为说明高压流动燃油温度对喷油量的影响，进行了高压共轨系统中燃油温度变化及其影响研究，建立了燃油不同的发热和热交换数学模型，构建了高压泵、共轨管和喷油器的燃油温度模型，运用液压流体仿真软件AMESim构建高压共轨系统燃油热仿真计算模型；结合试验数据，验证了高压共轨系统燃油热模型的有效性，分析了不同燃油初始温度下不同部件出口燃油温度的变化。在高压泵转速分别为400r/min和1600r/min时，高压油泵出口温度增加幅度分别约为4.5℃和23.3℃；在共轨管压力从55MPa增大到140MPa时，共轨管出口的燃油温度仅在35℃~55℃之间变化；在共轨压力为140MPa时，喷孔出口温度变化范围在90℃~110℃之间。燃油温度20℃、40℃时的压力变化较小，燃油温度0℃、60℃时的压力变化较大；在低共轨压力时燃油温度引起的喷油量变化大，高共轨压力时燃油温度引起的喷油量变化小。

确定了柴油喷雾参数，确保该参数下模拟贯穿距与试验数据吻合较好；然后基于验证的喷雾模型，研究了不同喷油角度时涡流对喷雾形态、贯穿距、燃油蒸发质量和液滴平均粒径（SMD）的影响，以及不同燃油温度和环境温度在涡流作用下对柴油喷雾贯穿距、蒸发质量和液滴平均粒径（SMD）的影响；最终得出优化喷雾特性的策略。结果表明：涡流方向与喷雾方向相反或垂直时，涡流作用可以抑制喷雾轴向贯穿距发展；涡流与喷雾相切时，涡流可以促进喷雾轴向贯穿。涡流能够增强液滴与环境气体的相互作用，增加燃油蒸发质量，降低液滴平均直径。在涡流作用下不同燃油温度和环境温度对燃油贯穿距影响不大，提高两者可以使蒸发质量增加，两者对液滴平均直径的作用不同：燃油温度提高，喷油过程中SMD的峰值增加，最终SMD变化不大；环境温度提高，SMD的峰值和最终值都下降。当400K燃油以涡流切向喷射到温度为900K的环境气体中时，能够实现最优的雾化特性。

基于相似理论，从基本控制方程出发，推导并分析了柴油机喷雾燃烧过程中重要的无量纲数，阐明了不同尺寸柴油机扩散燃烧过程、预混燃烧过程及喷雾过程存在相似性的理论依据。在满足几何相似的前提下，阐明了试验设计时实现不同尺寸柴油机燃烧相似的转速、喷油压力、喷油持续期等运行参数需满足的条件。当柴油机预混合燃烧过程不能被忽略时，应维持大、小柴油机转速相同以实现燃烧相似。

在一台多缸重型柴油机上研究了聚甲氧基二甲醚（PODE）替代部分柴油并结合废气再循环（EGR）策略对燃烧和排放的影响。试验结果表明聚甲氧基二甲醚具有较高的十六烷值和含氧量，可以有效地减少缸内的不均匀程度，降低污染物排放。聚甲氧基二甲醚可以提高扩散燃烧速率，缩短燃烧持续期，有利于热效率的提高。优化燃油喷射策略可以有效提高发动机的热效率和污染物排放。

在一台高压共轨柴油机上，研究了用于颗粒捕集器（DPF）再生的缸内远后喷策略对发动机排放、油耗率及柴油机氧化型催化器（DOC）升温特性的影响。结果表明，碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）排放浓度均随后喷油量的增加而升高，HC排放浓度随着后喷定时的延迟先升高后稳定，而CO排放浓度则先升高后降低；氮氧化物（NOx）和碳烟排放均随后喷定时的延迟呈现先降低后升高的趋势，远后喷的引入使NOx排放降低了9.8%~24.0%，NOx排放浓度随后喷油量的增加而降低，而碳烟排放浓度在后喷定时小于70°时随后喷油量的增加而降低，在70°后则相反；后喷油量为14、17mg，而后喷定时在上止点后80°~140°范围的远后喷工况下，DOC后排气温度均可达到DPF主动再生温度600℃；DOC能量利用率随后喷油量的增加而升高，随后喷定时的延迟先升高后保持稳定，后喷定时在80°~140°范围内的DOC能量利用率保持在62.73%~75.75%之间，且在上止点后100°时刻达到最大能量利用率。研究结果为缸内远后喷DPF再生及其控制策略的发展提供了有价值的理论依据。

通过CFD-Fluent对排气平板/波纹阻火器内部流场、压力场进行流体数值模拟。结果表明，对于降低排气背压，波纹阻火器效果优于平板阻火器，且能保证防爆效果。对防爆柴油机排气防爆系统进行台架试验，分析了TY4100QFB型防爆柴油机加装相等废气流通面积、不同规格平板/波纹阻火器时，外特性下不同转速排气背压对柴油机动力性、经济性和排放的影响规律。试验结果表明，波纹阻火器因其较大的空隙率对于降低排气阻力，优化燃烧，降低CO、NOx、PM排放效果显著，CO、NOx、PM平均降幅分别为8.5%、4.6%、11.45%，转矩、燃油消耗无显著变化。同时波纹阻火器有利于减小设计尺寸，降低质量。

基于柴油机颗粒捕集器外加热源再生性能测试台架，对比研究了钛酸铝和碳化硅材料对柴油机颗粒捕集器（DPF）和催化型柴油机颗粒捕集器（CDPF）再生性能的影响规律。试验结果表明：随着来流温度的增加，不同材料载体的最高温度和最大温度梯度先缓慢增加后迅速增加，而再生效率逐渐呈线性增大，再生温度的陡增不能直接使再生效率陡增；在炭黑剧烈再生时，钛酸铝材料的最高温度和最大温度梯度远高于碳化硅材料载体；压降随来流温度、炭黑担载量的增加而增大，压降大小与材料孔隙率、孔径及载体本身的结构有关。

利用GT-Power仿真软件建立某一型号发动机模型，研究点火时刻、转速和减压气门运行参数对发动机燃烧制动性能的影响。研究结果表明：随着点火时刻的提前，发动机制动功率呈线性增加；点火时刻一定时，发动机转速越高制动功率越大，减压气门升程越高制动功率也越大。当转速一定时，每个减压气门升程都对应一个最佳气门提前角使得制动功率的峰值最大，且最佳气门提前角随着气门升程的增大而减小；当升程一定时，每个转速都对应一个最佳气门提前角使得制动功率的峰值最大，且最佳气门提前角随着转速增大而增大。当气门升程为4mm、转速为2400r/min时，最大制动功率可达137kW，可达发动机标定功率的1.7倍。

利用分散法制备了不同质量分数的纳米SiO2润滑油，并考察其悬浮稳定性。通过四球摩擦磨损试验机对纳米润滑油进行极压试验和长摩试验，以此来模拟活塞靠近上止点附近时气缸套一活塞环摩擦副处于混合润滑的状态，以及活塞远离上止点时气缸套-活塞环摩擦副处于流体动压润滑的状态，分别考察纳米润滑油的极压性能和减摩性能；采用对置往复摩擦磨损试验机模拟内燃机上止点附近气缸套-活塞环的工作环境，以真实内燃机气缸套-活塞环材料作为摩擦副，进一步考察纳米SiO2润滑油在变工况条件下（变温度、变速度、变载荷）的润滑摩擦性能，利用场发射扫描电镜FE-SEM观测了气缸套磨损表面的形貌，并分析纳米SiO2润滑油改善润滑摩擦的机理。试验结果表明：应用纳米SiO2添加剂可以显著提高基础油在混合润滑状态时的抗磨能力及在流体动压润滑状态时的减摩效果，在最佳添加浓度下，磨斑直径和平均摩擦系数分别下降了51.9%、46.7%；在上止点附近，气缸套一活塞环摩擦副的润滑状态为混合润滑，纳米SiO2粒子的添加可以显著提高润滑油的抗磨减摩性能，在高温、低速、重载条件下摩擦系数分别下降10.5%、10.3%、5.9%

针对燃油喷射参数对微粒排放的影响进行了试验，分析了燃油喷射时刻、喷射压力及EGR 率对微粒排放粒径分布的影响规律，试验在一台4 缸柴油机上进行，采用了体积分数为80%汽油与20%柴油的混合燃料(记为G80)．结果表明：在其他喷油策略不变的情况下，提高喷射压力，各模态微粒数量浓度峰值向小粒径方向偏移，各模态微粒数量均呈下降趋势，NOx 排放有大幅度提升；当EGR 率从10%增加到30%时，各模态微粒数量浓度峰值均向大粒径方向偏移，各模态微粒数均呈上升趋势，尤其EGR 率从25%增加到30%时，微粒数量大幅度增加，而EGR 率的增加同样抑制了NOx的生成；提前第一次喷射时刻，对微粒排放影响不大，NOx排放降低；提前第二次喷射时刻，各模态微粒数量浓度峰值均向小粒径方向偏移，且各模态微粒数均呈下降趋势，而NOx 排放呈现明显的上升趋势．