基于 NOx 传感器对 NH3 的交叉感应特性，利用可独立控制尿素喷射量的 SCR 控制系统，在 SCR 催化转换器下游布置双 NOx 传感器，开展柴油机台架试验，分析了 NH3/NOx 对 NOx 转化率和 NH3 泄漏的影响，研究了温度和空速对催化转换器 NH3 泄漏与存储量的影响，以及 NOx 实时转化率随 NH3 存储量的变化规律．结果表明：NOx 转化率随 NH3/NOx 的升高而升高，当 NH3/NOx 增加到 1.4 时开始出现 NH3 泄漏；温度或空速升高使催化转换器 NH3 泄漏时刻提前，NH3 饱和存储量降低；NOx 实时转化率随催化转换器 NH3 累计存储量的增加而升高，并逐渐趋于稳定．

以一台水冷式增压柴油机为研究样机，采用内窥镜式高速摄影技术和温度场测量技术，搭建了用于内燃机缸盖鼻梁区冷却水腔内汽液两相流动与传热研究的可视化试验系统．通过试验发现，在标定工况下，缸盖鼻梁区冷却水腔内存在着大量气泡，并观察到了这些气泡的形成、附着、扩散以及湮灭现象．研究结果表明：随着冷却流量的下降，气泡数量大幅下降，而气泡尺寸有所增大；同时，在热流密度较高的区域，由于存在着一定程度的沸腾换热，测点温度并没有随冷却流量的大幅下降而有显著的提高，而在热流密度不高的区域内，测点温度却有所提高．

为有效分析发动机前端附件带传动系统的力矩损失及其影响因素，提出了一种计算多轮带传动系统力矩损失的“带-轮单元方法”．首先简要阐述了该方法的原理，即将一个多轮带传动系统划分为若干个带-轮单元，然后通过两轮带传动系统的试验或仿真计算而拟合带-轮单元传动阻力表达式，最后通过带-轮单元传动阻力的累加得到原多轮系统的力矩损失．方法的关键在于带-轮单元传动阻力表达式的构建及带-轮单元传动阻力的累加．以某发动机前端附件皮带传动系统为对象，应用上述方法计算得到了空载工况下系统的力矩损失，并与台架试验结果相对比，验证了所提出方法的正确性和可靠性．

在一台单缸柴油机上采用低辛烷值高挥发性汽/柴油混合燃料，在不同转速和负荷条件下对比了部分预混压燃(PPCI)和多段预混压燃(MPCI)等多种压燃模式的燃烧和排放特性，并在宽运行范围与原机柴油试验结果进行对比，以确定宽运行范围的最优燃烧控制策略．结果表明：试验用低辛烷值燃料能够在宽运行范围实现压燃模式的稳定运行；为使燃烧排放结果最优，低负荷区间应采用单次喷射PPCI 模式，中、低转速(中、高负荷)采用MPCI 模式，高转速(中、高负荷)采用多次喷射PPCI 模式；宽运行范围内低辛烷值燃料可以实现NOx 排放低于0.4g/(kW·h)、碳烟排放低于0.5FSN 及最高压力升高率低于1MPa/(°)CA；与原机柴油燃烧结果相比，低辛烷值燃料可以同时降低NOx 和碳烟排放以及燃油消耗率，但CO 和HC 排放增加，循环波动系数也略有增加．

为解决内燃机预混合压缩着火相位的控制难题，提出了高压空气射流控制压缩着火相位，实现全工况范围的预混合燃烧方案．为研究高压空气射流控制缸内预混合气压缩着火工作过程，利用三维 CFD 程序耦合简化正庚烷化学反应机理，模拟分析了不同喷气压力条件下，缸内着火及燃烧过程．结果表明：不同压力的高压空气喷入缸内，均能将预混合气着火相位控制在上止点附近，喷气压力较低时，可实现高效快速燃烧；低温反应强烈，高温反应呈现出先高后低的特征；随喷气压力的提高，缸内最大压力降低且滞后，燃烧持续期变长，平均温度降低， NOx 排放降低， CO 排放增加．

通过一台柴油机改装的高压缩比(17.5)进气道喷射点燃式甲醇发动机，研究了废气再循环(EGR)和过量空气系数协同控制对甲醇发动机部分负荷经济性和排放性能的影响．结果表明：负荷越小，协同调节范围越宽，节油潜能越大，在 1400r/min、50%负荷时，甲醇消耗率降低幅值最大可达 13.1%， 25%负荷时甲醇消耗率最大可降低26.6%； EGR 率小于 20%或过量空气系数小于 1.4 时，协同控制对缸压峰值的影响较明显；当过量空气系数大于 1.4后，甲醇发动机燃烧持续期急剧增加，循环变动迅速变大；与无外部 EGR、过量空气系数为 1 相比较，合理利用EGR 和过量空气系数协同控制，可以保证 HC、 CO 排放值增幅不大且能有效降低 NOx，甚至实现 NOx 的“零”排放.

通过一台高速摄像机，在定容弹内分别对 15、 25、 35、 50、 60、 70 和 80,℃的液体甲醇，在 20、 30、 40、 50和 60℃的环境温度下开展了喷雾特性研究，并使用三维激光多普勒技术，测量了不同甲醇温度下喷雾的粒径大小．结果表明：随着甲醇温度的升高，其雾化质量提高，喷雾液滴直径减小，喷雾锥角增大，甲醇温度为 80℃时，出现超临界闪蒸喷雾现象．另外，当甲醇温度低于 60℃时，贯穿距随喷醇压力的增加而增大；甲醇温度高于 60℃时，随着喷醇压力的增加，喷雾贯穿距先增大后减小．与此同时，随着环境温度的升高，甲醇雾化质量提高，喷雾贯穿距先增大后减小，而喷雾锥角则逐渐增大．

研究了燃料二次喷射正时对以乙醇、甲醇和汽油混合燃料的准均质充量压燃直喷发动机燃烧和排放性能的影响．结果表明：均质充量压燃发动机的燃烧质量、排放性能可以直接进行控制，并且发动机工况区间也可以利用二次燃料喷射正时来扩展；随着二次喷射正时的延迟，着火时刻被推迟；与纯汽油燃料相比，低当量的混合燃料利用二次燃料喷射正时的优化，可以获得良好的燃烧性能、较低的氮氧化物、未燃烧碳氢化合物与一氧化碳的排放、较高的指示平均有效压力和较高的指示效率；同时，对试验所用燃料而言，二次燃料喷射正时都可以缓解氮氧化物与碳烟排放之间的矛盾．

基于 CHEMKIN 模拟软件，结合 GRI-Mech 3.0 化学反应动力学机理，对液化天然气(LNG)废气重整再循环均质充量压燃(HCCI)发动机进行模拟研究，建立了一个由重整反应模块和发动机模块组成的废气重整发动机的联合系统模型，分析了不同初始条件分别对重整反应和燃烧特性的影响规律．结果表明：重整过程产生的氢气摩尔分数随着重整器入口当量比的增加而先增加后略有降低，峰值可达到 17%；重整反应产生的富氢混合气直接进入缸内燃烧，可改善发动机动力性、经济性和排放．随着发动机废气再循环率(小于 0.5)增大时，重整产生氢气量也是先增多后减少．

搭建了一套基于三维相位多普勒测试技术(PDPA)的开放式喷雾试验台，对旋流式汽油缸内直喷(GDI)喷油器的喷雾特性进行了研究．对不同时刻横、纵两个截面上喷雾的流动状态和粒径分布进行了耦合分析．结果表明：在喷雾充分发展阶段，喷雾内部近喷嘴区域发生空气卷吸，粒径较小的油滴以 20m/s 左右的速度朝喷嘴运动；受空气卷吸的影响，喷雾方向在距喷嘴为 10mm 附近发生明显偏转，下游的喷雾锥角减小．喷雾充分发展阶段，在距喷嘴为 10mm 的横截面上半径 r＝2mm 附近，油滴以较低的速度沿法向向外运动；随着半径增大，油滴运动方向逐渐转变为切向．喷雾轴线附近索特平均粒径(SMD)较低，为 10～15μm，随着测量点向外移动， SMD 呈现先增大后减小的趋势，最大值约为 25μm．