力逐渐下降，速度逐渐上升；圆孔喷嘴在空穴数较小的条件下会出现空穴，空穴区可从喷孔入口延伸到喷孔出口，而交叉孔喷油嘴内即使空穴数很小也不产生或只产生微量空穴，后者只在带盲孔扰动区的交叉孔喷油嘴发生；交叉孔喷油嘴的流量系数比圆孔喷嘴的高 23%~32%．此外，交叉孔喷油嘴的特殊喷孔结构使其内部燃油产生冲击扰动，在喷孔出口产生了更大范围的高湍动能区，有利于促进射流雾化．

基于 X 射线 CT 成像技术获取了柴油喷油嘴喷孔几何结构，采用喷雾可视化技术研究了带毛刺喷孔喷雾特性．结果表明：与无毛刺喷孔相比，启喷阶段，带毛刺喷孔出口处近场喷雾湍流脉动有所增强；稳定阶段，带毛刺喷孔改变了喷雾对称结构，首先喷孔内毛刺能够从喷雾射流表面剥离出部分燃油，该部分燃油经过初次破碎后形成较为分散的液丝，其次带毛刺喷孔远场喷雾二次雾化后液滴扩散范围增大；带毛刺喷孔喷雾发展过程中出现分叉现象．

对柴油机选择性催化还原(SCR)系统气液两相流进行了准一维建模，并开发了模拟计算程序．用欧拉方法求解气相流动，其中压力速度耦合问题采用 Simple 算法求解．用拉格朗日方法求解液滴的蒸发、热解、运动和碰壁等过程，气液两相耦合通过在气相方程中附加源项的方式实现．模拟计算结果表明：随着排气平均温度的升高和排气流量的降低，尿素分解效率都会逐渐升高；尿素水溶液喷射速率对尿素分解效率影响不大；总体上液滴初始直径的减小能够促进尿素的分解，在不产生壁膜的前提下，合理组织尿素水溶液喷雾碰壁，可以促进大直径喷雾(50μm 以上)的尿素分解；增大排气管直径能够显著提高尿素分解效率，降低压力损失，是优化 SCR 系统性能的有效方法．

利用低温等离子体(NTP)喷射系统，对自行设计的分段型废气再循环(EGR)冷却器进行了 NTP 喷射再生试验．试验采用 4 种不同的喷射策略，控制活性气体总流量均为 10L/min，改变各进气口流量大小．通过测量内部轴向温度及反应物中 CO 和 CO2 的体积分数，分析了不同策略对再生的影响．结果表明：分段喷射改变了 EGR 冷却器内部轴向温度场变化规律，使得后半段温升 ΔT 较高．不同策略中 CO 和 CO2 体积分数的变化趋势总体保持一致，均为先升后降，但 CO 体积分数比 CO2 的低．运用分段喷射策略可以提高 NTP 活性气体的利用率，故分段喷射再生效果均优于未分段再生．其中，策略 4 采用各进气口逐级递减的流量配比，积碳去除量最多，为 2.42g，是未分段喷射再生的两倍，再生效果最好．

利用国际标准化组织的生命周期评价(LCA)标准，确定了城市垃圾厌氧发酵车用沼气燃料的生命周期评价的边界和清单分析参数，提出了生命周期清单分析(LCI)的计算方法，对垃圾厌氧发酵车用沼气燃料进行了生命周期评价．结果表明：在车用沼气燃料生命周期中，改善厌氧发酵过程是减少能源消耗的主要途径；沼气车辆运行阶段是影响环境污染物排放的关键；全球变暖对环境影响负荷贡献最大．城市垃圾厌氧发酵为城市垃圾的处理找到了可持续发展的途径．

为了有效抑制高强化柴油机气缸套变形导致的密封失效问题，针对气缸套横截面采用失圆度和傅里叶频谱的气缸套变形评价方法，分析了柴油机机体、气缸盖和气缸套等组合结构在预紧状态下的气缸套变形特性，获得了缸盖螺栓的预紧力、沉孔深度和位置分布对缸套变形的影响规律，并与试验测试结果进行了对比验证．结果表明：预紧力作用下，气缸套中上部呈现椭圆变形，底部变形较小；随着螺栓预紧力的增大，气缸套整体变形程度增大；而当螺栓沉孔深度增大时，气缸套 2 阶傅里叶变形增大，4 阶傅里叶变形减小；最后，对角螺栓连线与进、排气口中心连线之间夹角的增大会导致气缸套变形显著减小．

针对发动机再制造曲轴毛坯弯曲疲劳裂纹萌生扩展规律研究，提出了一种声发射与机器视觉传感融合的检测方法．该方法通过监测试验过程声发射/机器视觉信号变化来动态跟踪曲轴的疲劳失效信息，从而推测出裂纹的萌生扩展历程．测试结果表明：随着曲轴裂纹的萌生与扩展，声发射信号会发生阶段性改变．对这种变化规律进行理论分析，得出不同阶段声发射参数特征是由疲劳过程曲拐过渡圆角区域经历疲劳早期、裂纹萌生及裂纹扩展等阶段时发出不同应力波造成的；并结合机器视觉传感器初步推测出声发射能量与计数参数和裂纹扩展长度呈良好的线性关系．

在定容弹内，利用高速摄影法和相位多普勒粒子测试技术(PDPA)对比研究了棕榈油生物柴油(PME)、柴油以及PME体积分数为 30%,的掺混燃料的喷雾特性，探究了喷射压力、背压和燃料物性对喷雾的宏观和微观特性的影响．结果表明：随着喷射压力提高，DV90 显著降低，而DV10 和DV50 略有下降，说明喷射压力的提高促进了油滴的破碎；随着背压升高，DV10 和DV50 大幅上升，而DV90 略有升高，表明背压的提高促进了油滴的聚合；在研究的工况范围内，油滴粒径分布与 Rosin-Rammler 函数吻合良好；随着喷射压力和背压的提高，粒径分布的离散程度逐渐降低；相比于柴油，PME 的索特平均粒径(SMD)较大，DV10、DV50 和DV90 较大，粒径分布的离散程度较高．