基于热弹性流体动力润滑理论和多体动力学理论，针对自主研发的2D25卧式两缸柴油机，采用AVL Excite Power Unit软件建立了曲轴轴承的多体动力学模型。为真实反映曲轴轴承的工作状态，全面考虑了柔性机体变形、润滑油粘温粘压特性、轴瓦及轴颈弹性变形、表面粗糙度等因素对轴承润滑特性的影响。研究结果表明：随着转速的升高，主轴承的总摩擦功耗增加，轴瓦的热负荷增大；高转速下，第一主轴承（MB1）和第三主轴承（MB3）存在轴颈倾斜不对中，出现了一定的偏磨现象，导致第二缸爆发时主轴颈振动加剧；连杆轴承油膜压力分布均匀性好，轴瓦热负荷低，且在高转速下润滑效果更好。

基于某两级增压柴油机，采用GT-POWER软件，建立了一维性能仿真模型。计算了高压级旁通和低压级旁通两种调节方式的调节能力，分析了海拔变化对两级增压系统调节规律的影响，获得了海拔变化对两级增压系统调节能力和系统效率的影响规律。研究表明高压级旁通的调节方式具有较强的调节能力和较小的系统效率损失。针对不同匹配方案的两级增压系统开展了仿真计算，分析了不同匹配方案的两级增压系统的变海拔调节规律。推导了可调两级增压柴油机变海拔适应性模型，获得了不同增压方案柴油机的海拔适应高度。研究了海拔、燃烧裕度、增压自适应能力等因素对增压系统调节量需求的耦合作用规律，获得了不同条件下的增压系统调节量的。

基于全气缸取样平台，在一台高压共轨直喷柴油机上，对近后喷策略燃烧过程中微粒的质量浓度、微观形貌（分形维数）、基本碳粒子直径及纳观结构等物理特性的变化规律进行了研究．结果表明：近后喷策略有利于减少soot、PM质量浓度排放，促使结构较为“紧密”的微粒形成，其分形维数更高。近后喷燃烧过程中微粒基本碳粒子平均粒径随着燃烧过程的进行呈单调递减的变化趋势，基本碳粒子平均微晶尺寸呈现燃烧准备期增加、初期减小、中末期再增加的变化趋势，而平均层面间距和微晶曲率整体变化趋势则与之相反。

为了探究甲烷-汽油双燃料在发动机小负荷工况下的燃烧特性，基于一台增压直喷四缸汽油机，采用进气道喷射甲烷结合缸内直喷汽油方式，开展了小负荷固定扭矩下甲烷-汽油双燃料在不同过量空气系数下的燃烧特性。研究结果表明：随着引入甲烷量的增加，着火延迟期缩短，燃烧相位提前，最大爆发压力和放热率峰值增加，甲烷-汽油双燃料燃烧可以降低循环变动；化学当量比条件下掺混甲烷使汽油的燃烧持续期有所增加；稀燃条件下，随着甲烷比例的增加双燃料燃烧持续期先减小后增加，而且随着过量空气系数的增加，燃烧持续期最小值向高甲烷比例转移，反映出甲烷-汽油在稀燃条件下可能存在加速现象。

提出了一种基于贝叶斯网络的润滑系统故障诊断方法。首先利用故障树在事件逻辑关系表达上的优势，分析润滑系统故障的传播机理，获取故障诊断规则。在此基础上，采用拓扑结构描述故障与异常征兆间的因果关系，并以概率形式描述其因果关联强度，构建润滑系统的贝叶斯网络诊断模型。对于润滑系统中共因失效事件，本文利用“遗漏概率”概念刻画其对润滑系统安全性的影响，并给出了在其作用下征兆节点状态分布的计算公式。最后，通过故障实例分析验证所建诊断模型的有效性。

均质充量压缩着火（HCCI）具有高热效率和低排放的优点，但在启动工况下难以稳定着火，需要火花点火（SI）进行辅助。本文针对一台汽油/正庚烷双燃料发动机，通过改变燃料的性质，实现了从怠速SI工况经过一个循环的转换工况后，切换为不再使用火花辅助着火的HCCI燃烧模式。进一步运用三维CFD软件CONVERGE模拟了从SI模式到HCCI模式的转换过程，并通过耦合简化机理分析了这一过程中缸内物质的生成和分布规律，定性地分析了基于双燃料喷射策略快速实现SI/HCCI模式转换的原因。

本文以一台2.0L车用柴油机为研究对象，围绕电控EGR系统对EGR控制策略进行研究。首先，分析了EGR率对柴油机经济性、动力性和排放性的影响，确定了EGR使能条件和试验工况下的最优EGR率。其次，基于进气流量和EGR阀位置控制建立双闭环控制模型。然后，对双闭环控制模型和传统单一位置闭环模型分别对低、中、高转速进行仿真验证，结果表明：基于双闭环的控制模型能较好的和试验结果吻合，误差均在5%以内，可满足实际应用的需要。最后，通过Real-Time Workshop对EGR阀控制单元进行C代码自动生成，对比分析生成代码与仿真模型结果，表明两者运行结果几乎一致，从而验证了通过Real-Time Workshop生成代码的可行性。

采用定容燃烧弹-纹影试验系统，研究了不同稀释度（0~15%）和不同稀释气（CO₂、N₂）对天然气（CH4）/甲醇裂解气（H₂∶CO=2∶1）预混层流燃烧特性的影响。系统全面地分析了层流燃烧速度、马克斯坦长度、火焰稳定性以及火焰前锋面胞状结构的相关参数。并在相同条件下单独添加一氧化碳（CO），以探究CO在甲醇裂解气中作用。研究发现：在天然气中添加甲醇裂解气或单独添加CO，均会使混合气燃烧速度加快，而且甲醇裂解气的提升效果更显著。随着稀释气N₂和CO₂的加入，混合气混合气层流燃烧速度降低，马克斯坦长度增大，火焰不稳定性得到抑制。相比于N₂，CO₂对混合气燃烧特性的影响效果更加明显。在甲醇裂解气中，H₂对于混合气火焰燃烧速度与火焰稳定性起主导作用。

为了研究不同物性的燃料入射液滴与反弹液滴相互作用所产生的影响。运用相位多普勒激光测（Phase Doppler Anemometry）系统对汽油、异辛烷、甲醇和乙醇的自由喷雾以及喷雾撞壁后的粒径粒速分布分别做了试验研究，并根据理论模型对不同燃料撞壁后的飞溅比例进行预测。结果表明，甲醇与乙醇的自由喷雾液滴直径明显大于汽油，且多数集中于10到30um范围。甲醇与乙醇相比于汽油和异辛烷在相同的喷射条件下更容易产生撞壁飞溅和二次破碎，其中在R8位置最为明显，分别为55.9%和56.7%，而汽油和异辛烷分别仅为49.7%和49.1%。反弹液滴使喷雾中心区域的入射液滴粒径相比自由喷雾时更大，并对入射液滴法向速度有抵消作用，而对边喷雾缘影响较小。自由喷雾和入射喷雾边缘部分液滴法向速度分布较中心分散。

为了降低柴油机瞬变过程缸内燃烧恶化和烟度排放量骤升的问题，在一台带旁通阀的二级涡轮增压重型柴油机上探索了不同旁通阀开度下的轨压控制策略对柴油机恒转速增转矩典型瞬变过程燃烧及烟度的影响。研究结果表明：在旁通阀开度为0时，全程轨压策略可以有效抑制瞬态烟度峰值，在“全程轨压+20MPa”时，烟度峰值相比原机可降2.1%，降幅为52.5%；在旁通阀开度为10%和20%时，分段轨压策略作用更明显，分别在“30%负荷后轨压+10MPa”和“40%负荷后轨压+10MPa”时，烟度峰值相比原机可降3.6%和8.8%，降幅为55.3%和51.7%。