针对内河船用高天然气替代率和柴油模式满功率输出的应用需求，开发了一款新型的双燃料喷射系统产品。该系统主要由歧管燃气喷射阀、智能化控制系统、含宽域喷油器的共轨系统等组成。喷油器仿真结果表明缩短喷油持续期和减小喷孔直径有利于降低油耗和soot排放，但会增加NOx排放。平台试验结果表明宽域喷油器在全油量区域内具有优异的喷射重复性。整机匹配试验结果表明柴油模式下动力不损耗，额定点油耗相较原机改善了4.9%；微喷燃气模式下最高替代率出现在50%工况，为96.1%。推进工况下最高替代率相较原机平均提高了8.2%，最大提高了20.5%。各工况下最高替代率时的平均指示压力的循环变动系数低于5%。

实验以某非道路发动机尾气后处理装置为研究对象，在其所搭载的拖拉机安装位置布置一个三轴向加速度传感器，来采集车架传递至后处理装置的振动信号。该振动信号中包含了路面激励信号与动力总成激励信号，以及车辆作业负载的激励信号等。通过对采集信号的一系列处理，结合单自由度振动系统的疲劳损伤理论，得到用于产品结构疲劳振动加速试验所用的加速度PSD信号。使用振动台对产品进行验证，结合试验前后振动系统的扫频信号并对产品解剖，发现内部产生疲劳裂纹，将改进后的方案再次验证，未发生疲劳失效。

为实现“碳达峰、碳中和”目标，对氨燃料应用于发动机所需的燃烧组织进行规律研究。基于氨/正庚烷简化机理，对气道喷射氨气，柴油微喷引燃的氨双燃料发动机进行数值建模。研究了氨燃料燃烧特征并分析了不同氨替代率、过量空气系数、压缩比及燃烧室特征等多参数对性能燃烧的影响规律。结果表明：与柴油相比，氨气放热更集中但存在后续燃烧拖尾现象且易产生未燃氨；在70%氨替代率下，氨燃烧的最佳过量空气系数范围为1~1.5；由于靠近中心凸台的氨气被引燃效果不佳，在进行燃烧室优化时应适当减少该处容积，遵循“大口径比、高凸台、大敞口角”等原则。

为了解决某型7500吨级散货船在主机合排过程中存在浓烈黑烟问题，通过实船数据分析问题原因并提出电机辅助主机合排的控制方法，调整实船主机合排控制策略与优化控制程序，经过实船试验验证表明，采用电机辅助的主机合排控制过程相较于无电机辅助的主机合排控制过程，其螺旋桨轴系扭矩突增量减小33%，主机油耗突增量减小35%，艉轴转速突增量减小41%，且螺旋桨轴系扭矩与艉轴转速上升速率更平缓，有效解决主机冒黑烟问题，达到降低主机碳排放的目的。在船舶营运过程中，混合动力系统设备运行情况良好。

液化天然气(LNG)因单位热值二氧化碳排放量低、能量密度高、清洁等优点，成为世界能源市场上增速最快的化石燃料。利用液化系统对LNG储运过程产生的闪蒸气（BOG）进行液化回收，不仅有显著的经济效益，同时可以满足环保要求。基于LNG运输过程中BOG再液化需求，设计了带冷量回收的新型混合工质再液化系统，同时建立了4种常规BOG液化系统模型，利用化工流程模拟软件分析了典型工况下各系统的工作原理及内部能量传递关系，并对比了不同工况下各系统性能。结果表明，在所设进出口条件下：当BOG组分为纯甲烷时，混合工质液化系统比功耗及所需冷却水量明显低于氮膨胀液化系统，新型混合工质液化系统比功耗最低为0.53 kWh•kg-1；BOG流量每增加100 kg•h-1，氮膨胀液化系统功耗增加约100.05 kW，而带冷量回收的液化系统功耗仅增加63.60 kW。当BOG组分中氮气含量增加时，液化率降低，所需的制冷量、冷却水量均降低；当氮气含量约为5%时存在最小比功耗，此时氮膨胀系统比功耗最小为0.96 kWh•kg-1，带冷量回收的混合工质液化系统比功耗最低为0.51 kWh•kg-1。带冷量回收的新型混合工质再液化系统结构紧凑、能耗更低，是应用于LNG船舶BOG再液化工艺的优选方案之一。

研究了应用于国六排放法规阶段的典型非气助式与气助式两种SCR尿素喷射系统的响应性差异，分析了尿素管长度、SCR温度和实际尿素喷射量对两种尿素喷射系统响应性的影响，比较了两种系统在典型稳态工况、瞬态工况条件下对NOx排放的控制情况，并比较了两种系统对WHTC和WHSC循环的NOx排放控制以及整车结晶的影响。结果表明，气助式尿素喷射系统，在使用2.2m的尿素喷射管，较非气助式喷射系统有最大约4s的响应延时，而缩短尿素管长、适量加大实际尿素喷射量、提高SCR温度均能够缩短该时间；在典型稳态工况与瞬态工况下，使用相同的尿素喷射量，气助尿素喷射系统和非气助式喷射系统对NOx的转化效率基本相同；使用相同的尿素喷射量标定数据，在WHTC和WHSC循环试验中，气助式喷射系统对NOx转化效率分别为93.3%和95.6%，非气助喷射系统的NOx转化效率分别为94.4%和96.2%，也基本一致，能够满足国六排放要求；由于对尿素液喷射的雾化效果更好，使用气助喷射系统的催化器尿素结晶风险更低，整车结晶试验结果也证明确实如此。

实验研究了不同空速和温度下的尿素不均匀喷射对NOx转换效率、氨储存和氨泄漏的影响。试验使用了一个采用选择性催化还原（SCR）技术的柴油机。研究发现，在固定的空速下，氨的泄漏程度随温度的变化而变化。温度越高，催化还原反应越快，氨的泄漏程度越小。温度对催化还原反应速度有很大影响。当空速为10000/h时，420℃时SCR内的平均反应速率是180℃时的12倍。空速对反应速率的影响很小。在相同的温度下，当空速从10000 /h变为40000 /h时，平均反应速率基本上没有变化。然而，提高空速会加速氨的泄漏，从而抵消在NOx转换方面带来的收益。

基于Materials studio软件构建油酸甲酯-乙醇-正十四烷三元组分体系模型，并进行结构优化以获得能量最低的分子体系构型。在773K、973K下，进行油酸甲酯-乙醇-正十四烷三元组分体系的分子动力学模拟，分析温度梯度、均方根位移（MSD）对体系传热的影响，发现随着温度的升高，乙醇分子间氢键作用力减小，热运动加剧，分子极性大大降低，三元体系中乙醇的自扩散系数增大，宏观表现为乙醇组分浓度下降较快；应用径向分布函数分析不同碳原子间的吸附情况，发现RDFs越小则分子间相互作用力越强，乙醇RDFs最小，存在最强氢键相互作用，推测此组分最容易扩散。

随着我国柴油机污染物排放标准对氮氧化物排放和NH3泄露要求越来越严苛，研究Urea-SCR载体前端气体速度均匀性和NH3分布均匀性具有十分重要的现实意义。为研究SCR载体前端气体速度和NH3分布，提出一种能够准确评估速度均匀性和NH3分布均匀性的方法。将该方法写入Star-CCM＋报告管理器仿真计算均匀性指数，并进行SCR单点转化效率试验以验证该方法的准确性。通过将仿真计算的均匀性指数与试验测得的转化效率进行对比，结果表明：该方法能够准确评价SCR载体前端气体速度和NH3分布均匀性，为柴油机Urea-SCR载体前端气体速度和NH3分布研究提供参考。最后，采用上述均匀性评价方法对SCR载体前端速度均匀性的影响因素进行仿真研究，结果表明：排气流量越小、温度越低，SCR载体前端速度均匀性越好。

针对因WHTC工况难以准确的反映重型柴油机真实道路的运行情况，从而导致实验室的排放认证结果与实际行驶排放间出现显著差异的问题，提出了一种两步法的代表性瞬态循环开发流程，首先建立了重型柴油车实际驾驶循环HRDC，并据此开发了重型柴油机实际瞬态循环HRTC。试验结果表明，相较于WHTC，运行在HRTC的重型柴油机NOx，碳烟与PN比排放分别增大了36.69%，4.57%和76.28%，WHTC显著的低估了真实道路的排放程度；HRTC瞬态碳烟排放相较稳态插值增加了155.74%，以怠速或倒拖工况为起始，扭矩增幅大于40%/s的突加扭矩过程是造成瞬态碳烟排放恶化的主要场景。