对一台高压共轨增压中冷压燃式发动机燃用煤基F-T 合成柴油(CTL)及其与碳酸二甲酯(DMC)的混合燃料进行了燃烧和排放特性试验，揭示了燃料特性和排气再循环对燃烧过程、NOx 及微粒排放的影响规律．结果表明：发动机燃用CTL 时的有效热效率升高，燃烧过程中滞燃期较短，预混合燃烧量减少，压力升高率明显降低，有利于改善柴油机工作的平顺性．与国V 石化柴油相比，燃用CTL燃料时消光烟度、核态微粒、超细微粒及总微粒数量浓度明显降低，积聚态微粒数量浓度略有增加，有利于同时降低微粒质量和数量排放．引入排气再循环(EGR)可以进一步降低CTL 燃料的NOx排放，在EGR 率达到30%时，NOx排放降低近75%．在CTL 中添加含氧燃料DMC，有利于抑制EGR 导致的烟度增加，与国V 柴油相比，在EGR 率为30%条件下，D15 燃料消光烟度和微粒总数量的降幅分别为69.1%和53.9%．燃用CTL/DMC 混合燃料同时引入EGR 可以同时降低NOx、消光烟度、微粒质量和数量排 放，有利于缓解柴油机NOx和PM之间的矛盾关系．

在一台高压共轨增压中冷重载柴油机上，利用Horiba MEXA-7100DEGR 及MEXA-6000FT 等进行柴油/甲醇组合燃烧发动机各替代率下不同预喷油量对排放影响的试验．结果表明：无论是纯柴油模式还是柴油/甲醇双燃料模式，随着预喷油量的增加，发动机缸内峰值压力均明显上升．随着预喷油量的增加，HC、CO、CO2、N2O、甲酸和甲醛等常规及非常规排放物呈现逐渐降低的趋势，而NOx排放则逐渐增加；未燃甲醇、1，3-丁二烯排放则是在30%替代率下逐渐降低，50%替代率时有所升高；各替代率下苯和甲苯的排放随预喷油量的变化规律性不强．

在一台改造的单缸柴油机上，采用气道喷射结合缸内直喷构建不同程度的混合气浓度分层，分别燃用低辛烷值PRF30 和高辛烷值PRF70 两种基础燃料，调节预混合率Rp，即气道喷油量占循环总油量比例为0、30%、50%、70%和100%，在EGR 率为0 和45%、直喷时刻为-4°、-8°、-12°和-16°CA 下开展台架试验．结果表明：减小Rp或推迟缸内直喷时刻，高辛烷值PRF70 燃料着火时刻推迟，预混放热峰值均高于扩散燃烧放热峰值；低辛烷值PRF30 燃料在高预混率下，着火时刻受缸内直喷时刻的影响较小，Rp降至50%后，扩散燃烧占主导，其放热峰值高于预混放热峰值；减小Rp能够显著降低最大压力升高率，但造成NOx排放升高；引入EGR 可降低由浓度分层导致的较高NOx排放，同时增加指示热效率；避开中等预混合率(Rp＝50%)可实现更低的THC和CO排放．

针对一种新型的大分子烷烃、不含氧的加氢催化生物柴油，基于先进的光学测试平台，在定容燃烧弹上、3种不同温度下开展了燃烧条件下该生物柴油的喷雾特性、燃烧特性以及碳烟生成特性的可视化研究．试验结果表明：随着加氢催化生物柴油掺混比例的增加，喷雾液相长度、着火延迟期和火焰浮起长度均呈现减小的趋势．对比50%柴油和50%加氢催化生物柴油的混合燃油(HB50)与柴油的碳烟生成特性发现，HB50 碳烟的初始位置和初始时刻相对提前，并且在可视化区域内，碳烟的生成区域减小，碳烟的生成质量却增大．

利用双色激光诱导炽光法(TC-LII)测量了正戊醇/汽油层流扩散火焰中的二维碳烟体积分数分布，研究了正戊醇掺比对碳烟生成的影响．此外，构建了pentanol-TRF-PAHs 半详细机理，利用CHEMKIN 0-D 定压模型对前驱物的路径和敏感性进行了分析．结果表明：添加正戊醇能够显著抑制碳烟生成，碳烟体积分数随正戊醇比例的增加呈近似线性下降趋势．与纯汽油相比，P20(正戊醇的体积分数为20%)、P40、P60 和P80 的峰值碳烟分别降低21.4%、45.3%、64.9%和84.5%．动力学分析表明：芳烃苯(A1)、萘(A2)、菲(A3)和芘(A4)的摩尔分数随正戊醇的增加而降低．添加正戊醇没有改变A1 的主要生成和消耗路径．对正戊醇(P100)来说，A1 通过C3＋C3和C4＋C2的反应生成，生成速率远小于含甲苯的燃料(P0～P80)．正戊醇对碳烟的降低主要归因于芳烃稀释效应．此外，A1 的生成受到了OH、HO2、CH3和H 化学反应过程的控制，添加正戊醇后，H2O2、HO2的离解反应对A1 的敏感性增强．

基于纹影法对不同工况下的燃油喷雾诱导激波产生机理及频率特性进行了试验，结果表明：喷雾周围的激波主要分为前导激波和伴生膨胀波，其产生原因以及对喷雾的影响均不同．喷射初期喷孔出口处喷雾前锋面马赫数大于1 直接导致了前导激波的产生，根据喷雾前锋面马赫数的大小不同，前导激波又分为斜激波和弓形激波两种形态．喷雾体的周围是伴生膨胀波的产生位置之一，且喷雾周围的伴生膨胀波为膨胀马赫波，伴生膨胀波强度与喷雾锥角相互联系，在低背压下不明显；喷孔出口处喷雾剪切层也可能是激波产生位置之一，且为弱激波．另外，对激波的频率特性进行了研究，结果表明：低频激波频率平均值约为111.11kHz，当背压相同时，激波的平均频率大小与喷射压力呈正相关关系；当喷射压力相同时，激波平均频率大小与背压呈正相关关系．激波频率的增加促进了缸内的混合气扩散，喷雾的雾化效果更好．

在一定容弹中，利用高速摄影和相位多普勒粒子分析仪(PDPA)研究了某5 孔直喷汽油机喷嘴在不同喷射压力与背压下的喷雾形态和液滴特性．结果表明：在高背压条件下，喷雾形态在近喷嘴区域受到挤压，而在喷雾远端发生卷吸．油束间的相互作用使得油束包裹区域内产生了低压区，导致喷雾受到挤压．随着喷射压力与背压的升高，喷雾挤压更为明显．将挤压与卷吸之间的过渡位置定义为转折位置，随着背压的增加与喷射压力的降低，转折位置向喷嘴方向靠近．利用PDPA 测量喷雾粒径以及速度分布，结果进一步验证了喷雾的偏转现象．由于喷雾挤压，喷雾内侧液滴聚合概率增加使得内侧出现较大粒径的液滴．

耦合简化的正丁醇动力学机理和固定分区碳烟模型，研究了在空气中添加CO2或H2O 蒸气对正丁醇同轴扩散火焰中碳烟质量分数和数密度的影响，计算结果表明：添加CO2 或H2O 蒸气后，整体上二者均降低；此外，添加CO2 后各反应与组分生成往火焰下游移动．碳烟数密度的降低是由于温度和苾(A4)浓度降低引起的成核速率的下降，而碳烟质量分数的降低主要是由于H 摩尔分数、颗粒总表面积及温度降低引起的脱氢加乙炔(HACA)速率的下降．碳烟最终在火焰下游被完全氧化，主要氧化组分为OH．

采用G3(MP2，CC)方法计算了添加C2H2、C2H3和C4H4使苯基(C6H5)生长到萘(C10H8)(分别为C2H2-路径、C2H3-路径和C4H4-路径)以及C5H5和C5H4反应生成萘和甘菊环(C10H8)(C5H4-路径)的详细多环芳香烃(PAH)生长路径，比较了4 个路径的入口势垒和最大反应势垒，考察了反应位点对脱氢和C2H2添加反应的影响以及氢原子的存在对脱氢反应的影响，计算了以Arrhenius 形式表达的反应速率常数．结果表明：C5H4-路径入口势垒极低，即C5H5极易与C5H4发生反应．与C2H2和C2H3相比，C4H4更容易与苯基发生反应．C2H3-路径和C4H4-路径中所有子路径的限速步骤均为顺反异构化反应．反应位点对有氢原子参与的脱氢反应影响不大，对C2H2添加反应影响较大．此外，有氢原子参与的脱氢反应比直接脱氢反应更容易发生．

建立了圆环旋转黏性液体射流破碎液滴粒径与速度联合概率密度函数；在此基础上，对压力旋流燃油喷射破碎液滴粒径和速度的数量密度分布特性以及碰撞和蒸发对破碎液滴粒径数量密度分布的影响进行了研究．结果表明：从液滴粒径数量密度分布角度看，存在一旋转强度，小于该旋转强度时，旋转不利于射流破碎雾化，只有超过该旋转强度后，旋转才会促进射流破碎雾化，轴向速度增大有利于射流破碎雾化；从液滴速度数量密度分布角度看，旋转总是有利于射流破碎与雾化，轴向速度增大对促进射流破碎雾化作用不明显；碰撞强度增加，破碎液滴粒径数量密度分布向粒径增大方向移动，粒径数量密度分布范围增大，粒径数量密度分布峰值变化不大；蒸发强度增大或蒸发持续时间增长，破碎液滴粒径数量密度分布向粒径减小方向移动，粒径数量密度分布范围增大，粒径数量密度分布峰值变化不大．