为提升汽油发动机系统性能、降低爆震风险，建立了基于 GT-Power 的整机热力学和阀系动力学联合仿真模型，并结合 Isight 多目标遗传优化算法，对发动机凸轮型线的 13 个设计变量进行了优化设计，该设计同时满足 8 个阀系的动力学约束函数，具有 5 个优化目标．经优化后得到了帕累托(Pareto)解集，与现有凸轮型线设计相比，优化后的各目标性能均有不同程度的改善．另外，通过信噪比计算对帕累托解集的稳健性进行了评估，结果表明优化解的稳健性优于非优化解．该优化设计方案已应用到项目前期预研中，其优化及评估方法对发动机产品设计具有一定的指导作用．

采用往复式摩擦磨损试验机，从缸套、活塞环零件上切取试样开展试验，通过测量镀铬缸套的摩擦系数、磨损量，观察缸套磨损后形貌、磨粒形貌以及成分并与传统合金铸铁缸套对比，研究松孔镀铬缸套的磨损机理．结果表明：与铸铁缸套相比，镀铬缸套可以大幅降低缸套磨损量，但摩擦系数略高，对活塞环磨损略大；镀铬缸套磨损后表面呈现点状微坑形貌，磨粒呈片状或薄片状；镀铬层的松孔附近在往复摩擦力的作用下萌生疲劳裂纹，裂纹沿表面平行于滑动方向扩展，直至延伸到表面脱落，形成磨粒，造成磨损．

以涡轮增压器浮环轴承为研究对象，考虑了浮环热弹变形，基于浮环平衡方程，建立了浮环流体润滑计算模型．主要分析了不同工况下热变形和弹性变形对浮环轴承润滑性能的影响规律．计算中采用有限差分法求解Reynolds 方程进行润滑分析，采用变形矩阵法计算轴承表面弹性变形．结果表明：浮环表面热变形对浮环润滑特性影响显著；轴负荷越小，浮环工作温度越高，浮环热变形量越大；浮环热变形对内、外膜端泄流量的影响程度和转速有直接联系，转速越高，热变形对内、外膜端泄流量的影响越大；内膜间隙越小，浮环热变形对润滑性能影响程度越大；与浮环热变形相比，浮环弹性变形对浮环润滑性能基本没有影响．

针对催化器前端3种不同结构的多孔管建立CFD数值计算模型，进行柴油机尿素选择性催化还原（urea-SCR）系统的流动和净化效果的模拟，分析了A25工况和标定工况下不同多孔管结构对压力分布及压力损失、流场分布、氨气分布均匀性、NOx转化率的影响。结果表明：添加多孔管前后及不同多孔管结构对流场和催化特性的影响均不同，其中多孔管2对流场分布、压力损失、氨气均匀性和NOx转化率的影响最明显，压力损失达到了1.2 kPa，NOx转化率提升了8%左右。试验结果与模拟计算的数值误差在合理范围，验证了模拟计算的准确性和结构设计的合理性。

使用快速压缩-膨胀机改装的多火花塞点火试验台架，研究了火花塞数目对指示功大小、最高燃烧压力和最大压升率、燃料放热速率及爆震特性的影响。得到结果如下：液压源压力及混合气浓度相同，点火相位从上止点前5~35 mm逐渐增大时，指示功先增大后减少，即存在最佳点火相位；随着火花数目的增加，最佳点火时刻后移；多火花塞点火的放热速率、最高燃烧压力和压升率、指示功均比单火花塞点火有明显提升，提升幅度和火花塞数目并不成线性关系；在混合气稀薄时，多火花塞点火对燃烧速率及指示功的提升作用更加明显；随着液压源压力的增大，相同点火相位时，多火花塞比单火花塞点火爆震倾向更加严重。

针对4190ZLC船用中速柴油机燃油系统电控化改造项目，以该机排气系统为研究对象，以优化排气系统性能为目标，采用气道稳流试验和数值模拟相结合的方法对排气流动进行分析，发现结构不合理之处并进行优化。研究结果表明：原机排气道、排气阀座紧靠气缸的位置、气阀座和气阀等多处存在不合理的流动损失，其中排气道结构和排气阀座相对缸盖位置对流通性能影响较大；排气系统整体结构优化后，流量系数大幅提高，平均流量系数提高了16.71%，流动性能得到改善。

试验研究了柴油机固态选择性催化还原系统（SSCR）铵盐-氨基甲酸铵和碳酸铵在系统喷射管路重结晶的对应温度。通过SSCR喷射系统试验装置，调节系统管路温度使气体在固定位置产生结晶，使激光穿过结晶部位到达光敏电阻模块，根据光敏电阻模块输出电压的变化测定铵盐重结晶所对应的温度。结果表明，氨基甲酸铵的重结晶温度高于碳酸铵，同时分别测得了不同喷射压力下氨基甲酸铵和碳酸铵的重结晶温度。

在高温高压定容弹内基于紫外/可见光两波长激光吸收与散射法测得的柴油模拟燃料碰壁喷雾的气液两相浓度分布、贯穿距、平均粒径等数据，并由此研究碰壁喷雾蒸发模型的准确性，提出了碰壁喷雾的标定方法，最后用标定好的模型对不同喷油量条件下的喷雾进行预测并用实测数据进行验证。由此揭示了主要标定参数对蒸发特性的影响规律，如回弹韦伯数越大蒸发量及蒸发速率下降越明显等，并提出了蒸发碰壁模型的主要标定参数的确定方法。

基于双卷流燃烧系统（DSCS）及侧卷流燃烧系统（LSCS）利用燃烧室形状使燃油分别在纵向和横向空间形成卷流运动的结构特点，提出了能够在燃烧室横向和纵向空间依次形成卷流运动的复合卷流燃烧系统（MSCS），为探究MSCS的试验性能，在单缸机试验台架上对不同燃油喷射角度下复合卷流（MS）燃烧室的速度特性进行了研究。研究结果表明，当燃油喷射方向正对分流造型尖端时，MSCS油耗及碳烟排放最低。为合理评价MSCS的燃烧及排放性能，与DSCS速度特性研究的试验结果进行对比。对比结果显示，相同工况下MS燃烧室的油耗较双卷流（DS）燃烧室降低4~5g/（kw-h），碳烟排放低于DS燃烧室60%左右，表明MSCS可有效地降低柴油机油耗及碳烟排放，提高柴油机综合性能。

试验使用不同配比的柴油含水乙醇乳化燃料，对其理化、喷雾和燃烧特性进行了研究。随着柴油含水乙醇乳化燃料中含水乙醇含量的增加，乳化燃料的密度和运动黏度上升，表面张力略微下降，初始蒸馏温度下降，含氧量升高，十六烷值和低热值降低。试验使用定容燃烧弹，在常温高压和高温高压环境下，对乳化燃料非蒸发噴雾、蒸发噴雾及喷雾燃烧的特性进行了测试。研究结果表明：随着乳化燃料中含水乙醇比例升高，非蒸发喷雾贯穿距和喷雾锥角变化不大；蒸发喷雾貫穿距和喷雾锥角略微减小，但无明显规律，而蒸发喷雾中液相贯穿距离明显增加；燃烧火焰自发光亮度逐渐降低，表征碳烟生成量逐渐减少；在900 K环境温度、21%氧体积分数条件下着火滞燃期变化不大。