多缸发动机运行过程中各缸油量的不一致以及进气差异等因素会导致其各缸燃烧不均匀，由此加剧发动机的振动和噪声，影响到发动机的动力性、经济性和排放性。本文以某型V8柴油机为对象，首先对多缸柴油机工作不均匀性的产生原因及评价指标进行分析，再开展了曲轴连杆机构动力学分析，得到了瞬时转速信号和缸压信号间的关系，用合成转速的方法表征各缸不均匀程度。然后，针对多缸柴油机工作不均匀性进行油量补偿算法研究。设计以转速不均匀度为控制目标的开闭环控制算法，包括研究油量补偿算法作用区间、界定补偿算法峰值以及设计开闭环补他管利用simuulink糙刑对管过进行离线仿直分析给证了管注的可行性。

以满足国五排放标准的高压共轨柴油机为研究对象，应用大气模拟装置与发动机试验台架，设计DPF温度场厕试装置，进行了不同海拔下WHTC瞬态循环排放测试、DPF碳烟加载特性、再生特性以及DPF温度场试验。结果表明：高原环境下，发动机的瞬态排放较平原更为恶劣，其中80kPa的NO排放比100kPa增加50%左右，碳烟排放相比100kPa增加4倍左右；随着DPF碳烟不断加载，DPF入口与出口两端的压差逐渐增大，碳载量为从0-4.5g/L这段期间DPF压降增加迅速，随后变缓；80kPa与100kPa环境下的DPF载体的温度场分布规律一致，最高温度均出现在载体中心的轴向末端，且载体径向温度梯度大于轴向温度梯度；80kPa的高原环境下，随着再生温度的升高，DPF载体的峰值温度增大，对应的峰值时间提前，相比550℃再生温度，600℃再生时的峰值温度增加了285℃，峰值温度时间提前了20%，而在100kPa平原海拔的相同再生条件下，600C再生时的峰值温度增加了125℃，峰值温度提前了34%；DPF再生时的压降随着再生温度的升高而呈现增大的趋势，且随着温度的升高，压降到达峰值时间越提前；相同再生温度时，DPF的再生压降随着大气压力的升高而增大，当再生温度为550℃，环境压力80kPa下再生时，DPF峰值压降为7.7kPa，而在100kPa下则为9.5kPa，同比增长23.4%。

以乙炔为碳源，采用磁控溅射辅助线性离子源技术制备含TiC的DLC薄膜。薄膜的沉积速度是纯离子束沉积速率的三倍以上。沉积的DLC薄膜的最小表面粗糙度为2.2 nm，最高硬度为11.97GPa。利用红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱和原子力显微镜研究了离子束电压和沉积温度对材料组成、微观结构和表面状态的影响。通过纳米压痕试验，分析了DLC薄膜中H、TiC以及sp3键的含量对薄膜力学性能的影响。

F178电力发动机将传统的活塞式内燃机与发电机集成一体，将燃料燃烧的热能同时转化为机械能和电能，有效地克服了传统活塞式内燃发电装置结构松散、能量转换传递路线场的缺陷。论述了F178电力发动机的结构原理，提出了性能评价指标，建立了额定工况下的仿真模型，通过仿真得到了其电力性能指标，构造了运动特性曲线，有效地减小了能量损失，提高了传递效率。

简述了PEMFC多孔介质内液态水的研究现状，建立了二维、两相、多组分阴极输运模型来研究液态水在多孔区域的传输特性，并考虑了液态水对多孔介质传质通道的堵塞，数值模拟与试验结果符合良好；研究了不同的电压、气体扩散层孔隙率和进气湿度对液态水传输特性的影响，总结了大电流密度下电压快速下降的成因。研究表明，生成的液态水占据了多孔区域的孔隙空间，并覆盖在催化层表面，导致氧气传质受阻，限制了极限电流密度的提高，因而造成大电流密度下输出电压的快速下降。同时根据研究结果，给出了PEMFC流场设计的相关建议。

基于三维计算流体力学软件CONVERGE，通过数值模拟的方法，研究了引燃油质量（PPM）、引燃油压力（PFP）对燃烧和排放的影响规律，探究了提高热效率的有效策略。结果表明：增加引燃柴油质量可以使射流火焰的引燃作用增强，延长射流贯穿距，增加着火点，进而提高热效率，2%的引燃柴油质量是上限值，1.5%-2%是最佳范围；增加引燃油喷射压力有利于提高热效率，但是不如增加引燃柴油质量效果好，PFP设置在60Mpa到70 Mpa之间对经济性影响较大；PFM和PFP两者结合对经济性有明显改善。

为了研究燃烧室关键结构参数对柴油机喷雾和燃烧特性的影响，本文采用CONVERGE仿真软件模拟了9组不同径深比参数对缸内的喷雾与燃烧过程的影响。分析了燃烧室径深比对缸内气流运动，燃油分布和排放的影响规律。结果表明：随着径深比增加，缸内最大爆发压力逐渐增大，柴油机动力性和经济性改善，但径深比对排放有较大影响，随着径深比的增加NO，排放量逐渐增大，而Soot排放量呈现逐渐下降趋势，两者表现出明显的trade-off的

喷油器控制阀是高压燃油喷射系统中最为关键的部件之一。为研究控制阀结构变化对其内部流动的影响，探究空化的抑制途径，分别改变控制阀出油节流孔和进油节流孔直径，以及控制腔容积，对控制阀进行了气液两相流数值模拟和分析，并使用Winklhofer可视化空化流动试验对计算所用模型进行验证。结果显示，进油节流孔直径减小，流速变缓，可以抑制出油节流孔入口处的空化，并对球阀阀座孔口处的空化存在一定减弱作用。改变出油节流孔直径使长径比介于2.8到3.0时，有利于减少空化。通过下移控制活塞增大控制腔容积，孔内流速降低，可以减少对球阀底部的冲击，但对空化的抑制影响甚微。

本研究通过将甲醇与柴油搭配作为活性控制压燃燃烧模式的反应燃料，首先在数值模拟软件中通过改变燃料的掺混比例，研究改变引燃柴油预喷策略下的主喷定时，探究发动机的燃烧和排放特性的变化趋势。研究结果表明：随着引燃柴油主喷时刻的推迟，缸内的最高压力逐步降低，但当引燃柴油主喷时刻推迟至上止点之后时，会造成由活塞压缩导致的压力峰值逐渐凸显出来，由燃料燃烧所导致的压力峰值逐渐降低，并且会逐渐低于活塞压缩所形成的缸内压力峰值。随着引燃柴油主喷时刻的推迟，发动机的HC，SOOT、和CO排放量均逐渐增多，NO，排放量逐渐减少。因此虽然引燃柴油采用预喷策略可以适当的将主喷时刻有所推迟，但是主喷时刻在上止点之后会导致缸内燃烧效率变差，发动机污染物的排放量升高。

三元锂离子电池在低温环境下（<0 ℃C）放电，可用容量急剧下降，放电平台降低，且低温下大电流放电会对电池造成一定程度的损害，因此电池在低温环境下使用时需要进行加热。超级电容放电能力不受低温环境的影响，但是比能量小、成本高；而锂电池比能量大、成本相对低，但是低温下放电能力严重下降。本文综合二者的特点，提出了增加一组小容量动力电池做预热电池，采用超级电容为预热电池加热，预热电池为动力电池组加热的设计思想，开发基于超级电容的电池组低温预热系统。试验结果表明：系统可以用两个2.7 V17 000 P超级电容对48Ah的预热电池组加热，预热电池组从-25℃加热到0℃所用时间为7分钟；预热电池组对6节100 Ah电池组成的动力电池组加热，动力电池组从-25℃加热到0℃C所用时间为27分钟。