在一台自然吸气直喷汽油发动机上进行运行工况内的进、排气可变气门正时（VVT）相位扫点试验，根据不同排气VVT相位下的发动机动力性和燃油经济性，结合进气流量、最高燃烧温度、指示热效率和泵气损失等因素，分析了发动机性能变化的原因。研究结果表明，外特性工况排气VVT推迟15°曲轴转角时，进气量增加，动力性提高；继续推迟排气VVT相位，泵气损失增加，动力性降低。在转速低于2400r/min的中、高负荷区域，开启排气VVT使得指示热效率增大，泵气损失减少，发动机油耗降低；在排气VVT相位大于一15°曲轴转角、转速高于2800r/min的中、高负荷区域，发动机经济性变差。

根据发动机稳态工况下的氮氧化物（NOx）转化率试验发现了NOx转化效率峰值现象，通过分析从理论上解释了该现象。根据NOx转化效率峰值现象，提出了尿素选择性催化还原（urea-SCR）系统周期性喷射设想。设计试验，通过对比自主urea-SCR系统周期性喷射策略与商业urea-SCR喷射策略的试验结果，发现urea-SCR系统周期性喷射在NOx转化效率、尿素喷射量、氨泄漏及尿素能效比等方面均有显著改善，对优化urea-SCR系统尿素喷射控制策略有重要意义。

基于开发的燃烧分析工具，利用以太网通信技术，构建了柴油机燃烧分析与控制系统：缸压采集系统每0.2°的曲轴转角采集一次缸压信号，通过以太网的用户报文协议把缸压信息传递给燃烧分析软件；燃烧分析软件计算出燃烧状态指标，通过控制器局域网传递给发动机电控单元；发动机电控单元利用燃烧状态指标进行燃烧闭环控制。在一台1.9L高压共轨柴油机上进行的试验结果表明：该系统能够实时采集缸压并计算燃烧状态指标，能够实现指示平均有效压力和燃烧放热中心的闭环控制。

基于SAEJ1839-1997标准，采用向油液中添加ISO12103-A3粉尘的方式来模拟实际工况下油液的颗粒污染状态，开展颗粒物对油水分离器油水分离效果和使用寿命影响的试验研究。在测试流量为5L/min、上游基准质量浓度为30mg/L、水流量为燃油流量的0.25%时，油水分离器工作125min后，压差值升高1.5kPa，水分离效率下降到88%以下。试验结果表明：油水分离器工作不到建议行驶里程的一半时，水分离效率就已无法达到技术指标要求。为切实保护共轨系统要求，应采取缩短油水分离器的更换周期，或在油水分离器的上游添加颗粒过滤器，对颗粒进行初步过滤，以延长油水分离器使用寿命。

用矩阵来描述活塞的径向刚度，并在试验台架上对不同位置加载，测得规定点处的变形量，从而确定活塞整体刚度的分布情况。利用建立的动力学模型分析活塞刚度变化对二阶运动、敲击动能及摩擦功损失等的影响，为确保活塞温度场、热变形及缸套安装变形等边界条件的准确性，使用硬度塞测温试验、缸孔轮廓仪等得到的实测数据对模拟过程进行标定和验证。计算结果表明：活塞动力学分析要同时考虑缸套和活塞刚度的影响，否则计算得到的活塞摆角偏小，摩擦损失偏大，而敲击动能则随着曲轴转角的不同而与实际情况产生周期性偏差，有些偏差值甚至会达到70%；改变活塞结构会改变活塞的刚度，通常当裙部刚度增大后，活塞在每个换向时刻的最大摆角会减小，同时在每个敲击时刻的敲击能量峰值也会减小。

基于计算流体动力学（CFD）的矩形脉冲法计算消声结构的声学特性。首先，计算单腔穿孔结构的静态传递损失（TL），并研究各结构参数对声学特性的影响规律；之后，采用矩形脉冲法计算无流条件穿孔引气管的传递损失，并与有限元法计算结果相对比，验证其正确性；然后，研究平均流对穿孔引气管传递损失的影响，发现逆向气流使TL峰值略往低频移动，而在幅值上无明显的变化规律；最后，安装穿孔引气管进行整车道路试验。结果表明：无论加速、急加一减速工况下，优化后进气管口嗓声均得到明显的衰减；尤其在500~1600Hz1/3倍频程带内，“泄气声”成分声压级值降低达18dB（A）左右，总值降低达10.3dB（A）以上，特定频率处消声效果显著。

基于自主研发的第三代并行式柴油/天然气双燃料发动机电控系统，利用FIRE软件建立柴油/天然气双燃料发动机柴油喷射系统的多次喷射模型。同时，通过进气压力控制过量空气系数，实现柴油/天然气双燃料发动机稀薄燃烧方式。针对高负荷工况，研究了多次喷射策略和稀薄燃烧方式对双燃料发动机最大压力升高率及NOx排放的影响。结果表明：发动机工作在高负荷及柴油替代率为80%时，采用双燃料稀薄燃烧方式能使NOx排放降低，但最大压力升高率仍可能超过安全临界值1MPa/（。）。采用合适的预喷射量与预喷射时刻能降低最大压力升高率。通过多次喷射和稀薄燃烧方式相结合的燃烧策略对缸内燃烧方式进行组织，可以实现双燃料发动机高替代率燃烧，并使高负荷时NOx排放达到或者低于国V标准限值。

针对某款需要进行高原适应性改进的发动机，研究了二级非可调和二级可调增压对发动机平原和高原工况的性能影响。通过对二级非可调增压方案的匹配试验分析提出了增压器的优化改进措施，并最终确定了二级可调方案。试验结果表明：在平原工况下，可调二级增压方案可以实现平原工况功率不下降的指标，并且在高原工况下标定点的相对功率达到315kW，相比平原下降了21%；转矩点相对功率达到228kW，比平原下降了10.8%，满足发动机对高原性能的要求。

具有独立分量的经验模态分解算法结合了独立成分分析算法和经验模态分解算法的优点，可通过单个观测信号将噪声源分解成一系列独立分量，保证了分离出的声源的独立性，同时利用小波变换技术对各个独立分量进行了分析，通过时频分析结果确定了各独立分量与发电机组各噪声源的对应关系，并通过试验进行了验证。研究结果表明：这些独立分量分别对应着配气机构噪声、平衡轴驱动齿轮噪声、正时齿轮噪声和进气噪声。

以Shapix表面侦测仪获取的发动机缸盖结合面表面轮廓的高精度测量数据为基础，对缸盖结合面的密封性能进行评价。首先在缸盖结合面上设定一条沿缸口的密封路径，并提取其表面轮廓的测量数据；再分别利用基于逼近样条的高斯滤波和基于Motif合并的形态学滤波拟合出了装配后密封路径上缸盖结合面的表面轮廓及垫片的轮廊；最后通过计算密封路径上的垫片表面轮廊与缸盖表面轮廓之间的空隙面积，评价该路径的密封性能。研究结果表明：利用基于逼近样条的高斯滤波法获取表面轮廓既能得到与高斯滤波法一致的表面轮廓，又能克服其边缘失真的问题；基于表面轮廓测量数据既可以对发动机缸盖上密封路径的密封性进行评价，又可以确定失效的位置。