基于 X 射线 CT 成像技术获取了柴油喷油嘴喷孔几何结构，采用喷雾可视化技术研究了带毛刺喷孔喷雾特性．结果表明：与无毛刺喷孔相比，启喷阶段，带毛刺喷孔出口处近场喷雾湍流脉动有所增强；稳定阶段，带毛刺喷孔改变了喷雾对称结构，首先喷孔内毛刺能够从喷雾射流表面剥离出部分燃油，该部分燃油经过初次破碎后形成较为分散的液丝，其次带毛刺喷孔远场喷雾二次雾化后液滴扩散范围增大；带毛刺喷孔喷雾发展过程中出现分叉现象．

对柴油机选择性催化还原(SCR)系统气液两相流进行了准一维建模，并开发了模拟计算程序．用欧拉方法求解气相流动，其中压力速度耦合问题采用 Simple 算法求解．用拉格朗日方法求解液滴的蒸发、热解、运动和碰壁等过程，气液两相耦合通过在气相方程中附加源项的方式实现．模拟计算结果表明：随着排气平均温度的升高和排气流量的降低，尿素分解效率都会逐渐升高；尿素水溶液喷射速率对尿素分解效率影响不大；总体上液滴初始直径的减小能够促进尿素的分解，在不产生壁膜的前提下，合理组织尿素水溶液喷雾碰壁，可以促进大直径喷雾(50μm 以上)的尿素分解；增大排气管直径能够显著提高尿素分解效率，降低压力损失，是优化 SCR 系统性能的有效方法．

利用低温等离子体(NTP)喷射系统，对自行设计的分段型废气再循环(EGR)冷却器进行了 NTP 喷射再生试验．试验采用 4 种不同的喷射策略，控制活性气体总流量均为 10L/min，改变各进气口流量大小．通过测量内部轴向温度及反应物中 CO 和 CO2 的体积分数，分析了不同策略对再生的影响．结果表明：分段喷射改变了 EGR 冷却器内部轴向温度场变化规律，使得后半段温升 ΔT 较高．不同策略中 CO 和 CO2 体积分数的变化趋势总体保持一致，均为先升后降，但 CO 体积分数比 CO2 的低．运用分段喷射策略可以提高 NTP 活性气体的利用率，故分段喷射再生效果均优于未分段再生．其中，策略 4 采用各进气口逐级递减的流量配比，积碳去除量最多，为 2.42g，是未分段喷射再生的两倍，再生效果最好．

利用国际标准化组织的生命周期评价(LCA)标准，确定了城市垃圾厌氧发酵车用沼气燃料的生命周期评价的边界和清单分析参数，提出了生命周期清单分析(LCI)的计算方法，对垃圾厌氧发酵车用沼气燃料进行了生命周期评价．结果表明：在车用沼气燃料生命周期中，改善厌氧发酵过程是减少能源消耗的主要途径；沼气车辆运行阶段是影响环境污染物排放的关键；全球变暖对环境影响负荷贡献最大．城市垃圾厌氧发酵为城市垃圾的处理找到了可持续发展的途径．

为了有效抑制高强化柴油机气缸套变形导致的密封失效问题，针对气缸套横截面采用失圆度和傅里叶频谱的气缸套变形评价方法，分析了柴油机机体、气缸盖和气缸套等组合结构在预紧状态下的气缸套变形特性，获得了缸盖螺栓的预紧力、沉孔深度和位置分布对缸套变形的影响规律，并与试验测试结果进行了对比验证．结果表明：预紧力作用下，气缸套中上部呈现椭圆变形，底部变形较小；随着螺栓预紧力的增大，气缸套整体变形程度增大；而当螺栓沉孔深度增大时，气缸套 2 阶傅里叶变形增大，4 阶傅里叶变形减小；最后，对角螺栓连线与进、排气口中心连线之间夹角的增大会导致气缸套变形显著减小．

针对发动机再制造曲轴毛坯弯曲疲劳裂纹萌生扩展规律研究，提出了一种声发射与机器视觉传感融合的检测方法．该方法通过监测试验过程声发射/机器视觉信号变化来动态跟踪曲轴的疲劳失效信息，从而推测出裂纹的萌生扩展历程．测试结果表明：随着曲轴裂纹的萌生与扩展，声发射信号会发生阶段性改变．对这种变化规律进行理论分析，得出不同阶段声发射参数特征是由疲劳过程曲拐过渡圆角区域经历疲劳早期、裂纹萌生及裂纹扩展等阶段时发出不同应力波造成的；并结合机器视觉传感器初步推测出声发射能量与计数参数和裂纹扩展长度呈良好的线性关系．

本文针对汽车动力总成优化问题，以不降低动力性为前提，提出了改善车辆经济性的方案：将原有的五档变速器及虚拟出的六档变速器，通过等比级数阶的方法进行速比优化，并用AVL CRUISE仿真软件计算筛选出最佳速比匹配组合。最后将一台220KW发动机试验台架，分别搭载5档、6档变速器进行燃油经济性的对比分析。研究发现经过优化的六档变速器相对于原模型的五档变速器油耗相对减少3.8%。

缸内直接观察与测量的可视化技术已经成为内燃机研究和开发过程中一种不可或缺的重要手段。本文在一台光学发动机上，对1200r/min 转速下喷雾混合、燃烧发展以及碳烟污染物进行了光学诊断测量。首先，通过高速摄像机对双燃料发动机缸内直喷燃料的喷雾特性进行了测量；然后通过实机标定方法，对双燃料发动机缸内混合气浓度分布和燃料活性分布进行了激光诱导荧光的定量测量；接着应用化学发光成像法研究了双燃料发动机燃烧着火特性及火焰发展结构特征，并应用激光诱导荧光法定性测量了缸内燃烧过程中甲醛及羟基的生成演化历程；最后应用双色法激光诱导炽光定量测量了缸内碳烟浓度。研究未针对内燃机某一具体科学问题展开讨论，而是基于所设计的光学发动机，尝试建立一套从喷雾特性、混合气形成和分布特性、燃烧火焰结构、燃烧中间产物以及燃烧污染物的光学诊断方法，给广大读者提供光学发动机研究领域合适的技术参考。

为保证气门使用寿命，计算气门磨损体积和气门下陷量从而限定气门落座范围，进行气门座圈接触刚度试验和气门座圈冲击试验，得到气门落座速度。根据Aracher模型计算气门磨损体积，由计算得到的气门下陷量限定允许的气门落座速度。

现代社会生产的发展，对柴油机的动力性、经济性、排放要求越来越高；对柴油机燃烧过程进行分析研究是达到上述要求行之有效的方法之一。本文应用AVL-FIRE软件对某型柴油机的缸内燃烧过程进行了仿真模拟，计算得到了不同喷油提前角下柴油机指示功率、有效油耗、缸内压力、燃烧放热率、缸内温度和排放物的变化规律。