研究了燃料二次喷射正时对以乙醇、甲醇和汽油混合燃料的准均质充量压燃直喷发动机燃烧和排放性能的影响．结果表明：均质充量压燃发动机的燃烧质量、排放性能可以直接进行控制，并且发动机工况区间也可以利用二次燃料喷射正时来扩展；随着二次喷射正时的延迟，着火时刻被推迟；与纯汽油燃料相比，低当量的混合燃料利用二次燃料喷射正时的优化，可以获得良好的燃烧性能、较低的氮氧化物、未燃烧碳氢化合物与一氧化碳的排放、较高的指示平均有效压力和较高的指示效率；同时，对试验所用燃料而言，二次燃料喷射正时都可以缓解氮氧化物与碳烟排放之间的矛盾．

基于 CHEMKIN 模拟软件，结合 GRI-Mech 3.0 化学反应动力学机理，对液化天然气(LNG)废气重整再循环均质充量压燃(HCCI)发动机进行模拟研究，建立了一个由重整反应模块和发动机模块组成的废气重整发动机的联合系统模型，分析了不同初始条件分别对重整反应和燃烧特性的影响规律．结果表明：重整过程产生的氢气摩尔分数随着重整器入口当量比的增加而先增加后略有降低，峰值可达到 17%；重整反应产生的富氢混合气直接进入缸内燃烧，可改善发动机动力性、经济性和排放．随着发动机废气再循环率(小于 0.5)增大时，重整产生氢气量也是先增多后减少．

搭建了一套基于三维相位多普勒测试技术(PDPA)的开放式喷雾试验台，对旋流式汽油缸内直喷(GDI)喷油器的喷雾特性进行了研究．对不同时刻横、纵两个截面上喷雾的流动状态和粒径分布进行了耦合分析．结果表明：在喷雾充分发展阶段，喷雾内部近喷嘴区域发生空气卷吸，粒径较小的油滴以 20m/s 左右的速度朝喷嘴运动；受空气卷吸的影响，喷雾方向在距喷嘴为 10mm 附近发生明显偏转，下游的喷雾锥角减小．喷雾充分发展阶段，在距喷嘴为 10mm 的横截面上半径 r＝2mm 附近，油滴以较低的速度沿法向向外运动；随着半径增大，油滴运动方向逐渐转变为切向．喷雾轴线附近索特平均粒径(SMD)较低，为 10～15μm，随着测量点向外移动， SMD 呈现先增大后减小的趋势，最大值约为 25μm．

利用激光诱导荧光法(LIF)和数值模拟方法研究了异型壁面油束碰壁及油膜形成与演变过程机理．首先在燃烧室模拟装置上进行试验，利用 LIF 方法研究了气流运动对 38°,喷油条件下油束碰壁过程的影响；随后，在模拟装置及试验条件的基础上，对壁面油膜的形成与演变过程进行了数值模拟研究．结果显示：无气流运动时，近壁区域液相燃油存在累积现象，燃油自然蒸发对壁面液相燃油的弥散作用有限，液相燃油残留时间达 10ms 以上．与无气流运动时相比，在逆向气流作用下，液相燃油累积现象减弱，总体向二次油膜区域偏移，燃油油膜在壁面油膜残存量减少．在逆向气流作用下，由于油膜流动和空间油滴二次附壁，有可能导致壁面局部地方油膜变厚．

在一台单缸柴油机上采用低辛烷值高挥发性汽/柴油混合燃料，在不同转速和负荷条件下对比了部分预混压燃(PPCI)和多段预混压燃(MPCI)等多种压燃模式的燃烧和排放特性，并在宽运行范围与原机柴油试验结果进行对比，以确定宽运行范围的最优燃烧控制策略．结果表明：试验用低辛烷值燃料能够在宽运行范围实现压燃模式的稳定运行；为使燃烧排放结果最优，低负荷区间应采用单次喷射 PPCI 模式，中、低转速(中、高负荷)采用 MPCI 模式，高转速(中、高负荷)采用多次喷射 PPCI 模式；宽运行范围内低辛烷值燃料可以实现 NOx 排放低于 0.4g/(kW·h)、碳烟排放低于 0.5FSN 及最高压力升高率低于 1MPa/(°)CA；与原机柴油燃烧结果相比，低辛烷值燃料可以同时降低NOx 和碳烟排放以及燃油消耗率，但 CO 和 HC 排放增加，循环波动系数也略有增加．

通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对纳米 MoO3 催化剂的物化特性进行表 征． MoO3 催化剂主要以均匀球形或类球形颗粒组成，球形形状增加了比表面积且具有较高的分散性，从而大幅提高MoO3 的催化性能．以 Printex-U 碳黑作为发动机尾气中碳烟颗粒的替代物，利用热重分析仪(TGA)，基于 CoatsRedfern 法对不同升温速率、不同碳黑颗粒与催化剂配比下碳黑氧化的动力学参数进行分析．结果表明：当升温速率为 20℃/min 时指前因子呈现较高的值，而当颗粒质量分数在 15%时的活化能亦较高，这是由于催化剂与颗粒低效接触以及可能存在非催化氧化而导致的传热和传质限制引起的．故进行颗粒物催化氧化试验时，颗粒物质量分数宜控制在 10%以下，升温速率宜选取在 15℃/min 以下，颗粒氧化反应动力学参数只有微小变化，几乎不受扩散控制的影响．

应用洛伦兹曲线理论对柴油机废气再循环(EGR)分层条件下，气缸内气体组分的空间分布及演变规律进行了数值模拟．以 CO2 代替 EGR，借助单一进气道喷射 CO2 的方法组织缸内分层．研究表明：氧气在气缸中心顶部较浓，进气 CO2 与缸内残余 CO2 在燃烧室周围及底部分布较浓； 3 种气体组分在气缸局部特征截面上的质量分数差均随活塞上行而减小．通过洛伦兹曲线数据对比发现， O2、进气 CO2 及残留 CO2 的全局分布不均匀程度均随活塞上行而降低；在压缩上止点附近，进气 CO2 全局分布不均匀程度低于缸内残余 CO2，这说明与单进气道喷射 CO2 相比，组织缸内残留废气能够获得更显著的缸内 CO2 分层．

针对对置活塞二冲程柴油机换气特点和示踪气体法测试原理，提出了示踪气体法在对置活塞二冲程柴油机上的具体试验方法．利用该方法开展了发动机换气过程的试验研究，分析了不同运转工况下进、排气状态参数对发动机换气品质的影响规律．结果表明：进、排气压差对换气品质及捕获空气量有较大的影响，压差越大，扫气效率和捕获空气量越高；当给气比大于 1.4 以后，压差对扫气效率和捕获空气量的影响趋势逐渐趋于平缓；以发动机稳定运行并兼顾较小的泵气损失为优化目标，给气比宜选取的范围为 0.5~1.4．

提出了基于神经网络和遗传算法进行阿肯金森(Atkinson)循环发动机几何压缩比优化的方法. 首先利用几何压缩比为 11 的奥拓(Otto)循环发动机的试验数据验证了发动机人工神经网络模型的预测准确性，然后联合遗传算法和神经网络模型进行了目标 Atkinson 循环发动机的几何压缩比优化，约束条件是外特性转矩、爆震强度和排气温度，优化目标是使燃油消耗率最小. 结果表明：联合遗传算法和神经网络模型进行发动机设计和性能优化，具有较高的效率和准确性. 优化后确定目标 Atkinson 循环发动机的最佳几何压缩比为 12.5，并在此基础上进一步优化发动机的操作参数及其外特性.

为了提高车用内燃机变转速、变负荷面工况性能，提出了离心压气机优化设计方法，即通过考虑压气机设计工况与非设计工况流场的关联效应，抑制不同工况流场之间的差异，优化离心压气机结构．利用该方法对某柴油机离心压气机进行了优化设计，其设计工况与非设计工况之间的流场偏差集中在大叶片进口叶尖部分，据此提出了压气机前缘前掠的流场控制措施. 仿真分析表明：改型离心压气机流场偏差得到了明显抑制，其设计工况性能变化较小，非设计工况压比提高了 4.46%，效率提高了 1.56%．