提出三维流场与一维化学反应相耦合的方法对柴油机尿素（urea）--选择性催化还原（SCR）系统进行全尺寸模拟，真实反映SCR系统内部气流运动状态对化学反应的影响。选择柴油机典型工况的排气温度、流量及压力等物理信息作为边界条件，对SCR系统进行流场分析，截取催化器前端截面的速度切片，建立流速均匀性系数与工况的函数模型，研究各流速分布下运行参数对NOx转化效率及副产物N₂O生成的影响，为优化SCR系统控制策略提供指导。结果表明，不同工况下柴油机SCR催化器前端各区域流速差异明显，且流速均匀性系数在0.6~0.8区间内，氨氮比为1.1且NO₂、NOx之比在0.0~0.5区间内时，NOx转化效率最高，副产物N₂O的生成最少。

基于热重分析仪，首先开展不同热老化温度、时间、氧气质量分数的热重试验，并分别采用微分法（Achar-Brindley-Sharp-Wendworth，ABSW）和阿仑尼乌斯法（Arrhenius）进行氧化动力学分析。结果表明：当老化温度区间在325~400℃时，随着老化温度的增加，活化能从181kJ/mol 降低到170kJ/mol。随着老化时间的增加，颗粒的活化能从180kJ/mol 降低到172kJ/mol 之后在172kJ/mol 保持不变。当老化氧气质量分数低于5%时，随着老化氧气质量分数的增加，活化能逐渐升高到188kJ/mol；而高于5%时，活化能从188kJ/mol降低到170kJ/mol。此外，基于高分辨透射电镜对炭黑颗粒的微观结构分析发现，随着老化温度、时间及氧气质量分数的降低，基本碳粒的壳结构更加趋于有序化，石墨化程度相对较高，氧化活性较低。

运用GT-Power建立柴油机整机耦合柴油机颗粒捕集器（diesel particle filter，DPF）的模型，研究非对称孔道结构DPF的压降特性及其对柴油机整机性能的影响。研究结果表明：随着进/出口孔道比例增加，碳烟容量增大，DPF压降降低，但过度增大进/出口孔道比例会使出口孔径过小而造成压降升高；柴油机加装洁净DPF时，柴油机各项性能指标随进/出口比例增加而降低，但随着DPF碳烟和灰分沉积量的增加，柴油机各项性能指标随进/出口比例增加均有所改善。DPF进/出口孔道比例为1.3时，柴油机综合性能最佳。

基于发动机试验台架，试验研究了不同氧化催化器（DOC）涂层、不同排气温度时，DOC对气态总碳氢（THC）、CO的转化效率和起燃温度的影响。确定了两种DOC涂层对气态污染物的转化性能：1#、2#DOC的THC起燃温度分别为175℃和162℃，CO起燃温度分别为149℃和151℃。排气温度高于220℃时THC转化效率均高于85%，排气温度高于190℃时CO的转化效率均高于95%，1#DOC性能略优于2#DOC。此外，在不同发动机工况、不同喷油速率下，评估不同涂层含量DOC进行DPF主动再生时的温升能力，结果表明：DOC的贵金属（PGM）涂层含量、涂层厚度均影响其转化碳氢化合物（HC）的能力；2#DOC的PGM含量更高，DOC氧化HC的速度更快，对喷射的HC更为敏感，因此2#DOC后温度上升速度更快，温度波动更大；1#、2#DOC的PGM含量均满足使DOC后温度达到目标再生温度的需求，两者最终的稳定温度逐渐趋于一致；此外，喷油速率影响DOC的升温能力，喷油速率小于40g/min 时2#DOC升温速率高于1#DOC，喷油速率高于40g/min 时1#DOC升温速率高于2#DOC。喷油速率为47.7g/min时，1#DOC的最大升温速率为8.540℃/s， 2#DOC为7.401℃/s，两者差异达15%。

测试分析了柴油公交车安装催化型柴油机颗粒过滤器（catalyzed diesel particulate filters,CDPF）在瞬态测试循环工况下对非常规气态物、颗粒物中的碳质组分、芳香烃及其毒性的影响。研究结果表明：CDPF对挥发性有机物的减排率为57.6%，对柴油车颗粒物中总碳的减排率为70.4%，对柴油车颗粒中多环芳烃（PAHs）组分减排率为91.1%，CDPF对低环数的PAHs表现较高的减排率，而对其他环数的PAHs的减排率略低。CDPF能明显降低不同苯环PAHs的毒性当量，但对不同苯环PAHs的毒性当量比例影响不明显。

以一台配有废气再循环（exhaust gas recirculation，EGR）冷却系统和可变几何截面涡轮增压器的高压共轨重型柴油机作为研究对象，进行了EGR冷却温度对柴油机性能及排放影响的台架试验研究。结果表明：随着EGR冷却温度降低，柴油机燃油消耗率、烟度和NOx排放均持续降低。而EGR冷却温度每降低1℃，柴油机燃油消耗率、烟度和NOx排放在不同转速、负荷下降幅差异明显。燃油消耗率在中等转速、低负荷工况降幅最大，NOx排放和烟度在高转速、低负荷工况下降幅最大；在考虑到EGR冷却系统消耗的能量后，可以通过计算得到理论燃油消耗率。在兼顾燃油消耗率和排放性的原则下得到了各工况下EGR相对最优冷却温度，而所得到的相对最优EGR冷却温度正是各个试验工况下理论燃油消耗率最低的温度。

简要介绍了中国轻型车国6、重型发动机及车辆国Ⅵ、非道路移动机械第四阶段及船机第一和第二阶段法规内容，总结了下一代排放法规的主要更新内容：加强实际运行中的排放控制，用法规来推动“最好的排放控制技术”的发展和应用。通过与欧洲、美国相关法规的对比分析及对中国最新法规的解读，提出中国移动源排放法规的发展趋势和若干建议。

对选择性催化还原（SCR）系统工作原理进行了介绍；提出了DeNOx系统催化器集成方案；分析了SCR控制系统面临的主要问题；重点介绍了传统SCR控制技术和先进的SCR控制技术，分析了不同控制方法的优缺点。已有研究结果表明：SCR控制系统主要面临SCR模型非线性问题、多时间尺度耦合控制问题、商业传感器测量问题。开环控制系统NOx转化效率可以达到60%~80%，仅满足国IV和国V排放法规要求。而闭环控制系统具有更高的NOx转化效率，可以满足更为严格的排放法规要求。先进SCR控制技术具有良好的控制效果和鲁棒性，能更有效地控制NOx排放和NH3泄漏。发动机和后处理系统协同控制增加了后处理系统的可控性，可以进一步降低柴油车污染物排放。

为了在抑制内燃机增压器喘振的同时达到降低增压器硬件质量与成本的目的，开发了一套基于取消进气旁通阀增压器硬件，通过控制节气门关闭速度抑制喘振的发动机控制策略，并在实车上进行了试验验证，对比了“统一节气门关闭速度”与“优化节气门关闭速度”控制策略对喘振的抑制效果。研究结果表明：取消进气旁通阀，通过优化发动机控制策略，可以有效抑制增压器喘振。

基于船用柴油机高压共轨系统工作原理分析限流阀失效模式，利用AMESim液力仿真平台搭建共轨系统模型，通过仿真分析得出限流阀在3种典型故障模式下的故障特征。建立概率神经网络对限流阀故障进行诊断，结合试验与仿真数据完成网络训练和验证。结果表明：采用概率神经网络可有效地实现限流阀故障诊断。