采用快速冷却工艺制备了不同Bi含量的Al-Cu-Mg合金，观测其微观组织、硬度及在干摩擦条件下摩擦磨损性能。研究发现，由Bi与Mg3Bi2，相组成的球状富Bi相分布于晶界中，随着Bi含量增加，富Bi相尺寸逐渐增大，Bi含量为4%时组织较为均匀，但当Bi含量达到6%时富Bi相尺寸较大且出现偏聚现象。随着Bi含量增加，合金硬度逐渐下降，说明富Bi相属于软质相，且Mg被Bi大量消耗，降低了合金的力学性能。摩擦磨损结果显示，当Bi含量在4%时，摩擦因数及磨损量都较小，摩擦界面间出现完整的稳定富Bi磨损层，改善了磨损状态。

在自主设计搭建的全尺寸流动反应试验台上开展SCR系统尿素喷射过程的可视化试验，直观地研究了尿素液膜和尿素结晶的形成过程，分析了不同工况下的液膜和结晶的生成特性。试验结果表明：尿素液膜的稳态面积随尿素喷射速率增加而增加，随尾气温度增加而减少；液膜达到稳态所需时间主要受喷射速率影响，先随速率增加而增加，达到某个速率后又随之减少；尿素液膜是尿素结晶的前驱物，大量液膜聚集的位置结晶反而少，结晶主要出现在尿素液流干涸的位置，以筑坝生长的方式累积。

为了减少产品的开发时间和降低成本，提高产品的性能，汽车滤清行业的领导者德国曼胡默尔提出了工程4.0（Engineering4.0）的全新产品开发流程。与传统的产品开发流程不同，工程4.0的产品开发流程将高级仿真优化技术应用于产品设计初期，给产品设计提供最优化的设计方案，高级快速样件制造技术制造出可以进行产品性能试验验证的快速样件。通过在基准产品以及实际工程项目中的应用，工程4.0形成的产品设计在满足客户性能要求的前提下，将产品开发时间缩短了大约25%，成本降低了大约5.5%。目前，工程4.0的产品开发流程已经应用到大多数的空气进气系统项目，并继续向曼胡默尔的其他产品进行推广。

建立了摆动摩擦副试验台多体动力学模型。通过把试验得到的相关参数代入仿真模型，分析了典型工况下活塞销上沉积CrN涂层前后的摩擦学规律，重点对压力分布和摩擦功耗进行了探讨。研究表明干摩擦-间歇加载工况下仿真分析结果与试验现象吻合，沉积CrN涂层后因摩擦系数升高，粗糙峰摩擦功率损失升高了7.8%。油润滑-间歇加载工况下，CrN涂层对峰值油膜压力和总压力影响不大，由于CrN涂层改变了配副的摩擦系数，在大部分工况下，CrN涂层明显减小了摩擦功率损失。

为降低除霜器噪声，提升车辆的NVH性能，本文基于CFD方法在仿真软件STAR-CCM+中对除霜器模型流场模拟，得到流场速度压力云图与A计权声压报告，根据仿真分析发现除霜器结构上的缺陷并进行结构改进，达到降噪的目的。仿真结果表明：除霜器出口处尖锐，湍流运动剧烈会产生二次噪声，出口的改动使相同风扇装速下流经散热器的空气流量增加，A计权噪声略有增加；适当降低风扇转速，使流经散热器的空气流量与原模型相同，仿真发现除霜器A计权噪声降低，气流流速更加均匀有利于除霜。

本文以某直列六缸柴油机为模拟对象，着眼于缸内燃烧过程，选取燃油喷雾破碎模型进行研究。基于正交试验分析的方法和手段，以CONVERGE软件为平台搭建柴油机仿真模型，选取KH-RT破碎模型中KH模型破碎时间常数、RT模型破碎尺寸和RT模型破碎时间常数作为研究参数，根据正交方法设计试验方案；模拟计算完成后利用Ensight、Origin等软件对数据进行后处理；最后分别利用极差分析和方差分析的方法研究KH模型破碎时间常数、RT模型破碎尺寸和RT模型破碎时间常数对柴油机排放的影响，此结果有利于仿真模型的快速标定。

富氧燃烧可以提高氢气内燃机的动力性和经济性。本文主要利用纹影法，在定容燃烧弹中研究氧气浓度、当量比和初始压力对氢气层流燃烧特性的影响。结果表明，氢氧火焰的层流燃烧速度在当量比为0.8以后就稳定在10m/s左右，这个燃烧速度相比于氢空火焰当量比0.8时2.2m/s，大约是氢空火焰层流燃烧速度的4.5倍。氢氧火焰的层流燃烧速度会随氧气浓度变化，呈线性成倍增加，当量比为0.55时，氧气浓度每增加10%，层流燃烧速度增加1.5m/s，当量比为1.2时，氧气浓度每增加10%，层流燃烧速度增加1.3m/s。氧气浓度增加后，层流燃烧速度都维持在一个很高的水平，但当量比对其影响逐渐变小。高氧气浓度下，氢氧火焰的稳定性变差，低当量比的氢氧层流火焰也会出现不稳定的现象。高氧气浓度下，压力增大会提高层流燃烧速度，但使当量比对层流燃烧速度的影响变小。试验结果可用来指导高氧浓度甚至纯氧的氢内燃机的设计，标定氢氧内燃机的计算仿真模型。

为了实现对汽车NO，排放的实时监测，在一台单缸柴油机上安装振动加速度传感器，获得各工况下的振动信号。基于振动信号提出一种燃烧压力时频重构方法，在得到重构的缸压信号的基础上，采用主成分分析（PCA）方法提出基于缸压信号的NO，排放虚拟传感方法。结果表明，缸压特征值3、6.9和12可以表征NO，排放，即基于重构的缸压信号可以对NO，排放进行虚拟传感。因此基于振动信号可以实现对NO，排放的监测。

以某型储能腔式喷油器为研究对象，建立起一整套的一三维耦合仿真研究方法。基于喷油器实体并适度简化，以一维仿真软件AME-Sim为平台建立了喷油器的仿真模型，以其性能试验结果作为校核依据，校核结果显示试验值和仿真值的误差在5%左右，符合误差要求。为更准确模拟真实场景，获取一维模型不同节点的动态参数，将其作为三维非定常仿真的边界条件，以三维仿真软件ANSYS-CFX为平台深入分析了特定边界条件及结构参数的改变对喷油器性能的影响。结果显示，从一维仿真的结果来看，适当增加储能腔的容积以及适度减小喷孔孔径，均有利于喷射压力的提高，对改善缸内混合物形成有积极意义。三维仿真结果显示，适当大针阀锥面夹角可以降低油器头部损身

利用AMESim仿真软件建立了GDI发动机燃油系统仿真模型，基于该仿真模型分析了影响喷油规律的因素在众多影响因素中重点研究了喷油器的针阀直径对GDI发动机喷油规律的影响。结果表明：喷射压力为150 bar时，针阀直径增大会引起喷油量减小，造成针阀打开困难；喷射压力达到150 bar时，针阀直径对喷油规律的影响非常明显，喷射压力在100 bar时则影响较小；喷射压力增大可以减小喷油器的关闭延迟，但是会增大其开启延迟。该结论为企业设计和研究喷油器提供了理论依据，为进一步研究和优化GDI发动机的燃油系统奠定了基础。