氨氢混合作为无碳燃料具有较好压燃特性，高压双直喷模式下氨和氢喷射和混合可进行灵活布置，配合喷射相位的策略设置可控制氢点火引燃方式，并确定最佳引燃策略。本文首先进行了广泛的进行了多变量下的性能和负荷的理论分析，在此基础上进行了不同氢燃料喷射时刻研究，探索不同引燃燃料氢喷射策略对主燃燃料氨的燃烧和排放性能影响。结果显示，在本文所研究机型下，掺混比例为100NH3+10H2，点火时刻为-3°CA ATDC为较优设定。不同的氢燃料喷射时刻热效率相当，但是氨氢同时喷射时，氢气和液氨经过卷吸碰撞，在点火位置周围的集中分布后扩散的行为有利于氢气的迅速引燃，液氨先喷情况下携带氢气集中分布在点火位置周围后直接点燃导致燃烧滞后，机械载荷小，但是NOx排放水平较其他方案高出约25%。最后在排放上，氨氢燃料混合燃烧的排放水平十分接近Tier Ⅲ标准，NO为主要的排放物。氨氢燃料混合船舶低速机高压直喷燃烧是潜在的技术路径。

基于半解耦思想构建了TRF/乙醇/正丁醇五组分简化机理，模拟研究了稀燃氛围下增压直喷汽油机燃用低碳醇汽油的燃烧过程及爆震特性。结果表明，稀燃有利于降低爆震强度，在稀燃氛围下掺混正丁醇增加了爆震趋势，温度场、自由基场、速度场等不同场分布均对爆震燃烧过程有所体现，但爆震强度变化与掺混比例密切相关，不同掺混比下正丁醇的物理化学作用所占据的地位不同。此外，稀燃与掺混正丁醇均有利于提升热效率，加快火焰传播速度，在15%掺混比下爆震时刻最早但爆震强度较为温和，应在此基础上利用不同策略优化其燃烧过程以进一步提升热效率。

动力装置耦合尾气余热重整氨制氢具有改善发动机性能，减少废气排放的潜力，在内燃机中极具应用前景。本文基于固定床反应器，装配Ru-Al2O3催化剂，开展催化重整氨制氢实验，探究温度、时空速度等变量对反应进程的影响。通过对实验数据的拟合与优化，标定经验公式系数，基于此构建一维催化重整氨制氢模型。结果表明，氨气转化率和重整效率均随着反应温度的升高而升高，随着时空速度的加快而下降。本文提出的速率模型可以较好地模拟氨气催化重整制氢过程，并具有良好的预测性能，基于此经验公式构建的一维模型，可为今后耦合发动机模型，开展系统级仿真工作提供指导意义。

基于一型具有异常泄漏隔离检测功能的船用柴油机共轨系统，利用AMESim仿真平台，搭建系统异常泄漏油路仿真模型，通过仿真分析优化油路结构和流通能力，满足了泄漏油路压力安全性的要求；结合共轨系统空间结构布置，对系统异常泄漏检测点进行分析，给出泄漏检测点、泄漏源以及可更换单元的推理关系图，并在此基础上梳理形成了系统异常泄漏隔离检测流程，为同类产品提供借鉴。

基于固定床试验台架，对不同CeO2催化剂涂覆量的CeO2-CDPF在不同碳载量和不同浓度的NOx中碳烟催化燃烧特性及二次污染物（N2O和CO）生成进行了研究。并进一步基于非线性回归代用模型和多目标优化决策深入分析了设计变量（NOx浓度、碳载量及涂覆量）及优化目标间的权衡关系。Pareto前沿显示，在新鲜催化环境下，低碳载量（2.5克/升）、低涂覆量（2.5克/升）及高NOx浓度（1000ppm）可有效提升碳烟催化燃烧性能但同时提升了N2O和CO的排放。高催化剂涂覆量（10g/L）进一步提升了碳烟催化燃烧性能并降低了N2O和CO的排放基于全局敏感性的分析表明，N2O和CO的峰值浓度和峰值温度和碳载量呈正相关，但与催化剂涂覆量呈负相关。CeO2催化剂对N2O生成的抑制作用随着水热老化由负相关逐渐转变为正相关，这表明了碳烟催化燃烧中NOx的协同性能随着催化剂的水热老化逐渐下降。

本文采用多种光学诊断方法，探究了聚甲氧基二甲醚PODE3和PODE3-5两种电力合成燃料在高温高压定容燃烧弹内的喷雾及燃烧特性. 此外，还应用正十二烷 (NC12)和混合燃料P50(50%PODE3、50%NC12，vol)作为参考燃料在相同的试验工况下也进行了测试. 试验过程中，采用高速纹影法获得了喷雾轮廓的演化过程和着火延迟期(ID)，应用OH*化学荧光法测定了火焰浮起长度(LOL). 此外，利用平面激光诱导荧光技术获得了甲醛和OH*的瞬态演化过程. 最后，利用扩散背景光消光法(DBI)获得液相长度(LL)和火焰中的碳烟生成特性. 结果表明：PODE3-5因为其较高的比热容和蒸发潜热需要更高的空气卷吸焓，相比较其他燃油具有明显较长的LL； 由于相近的十六烷值，所有燃油的ID在所测环境工况下比较相似；由于PODE燃油含氧量较高，化学计量比靠近喷雾轴心，导致两种PODE燃料的OH*分布相对于NC12更趋近喷雾轴心；PODE燃料低温工况下甲醛大量形成，在LOL附近的火焰中心出现剧烈释热现象；PODE燃料由于不含C-C键和喷雾中心的OH分布，实验工况下未检测到碳烟生成，P50相比较NC12可显著减小稳态火焰中的碳烟量.

废气再循环（Exhaust Gas Re-circulation，EGR）技术通过一定量的废气引入到柴油机的进气系统，有效的抑制了NOX的生成，成为了柴油机重要后处理技术之一。利用一台装有EGR与可变截面涡轮增压系统（Variable Geometry Turbocharger，VGT）的高压共轨重型柴油机，通过精确控制EGR阀与VGT的开度，进行EGR与VGT正交试验，分析缸内温度、压力与燃烧放热率随EGR阀开度的变化规律，探究EGR阀的开度变化对柴油机缸内燃烧特性的影响。研究结果表明，EGR通过减少缸内的新鲜进气量而影响缸内空燃比，降低燃烧质量，减小缸内压力。随着EGR阀开度的增大，两个压力峰值都出现下降的现象。回流废气会降低柴油机的缸内温度，随着EGR阀开度的增大，EGR对缸内温度的降低效果增强。小负荷时EGR对缸内温度的影响高于大负荷时，VGT开度较小时EGR对缸内温度的影响小于VGT开度较大时。转速为1295 r/min时，高负荷时EGR阀对燃烧放热率的影响较为明显，废气回流在小负荷时会一定程度增大柴油机燃烧放热率，在中高负荷时会降低柴油机燃烧放热率。转速为1885 r/min时，所有负荷下，燃烧放热率随着EGR阀开度的增大均呈下降趋势。

为实现我国双碳目标，基于6CS21柴油机进行甲醇燃料设计改型，采用柴油/甲醇缸内双直喷技术路线，通过性能调整试验，研究了不同工况下甲醇替代率对发动机燃烧性能和排放的影响规律，结果表明： 25%负荷替代率为80%时，NOx和soot排放较低，100%负荷替代率为85%时，平均支管排温、NOx和soot排放较低，说明甲醇发动机在替代率高于80%的情况下，具有更优的排放性，同时排气温度也相对较低。

高速电磁阀是高压共轨燃油喷射系统的核心部件之一，它的响应性能直接影响燃油喷射的控制精度和灵活喷射规律，而高速电磁阀的响应性能又是由电场、磁场、机械场、流场的综合作用下决定。但是，目前大多数研究都忽略了高速电磁阀衔铁运动时所受到的燃油阻尼力作用。因此，为揭示高速电磁阀衔铁阻尼特征结构参数的作用机理，采用ANSYS Fluent建立了高速电磁阀衔铁阻尼特性分析数值仿真模型，分析对比衔铁打孔大小、打孔数量、槽孔数量、打孔距离对于衔铁所受阻尼力的影响。结果表明：随着衔铁阻尼孔径增大、阻尼孔数量增多、槽孔数量增多、打孔距离减小，衔铁所受阻尼力都会减小，其中，衔铁上的槽孔数量对于阻尼力的影响最大，打孔距离对于阻尼力的影响不显著。

在绿色能源大背景下，柴油机要继续发展必须提高自身的功率密度与经济性，适应船运市场大功率与远航运输的需求。在柴油机研发投入减少的情况下，如何在原型机基础上应用先进的优化技术提高柴油机的平均有效压力，通过提高进气量、优化油气匹配、实现低温燃烧、爆压控制措施等使机械负荷与热负荷维持在原型机水平成为柴油机发展的重要课题。文章以某中高速柴油机为原型，采用仿真计算分析与试验验证相结合的方法，进行了柴油机升功率性能设计与开发，分析了不同增压压力、米勒正时、压缩比方案、喷油正时等对柴油机性能的影响，结果表明增压压力、米勒正时与压缩比之间存在匹配关系，喷油正时对缸内热负荷分布影响明显，最终确定了以低压缩比、两级增压结合米勒技术实现功率提升15%的技术方案。同时沿用原机的相继增压系统及高压共轨系统优势，对柴油机全工况性能进行了优化。整机试验结果表明：通过适当降低压缩比、采用两级相继增压结合米勒技术，原型机功率提升了15%，全工况油耗平均下降3.9g/kW·h，两级增压系统效率达到71.3%，柴油机NOx排放满足Tier2要求。