在一台3.8L涡轮增压中冷4缸柴油机上通过试验和仿真研究了进气压力对柴油机燃烧和性能的影响。试验中拆除了原机增压器及中冷器，通过自制压力调节装置直接控制柴油机进、排气压力。试验及仿真结果表明：在排气压力维持不变的条件下，最高燃烧压力与进气压力具有明显的线性关系，进气压力每增加100kPa，最高燃烧压力增加约4.8MPa~7.0MPa；进气压力对最高燃烧压力相位的影响不明显；空气质量流量与进气压力具有明显的线性关系，进气压力每增加10kPa，空气质量流量增加约13~37kg/h；柴油机排气温度与空燃比具有明显的线性关系，空燃比每增加1，柴油机排气温度降低约4.2℃；随进气压力增加，柴油机缸内燃烧滞燃期缩短，燃烧始点提前，但进气压力对燃烧持续期没有明显影响；进气压力每增加10kPa，发动机转矩增加约0.8～2.5N·m。

基于自主研发的高压共轨柴油机电控系统和轨压控制模型，研究发动机在动态工况下目标共轨压力阶跃响应时的设定值控制策略。引入轨压变化率和变化梯度来跟踪控制MAP查询得到的目标轨压的变化及变化趋势，在目标压力值有阶跃响应时，不直接应用MAP查询得到的值作为目标控制值，而是采用步长逐步增大，多步逐渐逼近MAP查询得到的目标轨压值的控制方式，并在发动机台架上进行了测试验证。测试结果表明：该方法可有效滤除因抖动或外界扰动引起的目标值突变，减少轨压控制超调量，并加快达到稳定目标轨压，改善发动机动态工况下的轨压控制响应性和稳定性。

为防止水下排气柴油机发生海水倒灌事故，对水下排气管内发生水倒流的条件及影响因素进行了试验和分析。由水平管内气液逆向流动特性研究现状分析，指出气相惯性力与液相重力的相对大小是排气管内水倒流发生的主要物理机制。由内径90mm水平管在3m水深下排气的试验结果发现：防止水下排气管内水倒流发生的界限气速存在一个与管内滞留水长相关的范围，随管内滞留水长由0.3m增至1.8m，界限表观气速由13.0m/s降至7.8m/s，界限气相Wallis数由0.72降至0.55。最后以某柴油机排气参数为基础，按界限气相Wallis数等于0.60计算分析了排气管管径、排气口水位深度及排气温度等因素对管内倒流界限气速的影响，结果表明：水平管的倒流界限气速随管径增大而增大；排气口水位深度和排气温度的变化影响排气密度大小，也对排气管倒流界限气速有影响。

基于提升&保持（Peak&.Hold）驱动方式不同电流释放阶段对下降速率的需求，进行了可变续流喷油器驱动电路设计与性能研究。电路设计采用高、低边及单电源驱动，在高边MOS源极设置反向二极管及电容接地，在低边MOS漏极设置二极管接驱动电源。通过改变不同阶段高低边MOS开关逻辑，使用不同有效续流回路决定电流下降快慢以满足Peak &.Hold需求。试验表明：与通过匹配阻抗而折中电流下降速率的RD续流（R=10Ω）相比，可变续流驱动电路喷油量控制精度提高，喷油器关闭阶段时间缩短了30us，喷油量循环变动率在大油量时下降了0.36%，在小油量时降低了2.86%；此外，可变续流驱动电路在电流关闭阶段利用喷油器线圈释放电磁能向驱动电源充电，使喷油器电磁铁驱动能耗降低。在大油量时，可变续流驱动电路驱动电源电压下降幅度减少了1.5V，其恢复时间缩短了0.5ms。由于能耗降低，电路发热量减少，可变续流驱动电路最高温度仅37℃，比RD续流下降了127℃。

建立了一种基于热力学定律的离心式压气机动态模型，该模型仅使用压气机的基本结构参数而不需要试验图谱。压气机模型与涡轮模型一起构成涡轮增压器动态模型，并与柴油机模型进行了联合匹配仿真。研究结果表明：该模型准确可信，扩大了压气机模型的工作范围，可有效改善柴油机模型在低负荷、低转速时的动态性能。模型计算速度快，实时性好，可用于柴油机性能优化、控制系统开发等多个领域。

为了研究热电发电装置在电控冷却系统车辆上回收废气余热的节能潜力及其影响规律，在GT-Suite软件中建立了使用集成式电控冷却系统的发动机及热电发电装置模型，并基于全历程能流回路提出了总能效率评价指标，探究了在不同发动机工况、冷却水温度的情况下，热电发电装置的加入对总能效率的影响规律。研究结果表明：基于集成式电控冷却系统，在发动机低转速区域，负荷增加导致的热电发电功率上升起主导作用，热电发电装置带来的总能效率改善随负荷的增加而上升；而在发动机中高转速区域，冷却能耗代价问题凸显，高负荷工况冷却能耗代价过高，热电发电装置带来的额外冷却能耗会使得总能效率恶化，在中低负荷工况才稍有改善；同时存在最佳冷却水温，使得系统总能效率最大。

为了提高甲醇在能量转化效率方面的优势，在一台CY25TQ型柴油机上，利用F-T柴油和煤基甲醇研究了甲醇占能比、F-T柴油喷油时刻对甲醇预混合气F-T柴油引燃燃烧方式下发动机燃烧特性的影响。试验结果表明：甲醇占能比增加，此燃烧方式滞燃期、持续期波动较大。在平均有效压力为0.45MPa下，缸内最大压力、瞬时放热率峰值、最大压力升率明显降低，最大降幅分别为26.40%、59.25%和58.00%。高负荷时，不同甲醇占能比下F-T柴油喷射时刻调整，能促进压升率进一步降低。与原柴油机扩散燃烧方式相比，虽然采用引燃喷射的双燃料发动机在中低负荷时的有效热效率有所降低，但是随着负荷增加，高负荷下的热效率比原柴油机高，最大提高了17.14%。

综合可视化试验和数值模拟手段，研究分析了柴油机颗粒捕集器（DPF）主动再生时柴油氧化催化器（DOC）上游柴油喷雾特性及柴油在DOC内的氧化过程。利用高速摄影装置拍摄了柴油喷雾图像，分析了喷雾贯穿距和喷雾锥角，并利用相位多普勒粒子分析仪（PDPA）对喷雾粒径进行了测量。标定了DOC内的柴油氧化模型和喷雾模型，在此基础上对柴油喷雾及燃油在DOC内的氧化过程进行了模拟。试验结果表明：柴油喷射速率越高，喷雾贯穿距和喷雾锥角越大；喷射速率对喷嘴出口处喷雾粒径分布有较大影响，沿喷雾轴线方向液滴的索特平均直径（SMD）随大粒径液滴数的变化而变化。模拟结果表明：柴油喷雾特性决定了排气管路和DOC入口处的碳氢（HC）分布；DOC出口处温度分布与DOC入口处HC分布具有密切的对应关系；碰壁及重力作用使得HC向排气管路底部集中，HC质量浓度接近2%；管路底部柴油过浓使得DOC出口截面底部的对应区域温度较低，低于450℃；增加排气管路长度可促进喷雾与气体的混合均匀性，缓解管路底部的柴油过度集中现象。

为了消除进气道喷射汽油机油膜动态效应对瞬态空燃比控制精度的影响，满足更严格的排放法规要求，提出一种新颖实用的长/短时油膜组合模型及瞬态油膜补偿策略，对加、减速时油膜变化进行快速准确补偿。通过油膜分配系数对长/短时油膜初始补偿量进行分配，根据衰减系数计算长/短时油膜实时补偿量并控制油膜补偿的作用时间。台架试验结果表明：该策略可以有效抑制瞬态空燃比偏移，最大动态偏差小于5%，稳定时间小于1s。

针对某装甲车辆动力系统，基于实车进/排气状态、热负荷及使用工况测试，分析了其高原环境适应性。试验结果表明，发动机与涡轮增压匹配向低转速区偏移，将有利于加速和起步时的进气补偿；热负荷制约了车辆的挡位，导致车辆平均速度降低；排气温度应作为监测及控制的关键参数。