随着国防武器装备对动力要求的不断提高，柴油发动机现有研发模式已经不适应新形势的需求，为此，将基于模型的系统工程方法（MBSE）应用到柴油发动机需求分析的过程，提出一种分研发阶段和产品结构层级的需求分析方法，应用系统建模工具及语言，对某型柴油发动机进行需求分析，获得不同层级的需求指标及其之间的追溯关联关系，分析表明，所提方法能够建立柴油发动机的需求指标体系，支撑产品设计方案的快速迭代优化，提升柴油发动机研制效率。

以重庆市典型道路的乘用车实际行驶工况数据为基础，划分运动学片段，选择最高速度、平均速度、平均行驶速度等13个指标为特征值，通过主成分分析法实现降维，再分别用k-means++和spectral聚类两种方法将划分的138个运动学片段聚为低速段、中速段、高速段3类，根据各类的占比，选择距聚类中心最近的运动学片段构建重庆市典型工况。对比各种工况的占比以及平均车速，结果表明基于k-means++聚类构建的乘用车行驶工况与实际工况更相符。

为研究喷氢策略对于缸内直喷氢气发动机燃烧特性的影响，利用三维仿真软件建立了氢气发动机单缸仿真模型，不同喷氢脉宽、喷氢正时对于缸内混合气形成以及燃烧的影响。结果表明：随着喷氢脉宽的增长，缸内峰值压力逐渐上升，但同时其缸内湍动能也会有所上升，更易发生异常燃烧现象，当喷氢脉宽从65°CA延长至85°CA时，平均每延长5°CA，缸内峰值压力提高11.2%，同时，发动机在80°CA喷氢脉宽下有着较好的燃烧特性；当喷氢正时较早时，气缸内易产生爆震等异常燃烧现象，当喷氢正时在-130°CA~-55°CA时，能产生较大缸内峰值压力且无异常燃烧现象，最大缸内峰值压力为5.9MPa；当喷氢正时提前时，点火时刻的缸内气体运动集中在燃烧室外，在140°CA及之前喷氢，缸内气体混合不够均匀，影响燃烧稳定性。

选定东风龙擎某柴油机，针对不同黏度级别和配方体系的润滑油，在同一台发动机上进行WHTC和C-WTVC循环试验，计算得出循环总体燃油消耗率BSFC。分别对比C-WTVC和WHTC两种循环下，不同配方润滑油的节能效果差异，同时分析了同一种润滑油在不同循环试验下节能效果差异的原因。C-WTVC循环下，节能油较基准油有0.78~1.4%的经济性提升；WHTC循环下，节能油较基准油有1~1.84%的经济性提升。本文也结合了稳态工况下的燃油消耗率差异与反拖功数据对以上结论进行佐证。

文通过大量的试验数据展示了变速箱润滑油对变速箱可靠性、传动效率、低温换挡性能、保养里程及润滑系统对变速箱总成传动效率，给出了重型商用车变速箱润滑油选择的一般要求及通过润滑系统设计改善变速箱传动效率的措施。

以某带孔四棱柱结构为研究对象，最大应力与最大位移为优化目标，选择了2个结构参数作为优化变量，基于拉丁超立方抽样建立了优化变量组合。使用Isight依次调用UG、Hypermesh、Abaqus，自动化地完成了几何建模、划分有限元网格、仿真分析的流程，得出了不同优化变量组合下的优化目标值，形成了样本集（定义一个优化变量组合与其对应优化结果的整体为样本，样本的集合为样本集）。使用BP神经网络构建了优化变量与优化目标之间的映射关系，基于NSGA-Ⅱ算法得到了最优的样本，相较于Isight直接从样本集中择优所选出的最优样本，BP神经网络和NSGA-Ⅱ算法所得到的最优样本，其最大应力、最大位移都得到改善，分别降低了2.8%，0.4%。

液态金属在室温下即呈液态，有着很好的流动性、导电性和热稳定性，在高温高压等极端润滑领域应用潜力巨大。以人字槽滑动轴承为研究对象，利用COMSOL建立液态金属润滑条件下的轴承数值计算模型，考虑人字槽轴承各结构参数对其承载性能的影响，分析求解轴承最优结构参数及金属膜温度变化规律，最后对优化后的人字槽滑动轴承稳定性进行试验验证。结果表明：液态金属人字槽滑动轴承承载性能受其结构参数影响显著且程度不一，轴承金属膜的压力分布与温度分布均因人字沟槽存在而发生轻微波动。此外，试验结果验证了优化后的轴承在液态金属润滑条件下具有良好的动态稳定性。

车用柴油常用作柴油发动机的燃料，而CN是衡量柴油在压燃式发动机中发火性能的重要指标，也是车用柴油出厂时的关键质量指标之一。本研究利用FTIR光谱和化学计量学方法建立车用柴油十六烷值的核偏最小二乘法定量分析模型，相关系数R为0.97 ，均偏差为0.05，标准差0.05，说明模型建立的方法较好。进一步对模型进行验证和评价，验证集的20个样品的十六烷值相关系数R为0.945，预测均方差（RMSEP）为0.437。 说明模型的预测效果很好，能满足生产中车用柴油检测精度基本要求，所建的数学模型具有良好的预测能力可以达到常规分析方法的精度要求。

随着内燃机技术的发展，日益严格的排放法规使得对于缸内燃烧过程的细节研究变得越来越重要。三维层析技术的发展使得缸内火焰三维结构的研究成为可能。本文中，我们应用了全场域跨界面三维层析算法以及逆向光线追踪法通过火焰亮度进行了缸内火焰亮度三维结构的重构计算，得到了缸内火焰的三维计算结果。通过计算得到的结果发现三维计算结果可以提供火焰等效半径的更多信息并且能够放大喷油压力对火焰亮度的影响效果。我们的研究为之后缸内物质分布、表面密度、褶皱系数、三维火焰发展速度等参量研究提供了方向。

根据现有某系列气缸盖几何模型，基于Isight软件，集成UG、Hypermesh与Abaqus软件搭建了气缸盖的静强度参数优化仿真样本采样模型。通过Isight软件的拉丁超立方抽样方法建立了气缸盖参数样本空间，并根据样本点中的结构尺寸参数信息在UG软件中调整气缸盖几何模型，通过Hypermesh软件对气缸盖几何模型进行网格划分和装配体模型中的气缸盖网格模型替换，最后通过Abaqus软件进行求解，并输出应力与位移数据作为响应值。通过多次调整模型循环计算后，可以在Isight软件中生成样本空间的Pareto图，并根据Pareto图分析各个参数对应力与位移的影响程度，以此选出下一轮参数进行更精细的优化样本采样工作。本文实现了对气缸盖参数优化样本空间的自动化求解计算，为下一步利用优化算法求解提供了基础。