曲轴不同平衡方案不仅直接影响整机振动与噪声，还影响曲轴的轻量化设计，研究不同平衡率方案曲轴对发动机振动与曲轴强度的影响，优化设计曲轴，对降低整机振动与提高可靠性具有重要意义。以非道路高压共轨四面柴油机为研究对象，系统分析了不同平衡率与不同平衡重结构的四个曲轴方案的平衡性；通过曲轴模态试验与机体模态仿真，验证了曲轴和机体有限元模型的准确性；基于柔性多体动力学理论，建立了整机多体动力学仿真模型，研究了曲轴不同平衡率对额定转速工况下曲轴强度与振动特性的影响。研究结果表明：随着平衡率增加，曲轴各圆角处最大应力值增大，曲轴圆角疲劳安全系数降低；最大应力值为284.1MPa，最小安全系数为1.7，均出现在四平衡重100%平衡率曲柄销圆角处。随着平衡率增加，油底壳关注点的不同谐次下振动加速度峰值减小，机体上各关注点的振动速度级降低，气缸盖罩在低频段下振动速度级降低。随着平衡率增加，各倍频程下机体振动速度级降低，信频程中心频率为500Hz气缸盖罩和油底壳振动速度级增大。

针对柴油机活塞内冷油腔结构优化问题，以某柴油机活塞为研究对象，将活塞最大热应力和最高温度设为优化目标，以寻求最优的内冷油腔形状和在活塞中的位置。用8个结构变量来建立柔性封闭曲线来描述内冷油腔的横截面形状，同时采用2个变量来确定内冷油腔在活塞头部的位置。对参数适当约束来防止设计的油腔截面超出活塞轮廓。采用Sobol序列，支持向量机回归（SVR），Pareto最优化，以及k-means聚类算法，来寻求最优的内冷油腔形状和位置。结果表明寻优获得Pareto最优解中任何一组解都比流固耦合传热的计算出来的结果都要好，说明多目标优化具有一定的作用，通过k-means聚类算法得到的3个代表性的内冷油腔设计方案，对比A、B、C三种设计方案可知，B方案的活塞最高温度比A方案活塞最高温度有所上升，但是最大热应力减小，B方案的活塞最大热应力比C方案活塞最大热应力有所上升，但是最高温度减小，因此B方案的内冷油腔对活塞的冷却效果好，能为活塞的冷却设计提供一定的依据。

阐述了发动机缸内润滑油的主要消耗路径及活塞环组间窜气的原理。以某非道路高压共轨柴油机为研究对象，建立了柴油机一维燃烧模型并通过试验台架测试验证其准确性。结合试验测试、FEM（Finite Element Method）和CFD（Computational Fluid Dynamics）的分析方法建立了缸内受热零部件多场耦合流动与传热三维模型，验证了在计算工况点范围内仿真模型的可靠性。基于以上对计算模型的验证并从模型中获取的相关边界条件，又建立了可用于缸内润滑油消耗与窜气量分析的活塞组运动学与动力学模型。介绍了硫示踪润滑油消耗瞬态试验测试原理并进行台架测试试验。最后，将试验结果与仿真结果进行对比分析，分析结果表明：计算得到的润滑油消耗量略高于试验值，偏差百分比为5.98%。窜气量随发动机转速的变化关系与试验结果对比相对误差在士5%以内，证明分析模型能够有效实现对柴油机润滑油消耗量及窜气量的预测。

Z170柴油机喷油泵输出轴与齿轮箱喷油泵齿轮轴的同轴度误差过大，会严重地影响柴油机的出厂质量，为此我们设计了一种柴油机喷油泵输出轴同轴度仪，用于检测Z170柴油机喷油泵输出轴相对于齿轮箱喷油泵齿轮轴的同轴度误差。这种同轴度仪，为国内首家使用，并申报了国家发明专利，经过几年来的生产使用，实践证明，效果较好。本文介绍了Z170柴油机喷油泵输出轴同轴度仪的设计思路、具体实施方式和应用，并着重对同轴度仪遵循的测量原则和测量精度进行了初步的分析和探讨。

本文介绍了喷吸钻系统在中低速柴油机机体油道加工中的应用，主要讲述了喷吸钻系统的特点、喷吸钻系统的设计、喷吸钻系统应用的加工工艺及注意事项，对中低速柴油机机体油道的加工有一定借鉴意义。

连杆作为内燃机的重要零部件之一，受到交变的拉伸负荷和压缩负荷的作用，易发生连杆体与连杆盖断裂现象，连杆体与连杆盖的定位方式至关重要，连杆盖与连杆体多采用齿形定位方式，本文介绍了连杆齿形加工工艺设计过程，加工过程所需砂轮的修正方式，满足生产要求。

本文中介绍了船用柴油机气缸套加工工艺与装置，根据气缸套的结构、技术要求、生产纲领，设计了气缸套加工工艺流程，并对气缸套关键工序与装置进行研究，分别研究了关键工序加工内容、设备选型、刀具选用、加工工装，特别对珩磨工序的加工设备配置、珩磨头结构、油石磨粒选用、在线自测仪工作原理进行研究。

在柴油机气缸体生产过程中，R80圆弧的加工尺寸直接影响油泵安装是否与缸体毛坯干涉，若加工不到位，油泵无法装配，若表面粗糙度差，存在划伤O形圈的隐患。本文对R80圆弧加工方式进行了研究，改变原来在加工中心利用球铣刀仿形加工的方法，通过改造专机，利用改造主轴箱、钻模板、导套、机夹镗刀加工，验证了导套导向方式、导向键式镗杆、镗刀加工圆弧的加工方式，能够提高圆弧的位置精度和表面质量，彻底消除接刀痕和中间凸起，提高R80圆弧面粗糙度，彻底消除划伤油泵O形圈的风险，并且降低了刀具费用。

柴油机缸内燃烧温度是衡量其性能的重要参数，其测试方法一直是研究者关注的焦点。缸内温度测试的载体主要有活塞、火焰、缸壁等，测试方法可归纳为电测法和非电测法两类。本文对多种常见的柴油机缸内温度测试方法进行了综述，并从环境适应性、实施可行性、测试效果等方面进行了测试方法间的比较，以便研究者了解相关技术信息，同时为技术人员选择实际测试方法提供参考。

天然气发动机以其清洁的能源受到船舶发动机行业的关注，不过其相比于柴油机，受爆震限制线的影响，加载能力不强，动态性能不佳。本文首先用GT-Power建立了6K天然气发动机模型，再利用MATLAB/SIMULINK建立的调速器对天然气发动机进行动态过程仿真。研究配气正时和柴油引燃时刻两个参数对发动机动态过程的影响。结果表明：在天然气发动机加速过程中，配气正时选择进气阀开启角为-920CA，排气阀开启角为85CA，对发动机的动态响应有较大提升；当柴油引燃时刻在-25CA时，对发动机的动态响应有一定的提升。