利用激波管测量了碳酸二甲酯(DMC)在不同压力、温度、当量比和燃料浓度下的着火延迟期，并给出了着火延迟期的Arrhenius 拟合关联式．对现有的DMC 化学反应模型Glaude 模型预测混合气着火过程进行了验证，Glaude模型预测的着火延迟期明显高于试验测量值．基于试验数据和理论分析，提出了一个DMC 化学反应模型Present 模型．Present 模型能够很好地预测DMC 的着火延迟期，并且在预测扩散火焰物种浓度方面也取得了很好的效果．通过对着火过程进行化学反应路径分析可知，DMC 燃料分子的消耗主要靠脱氢反应，而燃料单分子分解反应消耗的燃料所占的比例较小．

将汽油、柴油按一定比例进行混合制得不同着火性及挥发性的宽馏程燃料，试验研究了宽馏程燃料预混压燃燃烧及排放特性，分析了燃烧相位、废气再循环(EGR)及汽油掺入比例对预混压燃发动机燃烧及排放的影响规律，确定了核心燃烧边界条件对燃烧、排放的影响程度及范围．结果表明：汽油掺入比例对燃烧及排放均有显著影响，随汽油掺入比例增加，滞燃期延长，燃烧持续期相应缩短，有利于增大预混合燃烧量，降低排气烟度，并改善燃烧定容性．但在小负荷工况下，汽油掺入比例过大会导致CO、HC 排放物增加，燃烧效率降低，进而引起热效率下降．通过采用汽油掺混体积比为40%的混合燃料，并合理控制燃烧相位，可在一定范围内保证较高的燃烧效率及燃油经济性．利用燃烧相位与EGR 的协同控制策略，可在不降低热效率的情况下，进一步改善压燃式发动机排放特性，同时降低NOx及微粒排放．

在一个能够产生稳定层流火焰的液体燃烧器上，采用二维消光法对不同掺混比例的汽油/柴油混合燃料G0、G20(汽油、柴油体积比为1∶4)、G50、G80 和G100 层流扩散火焰中的碳烟生成特性进行测量研究，获得了火焰的透射率图像，通过反演算法测得了火焰中的二维定量碳烟浓度分布，旨在分析混合燃料火焰的碳烟特性变化，并采用热泳探针采样和电镜分析的方法对火焰中的碳烟颗粒形貌及粒径进行了观测．试验结果表明：随着汽油掺混比例的增加，汽/柴油混合燃料火焰中的碳烟浓度分布整体呈现降低趋势，体现了柴油较强的碳烟生成能力. 火焰中HAB＝20mm 高度上的初始碳烟颗粒粒径也呈现减小趋势，粒径范围基本在14～39nm．

在一台电控高压共轨增压中冷柴油机上收集了分别燃用国Ⅳ和国Ⅴ两种燃料时的颗粒．利用差热热重联合测定仪、HRTEM、EDS 和元素分析仪对颗粒进行了分析．结果表明：柴油机燃用国Ⅳ柴油时产生的颗粒的活性比燃用国Ⅴ柴油时稍高；DOC 可以提高颗粒的挥发分比例，使组成颗粒的基本粒子的微晶尺寸变大，碳层的排列更有序，但经DOC 后颗粒的氧化活性有所增强．说明颗粒氧化活性不仅与其微观结构有关，还与其m(O)/m(C)、比表面积和金属含量有关．颗粒的氧化是一个基本粒子内核氧化、外壳重整，从而在后氧化阶段形成中空胶囊状结构，最后胶囊溃灭的过程．

在一台中置喷油器的直喷汽油机上，采用试验方法，通过对多孔喷油器的喷油策略的调整，研究了分层燃烧的节油效果．结果表明：两次喷射可以有效调整缸内混合状态，扩展分层燃烧的缸内平均过量空气系数极限，喷射策略的优化可以将2000r/min、0.2MPa 的过量空气系数扩展到3.1，最佳节油率为10.6%．2000r/min、0.5MPa 和2000r/min、1MPa 的分层燃烧极限受到增压能力限制，分层燃烧的极限过量空气系数为2.4 和1.6，与原机相比最佳节油率分别为7.1%和14.7%．与当量比均质燃烧相比，分层燃烧的放热规律呈现先快后慢的特征，CA50 位置明显提前，燃烧持续期增加．

通过Kong 模型，在CFD 软件中实现了湍流与反应混合效应的模拟，并对一台MR479q 发动机的缸内燃烧过程进行了仿真研究．为耦合化学反应过程，提出了一种新的适用于汽油机缸内过程仿真的汽油替代燃料化学反应机理，并用试验数据对该机理的着火延迟特性及火焰传播特性进行了验证．随后，将该机理与汽油机缸内CFD 模型进行耦合计算，实现了对MR479q 发动机的缸内燃烧过程的仿真．缸内压力计算结果表明：在2000r/min 时，仿真计算的缸内平均压力与台架测得的数据基本一致．从缸内温度和密度分布的变化可以推论出：在点火之后，火焰传播快速发生，且火焰向进气门方向的传播速度较大．结果表明：CO 排放随发动机转速升高而升高，NOx 排放随转速升高而减少，并且仿真计算结果与试验结果趋势一致．

对脂肪酸甲酯-乙醇(FAME/E)混合燃料在不同喷油压力和背压条件下的喷雾特性进行了试验，对不同燃油温度和环境温度条件下的喷雾特性进行了模拟．研究表明：FAME/E 的喷雾贯穿距随着喷油压力的升高而增大，而且试验得到的两种喷油压力下相同时刻的贯穿距平均相差16.98%，最大相差39.70%．数值模拟表明：在所模拟的时间段(0～1.2ms)内，当燃油温度分别为300、330 和360K，FAME/E 喷雾贯穿距离呈现逐渐减小的趋势，升高油温最大可使贯穿距减小2.95%；不同环境温度对喷雾贯穿距离的影响较大．通过研究末段基本稳定段(0.6,ms 以后)的SMD，当油温从300K 升高到360K，同一时刻下FAME/E 的SMD 的均值从15.14μm 减少到10.09μm；当环境温度从300K 升高到500K，同一时刻下FAME/E的SMD 的均值从15.14μm增加到22.74μm．

利用AVL BOOST 构建D19 型高压共轨柴油机的一维仿真模型，研究不同EGR 率对柴油机的性能与排放的影响，并为化学动力学计算提供初始与边界条件．分析了较高EGR 率(56%)中的主要组分CO2 和H2O 的热效应与化学效应对正庚烷的燃烧过程、关键中间产物及终产物生成的影响．计算结果表明：EGR 中的CO2会使C2H2和CO的生成峰值降低，氧化能力减弱，导致C2H2终值略有升高，CO 终值升高1 倍，NO 的最终体积分数降低81%,，其中CO2的化学效应在高温时小幅促进CO 和NO 的生成，对其他产物并不产生影响；EGR 中的H2O 对C2H2生成的影响比CO2更加明显，而CO 的情况则相反，其终值只有纯空气进气组分时的1/2，对NO 生成的抑制则弱于CO2，只降低了59%,，但这是其热效应与化学效应共同作用产生的结果．

提出了基于神经网络的零维预测燃烧模型，适用于发动机稳态和动态过程的燃烧计算．以建立高原增压柴油机燃烧模型为例，介绍了基于神经网络的零维预测燃烧模型的建模步骤，主要包括放热率计算、放热率参数化、构建和训练神经网络．介绍了缸压处理和放热率计算方法；以三韦伯函数形式拟合放热率曲线，增加一系列约束解决拟合参数的多解问题；构建并训练了神经网络，完成建模．通过训练误差分析、预测结果与试验数据的对比，对模型的预测精度进行了验证．

搭建一套试验台架用来模拟发动机鼻梁区冷却通道内的传热状况，采用与发动机缸盖相同的铸铁材料作为加热块，并且安装3 块石英玻璃用来观察沸腾发生时气泡运动状态．对不同流速、不同入口温度和不同系统压力状况下的沸腾传热特性做了相应的研究，为真实发动机冷却水腔内沸腾传热预测提供较为全面的试验数据．结果表明：沸腾起始点位置与通道流动参数有着直接关系，表现为速度越高、入口温度越低，沸腾起始壁面过热度越高；提高通道速度和降低冷却入口温度可以强化壁面对流换热程度，但对充分发展沸腾下的传热特性影响很小；增加系统压力，沸腾起始壁面温度越高，其增加幅度与饱和温度增幅大致相同．此外，控制系统压力是抑制沸腾过度发展的重要手段.