润滑油是柴油发动机的血液，起到润滑、清净分散、散热冷却、密封防锈的作用。高原具有气压低、温度低、风沙大等环境特点，对柴油机润滑提出了更高的要求。本文综述了高原环境对柴油机性能尤其是润滑性能影响规律的研究现状，得出高原柴油机的润滑油应该具有更严格的低温启动性、高温粘度保持、高温抗氧化性及高耐磨性，而业界只开发了少量单一性能提升的润滑油。除了缩短换油周期，开发高原寒区的专用润滑油对保障内燃机良好运行具有积极意义。

缸内气体流动直接影响燃油的雾化和油气混合质量，进而影响柴油机的燃烧，对柴油机的动力性、经济性和排放性能具有重要的影响。以一款四气门直喷式柴油机作为研究对象，建立缸内气体瞬态流动模型，将缸内气体的平均速度和平均湍动能作为评价标准，对比分析四种ω型燃烧室的缩口率、径深比等结构参数对缸内气体流动的影响。研究结果表明：燃烧室几何结构对柴油机进气阶段和压缩阶段前期影响较小，主要影响压缩阶段缸内气体流动；较小的径深比有利于增强气缸内的湍流动能，提高气流运动活跃程度，改善油气混合，进而降低燃油消耗率；燃烧室底部凸台形状是逆挤流形成和发展的关键因素，对排放性能有较大影响。

柴油机活塞的波浪型油腔结构有增强内冷油腔的振荡传热能力。为研究波浪型油腔波数、周期、振幅等对活塞传热与结构强度的影响，针对某款柴油机活塞波浪形内冷油腔，建立了波浪形内冷油腔截面的二维参数化模型，同时考虑不同的机油充满的情况，设计了七个独立变量。选择活塞最高温度和最大热应力为优化目标，使用空间填充抽样法抽取了51个设计方案，采用流固耦合的方法计算每个设计方案对应的活塞最高温度和最大热应力，最后使用支持向量机回归与帕累托最优化方法，得到了波浪形油腔的最优设计方案。优化结果表明，当波浪形油腔的周期为40 mm，充油率为0.4，油腔中心离第三环槽底部为12mm，油腔截面高度为12mm时，能同时使得活塞的最高温度和最大热应力都较小，优化结果可为内冷油腔波浪形腔体的优化设计提供参考。

机油消耗是柴油机微粒排放的重要来源，不仅对人体健康危害极大，还可能毒害尾气处理装置，降低其转换效率。针对机油消耗问题，以某柴油机活塞组件作为研究对象，结合活塞的刚度矩阵、热力学数据、活塞温度场等边界条件，建立了活塞组件动力学模型，系统分析了配缸间隙、活塞销偏置和活塞头部间隙三个结构参数对活塞组机油消耗的影响关系，并构造正交试验表，优化出较理想的组合方案。研究结果表明：活塞销偏置对活塞组机油消耗影响最大，其次是配缸间隙和活塞头部间隙；活塞销偏置在0.25-0.75 mm之间，配缸间隙在0.045-0.06 mm之间具有较低的机油消耗表现；活塞头部间隙的变化对机油耗影响较小；活塞销偏置取0.075 mm是仿真模拟结果中的最佳偏移量。

：DPF工作过程中的碳烟沉积与分布均匀性分布影响压降损失，从而影响影响DPF使用寿命和再生频率，研究DPF捕集过程变化规律与影响因素，对于提高DPF后处理性能与可靠性具有重要意义。采用AVLFIRE软件建立柴油机微粒捕集器（DPF）三维数值仿真模型，模拟研究DPF内的气流速度分布、微粒沉积分布特性及压降损失，并应用正交试验设计方法，研究结构因素和非结构因素对捕集特性的影响。研究表明：对轴向/径向气流速度分布均匀性和压降损失影响最大的是排气流量，对轴向微粒沉积分布均匀性影响最大的是孔目数，扩张管锥角对径向微粒沉积分布均匀性影响最大；随排气流量的增加，压降损失增加，轴向/径向的气流速度分布均匀性降低；当扩张管锥角为300，孔目数为200，排气流量为120 kgh时，此方案下的气流速度分布均匀性和微粒沉积分布均匀性最好，压降损失也最小。

连杆是内燃机的关键构件之一，主要承受气缸体内气体爆发压力的压缩、往复惯性力的拉伸和弯曲等交变负荷，因此合理的内燃机连杆结构能有效改善内燃机整体性能。为探究内燃机连杆在最大压缩工况下连杆的可靠性，本文以某款内燃机连杆为研究对象，基于连杆在静力学和动力学分析的基础上，提出一种基于试验设计、响应面分析和六西格玛技术的内燃机连杆可靠性设计方法。运用CCD试验设计方法选择内燃机连杆的五个关键几何尺寸为设计变量，以连杆重量、最大应力、最大变形和第一阶固有频率为优化变量进行试验设计，建立设计变量与优化变量之间的响应面模型，采用多目标优化算法对设计变量进行优化。优化后连杆的重量从优化前的211 g减少至176g，减重达35g，减幅19.89%；最大应力从优化前的383.04 Mpa降低至317.40 Mpa，减幅17.14%；第一阶固有频率从原结构的524.20 Hz升高至546.19 Hz，提高了4.19%，达到了优化目的。在此基础上研究连杆在最大压缩工况下，连杆的结构强度的可靠度或者失效概率，分析了连杆五个关键设计变量对结构强度影响的灵敏度，得到连杆最大变形的累积分布函数。研究结果可为内燃机连杆等重要零部件的可靠性设计提供了一种切实可行的方法。

基于一维-三维耦合仿真方法，利用GT-POWER与FLUENT软件建立某天然气发动机的一维-三维耦合仿真模型，采用数值仿真手段对进气管稳压腔结构进行优化。首先，根据发动机台架试验结果，对上述模型的准确性进行了验证；然后，利用上述模型，对发动机不同转速下平均进气流量与进气不均匀度进行了仿真分析；最后，根据仿真结果，建立多目标优化模型，利用线性加权和法建立单目标评价函数，对稳压腔倾角进行寻优求解。结果表明，平均进气流量随着稳压腔倾角的增加呈现出先增加后减小的趋势，进气不均匀度的变化规律与之相反，当稳压腔倾角为15度时，进气管的综合进气能力最佳。

可调谐激光吸收光谱技术具有原理简单、响应速度较快等优点，可以实现对柴油机排放的实时在线测量。本试验小组利用可调谐激光吸收光谱技术在双燃料船用发动机YC6K420LN-C31上开展试验研究，对柴油机排放污染物中NOx，组分浓度、排气温度进行测试，并将测得的试验结果与其他方式测得结果进行比对分析，验证了该技术在船用柴油机排放测试中的可行性与准确性，为后续实现船用柴油机实际运行过程中的排放特性实时监测提供有力的支撑。

本文研究石墨形态对铸铁摩擦磨损性能的影响。本文选用6110-1-K缸套灰铸铁以及QT400球墨铸铁材料。通过对两种材料石墨含量及形态进行分析表明球墨铸铁中石墨为球状，灰铸铁中石墨为菊花状。在不同转速和温度条件下对球墨铸铁和灰铸铁进行干滑动摩擦磨损试验。利用SEM观察并分析磨痕微观形貌。结果表明，石墨形态对铸铁材料摩擦磨损性能有显著影响，球状石墨比菊花状石墨具有更高的减摩性能。

随着柴油机各项技术的不断发展，加上全球能源危机和环境污染问题的日益严重，人们对柴油机的经济性、动力性和排放性也提出了更高的要求。然而柴油机的进气过程直接影响缸内燃烧边界条件，进而对柴油机的动力性、经济性和排放性有着重要影响，其中对柴油机整体性能影响最大的两个参数为涡流比和进气量。柴油机两进气门的异步开启可以在一定程度上增加进气过程缸内涡流比以及进气量，对改善柴油机整体性能有着重要的意义。本文结合三维建模软件solidworks建立中高速柴油机气阀-气缸-活塞的三维几何模型，完成网格划分并用三维仿真软件进行模拟计算，在此基础上调整了单个进气阀的开启相位，使两个进气阀异步开启，并进行数值模拟计算。计算结果表明，进气阀异步开启的情况下，开始喷油时刻缸内涡流比、进气量、缸内平均温度和缸内静压均有所增加。仿真研究结果对气阀相位优化控制具有一定的意义。