对不同发动机运转工况及不同销孔偏心进行了发动机试验和活塞动力学模拟对比研究。研究结果表明：柴油机活塞接触压力对偏心量的敏感程度要高于汽油机活塞，小偏心量往往会产生较大的裙部接触压力，而随着偏心量增大，裙部最大接触压力会逐渐减小，但当偏心量增大到一定程度后，裙部最大接触压力反而会有增大趋势，活塞主推力面累积磨损载荷增长主要发生在做功行程前半段，在排气和进气行程几乎没有增加，次推力面累积磨损载荷增长则主要发生在排气行程中间时刻，在进气行程几乎没有增加。销孔中心改变导致活塞质心位置发生了改变，引起了相关性能改变，通过对某汽油机活塞销孔偏心进行优化，活塞裙部主推力侧磨损载荷由27.46MW/m2变为1.12 MW/m2，降低了近25倍，解决了活塞裙部磨损问题。模拟结果与试验结果十分吻合。

以匹配了可变截面几何增压系统（VGT）的D19高压共轨柴油机为研究机型，采用GT-Power和AVL FIRE构建了一维热力学整机模型和催化型微粒捕集器（CDPF）三维仿真模型，针对3000r/min、50%负荷工况，研究了喷油策略耦合废气再循环（EGR）对燃烧过程和CDPF再生性能的影响。研究表明：随主喷定时提前，有效燃油消耗率（BSFC）先降后升，排气温度降低，排气流量与氧浓度变化则较小，排气中一氧化氮（NO）增加，CDPF再生速率逐渐降低，颗粒物残余量、压降与CDPF出口端二氧化氮（NO2）同时增加；随EGR率增大，BSFC和排气温度升高，排气流量、排气氧浓度、排气中NO浓度则同时降低。在主喷定时较晚时，随EGR率增大，CDPF再生速率先升后降，颗粒物残余量先降低后略升高；而在主喷定时较早时，随EGR率的增大，CDPF再生速率降低，颗粒物残余量增多。在主喷定时较晚时，提高喷油压力使BSFC和排气温度明显降低；而在主喷定时较早时，提高喷油压力导致BSFC反而快速增加。

在油泵试验台上用数据采集系统测量分析油泵-油管-油嘴燃油供给系统相同型号4个无压力室喷油器各孔喷射特性。研究结果表明：各喷油器及同一喷油器各孔的喷油喷射特性均存在差异；动态流量系数在喷油过程中随时间（凸轮转角）而变化；同一喷油器针阀全开时各孔流量系数差异与各孔循环喷油量差异变化趋势相同，随转速及循环喷油量的增加各孔循环喷油量及流量系数不均匀度均降低；但各孔流量系数不均匀度比各孔循环喷油量不均匀度要小，说明仅用各孔流量系数差异不能完全反映出各孔喷射特性差异。

为了研究不同工况条件对柴油/LPG双燃料发动机排放烟度的影响，在改装的ZH1115型柴油/LPG双燃料发动机试验台上进行二次回归正交组合试验，分析喷油提前角、喷油压力、柴油/LPG掺烧比三个因素及因素交互作用对排放烟度的影响。试验结果表明：试验因素对烟度影响为复杂的非线性函数关系，因素之间交互作用对烟度影响显著，当喷油提前角为27.2°、喷油压力为19MPa、柴油/LPG掺烧比为1.94：0.60时获得最低烟度。

在定容弹中，利用高速摄影和相位多普勒粒子测试技术研究了背压对汽油直喷多孔喷油器一油束的喷雾过程的影响，背压变化范围为绝对压力0.05MPa~0.50MPa。研究结果表明：在不同的背压下，均发现了目标油束往喷油器轴线偏转的趋势，这是由目标油束两侧压差而引起；油束的偏转同时导致了油滴直径分布的变化。在喷雾发展过程中，在大气压力和负压下，不同径向位置的油滴速度在一定时间内呈双峰分布状，而在高背压下仅呈现单峰分布，这是由高速射流带来喷雾内外侧压力不平衡和汽油的低饱和蒸汽压引起喷孔出口速度分布变化共同作用而导致。

将一台单缸农用柴油机压缩比降至12，在缸盖上增加一个带液化石油气（LPG）供给通道和火花塞的点火室，将其改造为射流控制压缩着火（jet controlled compression ignition，JCCI）发动机，研究了全工况范围点火正时和负荷对JCCI发动机燃烧可控性的影响。试验结果表明：在大多数工况范围内，柴油预混合气的燃烧始点相位θ10和燃烧中点相位θ50随点火正时单调变化，且滞燃期对负荷不敏感，说明其着火相位可以通过点火正时直接控制；在接近全负荷工况时，滞燃期迅速缩短，部分柴油提前发生自燃，射流对着火相位的影响减弱；在大多数工况范围内，NOx和碳烟排放均较低，且对点火正时敏感，减小点火提前角可以显降低NOx和碳烟排放，但是HC和CO排放较高。

在一台增压中冷电控共轨柴油机上，研究了柴油喷射压力对柴油/甲醇二元燃料（DMDF）燃烧和排放特性的影响。研究表明：柴油喷射压力较低时，DMDF模式压缩冲程的缸压要低于纯柴油模式，降幅随着甲醇替代率的增大而增大；而柴油喷射压力较高时，降幅较小，甲醇替代率为20%时的最大缸压要略高于纯柴油模式，且对应的最大放热率明显高于纯柴油模式和甲醇替代率为40%时。DMDF模式的NOx排放量随着甲醇替代率的增加而降低，相同替代率时随着柴油喷射压力的增加而增加。CO和总碳氢（THC）排放量随柴油喷射压力的增加略有降低，随替代率的增加几乎线性增加。在低柴油喷射压力下，DMDF模式可以明显降低烟度，且排放量随着替代率的增加而减小，最多可减少约35%的碳烟排放。其他柴油喷射压力时，烟度随着甲醇替代率的增加而基本保持不变。

根据柴油机加载过程转速调节受增压空气压力抑制的特点，研究了船用中速柴油机瞬态加载过程用压气机叶片端高压空气喷射方式进行补气的增压压力变化特性，并根据柴油机力矩不均衡产生的动态变化特点，结合适应柴油机时滞特性的比例-积分-微分（PID）控制方法，形成了柴油机瞬态加载过程油气匹配的调速控制策略。经某船用中速柴油机台架试验验证证实，采用加载过程压气机叶片端高压空气喷射方式进行补气的油气匹配控制策略，使柴油机0%~50%负荷加载过程瞬态调速率从4.9%优化至3.8%，稳定时间从3.1s优化至2.0s；50%~100%负荷加载过程瞬态调速率从2.9%优化至2.3%，稳定时间从2.4s优化至1.8s。

通过试验分析在电控液压可变气门机构中油压和控制脉宽对气门附加升程工作特性的影响。研究表明，气门晚关角度主要受控制脉宽影响，油压则影响附加升程的开启速度；影响附加升程的最大升程和附加升程波动率最主要的因素是油压，控制脉宽对附加升程的波动率影响很小；在压力油压为3.5 MPa时，附加升程波动率较小，气门工作稳定；通过对气门附加升程的运动特性分析，随着油压降低，气门加速度和速度减小，整个过程工作柔和，气门落座冲击小。

提出了一种适用于4缸汽油机的全可变液压气门系统，通过凸轮驱动和液压传动使进气门开启，通过开启控油阀使进气门回落，通过调节控油阀的泄油时刻改变进气门的最大升程和开启持续角。建立了气门运动规律测量试验台架，并对全可变液压气门系统的气门升程进行了试验测量。试验结果表明：该系统可实现最大气门升程在0到最大设计升程之间连续可变，进气门开启持续角在曲轴转角0~284"之间连续可变。进一步研究表明：全可变液压气门系统按汽油机标定转速5000r/min高速运行时，在不同气门升程下均未出现气门运动规律的“失真”现象，说明该系统能够满足汽油机高速运行的需求。试验还发现多缸机液压气门机构存在相互干涉问题，通过改进设计控油阀结构，消除了由此导致的气门异常开启现象。