摘要：
采用零碳氨与柴油双燃料燃烧以拓展氨燃料的运行工况，研究了氨柴双燃料发动机当量比燃烧排放特性，并与稀燃条件下的燃烧特性进行了对比。结果表明：在理论空燃比条件下，氨柴双燃料的燃烧速度比纯柴油模式快，燃烧持续期明显短于纯柴油模式。相比于稀燃条件，在过量空气系数越靠近理论空燃比和氨能替代率越大时，燃烧持续期缩短效果越明显。氨柴双燃料燃烧能够提高发动机功率密度且指示热效率高于纯柴油模式。在排放方面，氨柴双燃料的NO_x排放在3.4 g/（kW·h）以下，较低氨能量替代率下的NO_x排放低于纯柴油模式，但氨燃烧效率整体较低，需要控制未燃氨排放；和纯柴油相比，氨柴双燃料在70%氨能量替代率时，凝聚态颗粒数排放能够减少97%以上。

摘要：
基于一台直列4缸四冲程缸内直喷氢内燃机，建立了三维计算流体力学（computational fluid dynamics， CFD）仿真计算模型，研究了发动机控制参数对混合气形成及燃烧特性的影响。研究结果表明：随着当量比的增大和点火时刻的提前，发动机的缸内压力和放热率峰值升高，同时缸内压力和放热率的峰值相位推迟。减小当量比使氢气和空气的混合气分布大致相同但更加稀薄，更靠近火花塞的浓混合气分布是提升火焰传播速度的关键。随着氢气喷射时刻的推迟，缸内压力和放热率峰值增大，点火延迟缩短，燃烧相位提前。喷射压力和喷射时刻对燃烧过程的影响均取决于缸内混合气的分布状态。

摘要：
利用一维发动机仿真软件GT-Power搭建了甲醇/柴油M15（即甲醇燃料所占体积比例为15%）混合燃料缸内直喷模型，选取转矩、比燃油消耗率、NO_x排放量和CO排放量为优化目标，以发动机的进排气门正时角度、压缩比及空燃比为优化参数开展多目标优化。为实现多目标优化问题的有效求解，采用灰熵并行分析方法改进第二代非支配遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ， NSGA-Ⅱ），并利用建立的响应面模型对仿真模型计算结果进行了仿真验证。优化结果显示：转矩提升了6.96%，比燃油消耗率降低了1.19%，NO_x和CO排放量分别降低了12.37%和3.77%。

摘要：
探究了小缸径高功率密度柴油机缸盖结构对燃烧状态的影响，及燃烧室结构和喷油器布置对该影响的响应。基于敞口型燃烧室，采用封闭气门和补偿缸盖体积两种方式建立135 mm缸径柴油机的仿真模型，对比其对火焰发展的影响。对阶梯型和直口型燃烧室结构的响应进行分析，并针对不同喷孔夹角和相对气门的偏角的喷油器设置进行了分析。结果显示：小缸径柴油机的缸盖凹入容积在上止点占比为13.1%，补偿法处理造成最高燃烧压力降低0.473 MPa，同时后燃比例加剧；不同燃烧室形状的响应主要影响火焰与缸盖的干涉，热效率最大相差2.34%；随着喷孔夹角由140°增大到150°，后燃差异减小；采用相对气门非对称性的喷孔布置有利于火焰面的发展，油耗可减少1.90 g/（kW·h）。

摘要：
基于OpenFOAM平台构建了一种适用于不同喷孔直径下的欧拉–欧拉喷雾模型，基于发动机燃烧网络（engine combustion network， ECN）数据库Spray A和Spray D的试验结果，将欧拉–欧拉喷雾模型与道格拉斯拉格朗日离散液滴模型数值计算结果进行对比。研究结果表明：应用欧拉–欧拉喷雾模型在不同喷孔直径下能够准确地计算喷雾的气相和液相边界，对射流喷雾预测有着良好的准确性和可靠性，并且在小孔径喷雾液相贯穿距计算值上与试验结果更接近，应用欧拉–欧拉喷雾模型在小孔径下预测射流喷雾具有更高的计算精度。

摘要：
以拓阳FS-S100AT四冲程活塞式微型汽油发动机为基础，构建了一个中介尺度微型内燃机燃烧可视化测试平台，用以研究在10 000 r/min转速下，不同甲醇–汽油质量分数配比燃料（M100、M75、M50、M25、M0，其中数字为甲醇汽油混合气中甲醇的质量分数）和混合气过量空气系数（=1.2、1.0、0.8）对缸内火焰形态和传播速度的影响。研究结果表明：所有测试燃料在燃烧初期均呈现淡蓝色火焰。随着燃烧的进行，高甲醇含量燃料（M100、M75、M50）在活塞边缘显示出淡黄色火焰或高温黄色颗粒，而低甲醇含量燃料（M25、M0）由于汽油燃烧速度的限制，火焰传播较慢，缸内温度较低，火焰主要保持淡蓝色，仅偶尔出现淡黄色火焰或颗粒。随着甲醇掺混比的降低，火焰传播速度总体呈下降趋势；然而，在一定范围内，过量空气系数的降低会提升火焰传播速度。在=1.0下，燃烧火焰中的黄焰面积达到最大；M100燃料的黄焰面积增长最为迅速，随着甲醇比例的降低，黄焰面积的增长速度减缓。黄焰面积的增加既与润滑油燃烧不完全氧化有关，也与内燃机进排气门的特殊结构有关。

摘要：
基于安装有主动式预燃室及甲烷高压喷射器的定容燃烧弹开展预燃室湍流射流火焰引燃二次喷射甲烷射流的试验，研究了不同喷射点火延迟、不同喷油压力与不同第一次喷油脉宽对点火及火焰传播的影响。结果表明：其他条件不变时，当点火延迟时间t_i为-30 ms时，会出现无法点燃主燃室气体的失火现象；当点火延迟时间t_i增加到-10 ms时，会出现热射流先淬息随后再次着火的不稳定点火现象。将喷射点火延迟时间t_i从0 ms增加到100 ms会使燃烧压力峰值从1.56 MPa增加到2.26 MPa，并使压力峰值的时刻从点火后130 ms提前到点火后50 ms，同时提高热射流及主燃室火焰传播速度，火焰传播速度从10 m/s提高到30 m/s。此外，改变高压甲烷喷射压力，由5 MPa提高到10 MPa，燃烧压力峰值从0.96 MPa升高到2.26 MPa，压力峰值出现时刻从点火后100 ms提前到点火后50 ms。主燃室火焰传播速度由5 m/s提高至30 m/s。当改变高压甲烷第一次喷射脉宽时，也会对燃烧压力峰值及压力峰值出现时刻造成影响。将第一次喷射脉宽由40 ms提高为80 ms会使燃烧压力峰值从1.87 MPa升高到2.26 MPa，并使压力峰值的出现时刻提前，但对热射流速度及主燃室内的火焰传播速度没有明显影响。

摘要：
为进一步降低柴油车发动机在非失火状态下的怠速抖动水平，分析和优化发动机怠速半阶次能量成分。基于“激励源–传递路径–响应”模型及柴油车半阶次抖动“鱼骨图”方法进行发动机运行稳定性分析，并重点进行燃烧差异分析及验证。结果表明引起整车车内半阶次抖动的根本原因为：各气缸喷油量轻微差异导致配对气缸燃烧指示平均有效压力（indicated mean effective pressure， IMEP）差值及燃烧激励差异，使转矩和转速波动一致性较差，从而诱使半阶次抖动发生。根据工程实际，提出一种喷油量均衡控制方法，可均衡燃烧激励转矩差异，明显抑制柴油车发动机半阶次抖动能量，振动速度可优化80.6%左右，解决车辆半阶次抖动问题。该方法适用于所有的缸内直喷柴油机非失火状态下的半阶次抖动问题，且对于车辆长期使用后喷油孔磨损加剧的情况依然保持较高稳定性。

摘要：
针对基于单一振动信号难以区分柴油机不同部件故障，提出一种基于t分布–随机邻近嵌入（t-distributed stochastic neighbor embedding， t-SNE）多源信息融合的故障诊断方法。首先，通过试验对柴油机故障仿真模型进行标定，基于仿真模型获取不同故障状态下的热工参数与缸盖振动，选取相关性低的热工参数，提取振动信号的时域和频域特征参数，并利用t-SNE将振动特征参数与热工参数进行融合降维，基于支持向量机（support vector machine， SVM）方法对降维后的数据进行分类识别，构建柴油机故障诊断模型，最终取得了95.7%的故障识别准确率。与基于振动单一信号的故障诊断方法相比，多源信息融合能有效区分不同故障类别，提高柴油机故障识别准确率。

摘要：
为了提高凸轮工件表面磨削质量及加工效率，设计了凸轮磨削正交试验方案，优化了淬硬球墨铸铁凸轮精加工磨削的工艺参数。通过建立以砂轮线速度、工件转速、磨削深度为关键参数表征的优化变量，构建以磨削振动加速度、表面粗糙度为指标的目标响应非线性数学模型；基于凸轮的形状特点，建立工件瞬时材料去除率模型；以最小化磨削振动、表面粗糙度及最大化去除率为优化目标，利用综合函数法与粒子群优化（particle swarm optimization， PSO）算法对工艺参数进行了优化。结果表明，在砂轮线速度80.673 1 m/s、工件转速35 r/min、磨削深度30 μm的工况下，磨削振动减少了20.8%，凸轮表面粗糙度值降低了11.88%，材料去除率增加了22.739 mm³/s。利用扫描电镜（scanning electron microscope， SEM）对磨削后工件的表面形貌进行了分析，并对元素成分进行半定量测定。结果表明，砂轮线速度较小而工件转速及磨削深度较大时，凸轮表面缺陷和形变对表面粗糙度影响较大。

摘要：
为了研究自循环机匣的非定常扩稳机理，针对某型涡轮增压器压气机采用非定常数值计算方法得到了典型工况三维全通道非定常流场。通过对比实壁机匣及自循环机匣压气机在设计工况和近失稳工况的非定常流动特征，探究了实壁机匣在近失稳工况下稳定性降低的原因，并阐明了自循环机匣的非定常扩稳机理。结果表明：实壁机匣压气机上下游非定常扰动分别来自主流叶片和分流叶片间隙泄漏涡，两者相互影响且在同一工况下频谱分布相似、主频相同。其中主流叶片间隙泄漏涡破碎及通道涡的形成是压气机上游非定常脉动增强、堵塞加剧、稳定性下降的主要原因。自循环机匣通过抽吸效应能够有效维持主流叶片前缘间隙泄漏涡稳定性，抑制其破碎，减小高叶高区的流动堵塞，同时能够有效阻碍上下游间隙泄漏涡扰动的相互干扰，从而提升压气机稳定性。

摘要：
为研究空冷型质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell， PEMFC）内部水热特性，改善电池内部水、热等物理性质的均匀性，提出了阳极多口进气的方式。基于单通蛇形流道进气方式，提出了四种进气方式，并建立了三维模型进行计算分析。结果表明：在0.635 V电压下，使用多口进气的方式均能够提升质子交换膜燃料电池的输出性能，改善膜电流密度、膜水含量、阳极催化层氢气含量、阳极催化层水含量的均匀性，但同侧进气的方式温度均匀性较差。

摘要：
采用零碳氨与柴油双燃料燃烧以拓展氨燃料的运行工况，研究了氨柴双燃料发动机当量比燃烧排放特性，并与稀燃条件下的燃烧特性进行了对比。结果表明：在理论空燃比条件下，氨柴双燃料的燃烧速度比纯柴油模式快，燃烧持续期明显短于纯柴油模式。相比于稀燃条件，在过量空气系数越靠近理论空燃比和氨能替代率越大时，燃烧持续期缩短效果越明显。氨柴双燃料燃烧能够提高发动机功率密度且指示热效率高于纯柴油模式。在排放方面，氨柴双燃料的NO_x排放在3.4 g/（kW·h）以下，较低氨能量替代率下的NO_x排放低于纯柴油模式，但氨燃烧效率整体较低，需要控制未燃氨排放；和纯柴油相比，氨柴双燃料在70%氨能量替代率时，凝聚态颗粒数排放能够减少97%以上。

摘要：
基于一台直列4缸四冲程缸内直喷氢内燃机，建立了三维计算流体力学（computational fluid dynamics， CFD）仿真计算模型，研究了发动机控制参数对混合气形成及燃烧特性的影响。研究结果表明：随着当量比的增大和点火时刻的提前，发动机的缸内压力和放热率峰值升高，同时缸内压力和放热率的峰值相位推迟。减小当量比使氢气和空气的混合气分布大致相同但更加稀薄，更靠近火花塞的浓混合气分布是提升火焰传播速度的关键。随着氢气喷射时刻的推迟，缸内压力和放热率峰值增大，点火延迟缩短，燃烧相位提前。喷射压力和喷射时刻对燃烧过程的影响均取决于缸内混合气的分布状态。

摘要：
利用一维发动机仿真软件GT-Power搭建了甲醇/柴油M15（即甲醇燃料所占体积比例为15%）混合燃料缸内直喷模型，选取转矩、比燃油消耗率、NO_x排放量和CO排放量为优化目标，以发动机的进排气门正时角度、压缩比及空燃比为优化参数开展多目标优化。为实现多目标优化问题的有效求解，采用灰熵并行分析方法改进第二代非支配遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ， NSGA-Ⅱ），并利用建立的响应面模型对仿真模型计算结果进行了仿真验证。优化结果显示：转矩提升了6.96%，比燃油消耗率降低了1.19%，NO_x和CO排放量分别降低了12.37%和3.77%。

摘要：
探究了小缸径高功率密度柴油机缸盖结构对燃烧状态的影响，及燃烧室结构和喷油器布置对该影响的响应。基于敞口型燃烧室，采用封闭气门和补偿缸盖体积两种方式建立135 mm缸径柴油机的仿真模型，对比其对火焰发展的影响。对阶梯型和直口型燃烧室结构的响应进行分析，并针对不同喷孔夹角和相对气门的偏角的喷油器设置进行了分析。结果显示：小缸径柴油机的缸盖凹入容积在上止点占比为13.1%，补偿法处理造成最高燃烧压力降低0.473 MPa，同时后燃比例加剧；不同燃烧室形状的响应主要影响火焰与缸盖的干涉，热效率最大相差2.34%；随着喷孔夹角由140°增大到150°，后燃差异减小；采用相对气门非对称性的喷孔布置有利于火焰面的发展，油耗可减少1.90 g/（kW·h）。

摘要：
基于OpenFOAM平台构建了一种适用于不同喷孔直径下的欧拉–欧拉喷雾模型，基于发动机燃烧网络（engine combustion network， ECN）数据库Spray A和Spray D的试验结果，将欧拉–欧拉喷雾模型与道格拉斯拉格朗日离散液滴模型数值计算结果进行对比。研究结果表明：应用欧拉–欧拉喷雾模型在不同喷孔直径下能够准确地计算喷雾的气相和液相边界，对射流喷雾预测有着良好的准确性和可靠性，并且在小孔径喷雾液相贯穿距计算值上与试验结果更接近，应用欧拉–欧拉喷雾模型在小孔径下预测射流喷雾具有更高的计算精度。

摘要：
以拓阳FS-S100AT四冲程活塞式微型汽油发动机为基础，构建了一个中介尺度微型内燃机燃烧可视化测试平台，用以研究在10 000 r/min转速下，不同甲醇–汽油质量分数配比燃料（M100、M75、M50、M25、M0，其中数字为甲醇汽油混合气中甲醇的质量分数）和混合气过量空气系数（=1.2、1.0、0.8）对缸内火焰形态和传播速度的影响。研究结果表明：所有测试燃料在燃烧初期均呈现淡蓝色火焰。随着燃烧的进行，高甲醇含量燃料（M100、M75、M50）在活塞边缘显示出淡黄色火焰或高温黄色颗粒，而低甲醇含量燃料（M25、M0）由于汽油燃烧速度的限制，火焰传播较慢，缸内温度较低，火焰主要保持淡蓝色，仅偶尔出现淡黄色火焰或颗粒。随着甲醇掺混比的降低，火焰传播速度总体呈下降趋势；然而，在一定范围内，过量空气系数的降低会提升火焰传播速度。在=1.0下，燃烧火焰中的黄焰面积达到最大；M100燃料的黄焰面积增长最为迅速，随着甲醇比例的降低，黄焰面积的增长速度减缓。黄焰面积的增加既与润滑油燃烧不完全氧化有关，也与内燃机进排气门的特殊结构有关。

摘要：
基于安装有主动式预燃室及甲烷高压喷射器的定容燃烧弹开展预燃室湍流射流火焰引燃二次喷射甲烷射流的试验，研究了不同喷射点火延迟、不同喷油压力与不同第一次喷油脉宽对点火及火焰传播的影响。结果表明：其他条件不变时，当点火延迟时间t_i为-30 ms时，会出现无法点燃主燃室气体的失火现象；当点火延迟时间t_i增加到-10 ms时，会出现热射流先淬息随后再次着火的不稳定点火现象。将喷射点火延迟时间t_i从0 ms增加到100 ms会使燃烧压力峰值从1.56 MPa增加到2.26 MPa，并使压力峰值的时刻从点火后130 ms提前到点火后50 ms，同时提高热射流及主燃室火焰传播速度，火焰传播速度从10 m/s提高到30 m/s。此外，改变高压甲烷喷射压力，由5 MPa提高到10 MPa，燃烧压力峰值从0.96 MPa升高到2.26 MPa，压力峰值出现时刻从点火后100 ms提前到点火后50 ms。主燃室火焰传播速度由5 m/s提高至30 m/s。当改变高压甲烷第一次喷射脉宽时，也会对燃烧压力峰值及压力峰值出现时刻造成影响。将第一次喷射脉宽由40 ms提高为80 ms会使燃烧压力峰值从1.87 MPa升高到2.26 MPa，并使压力峰值的出现时刻提前，但对热射流速度及主燃室内的火焰传播速度没有明显影响。

摘要：
为进一步降低柴油车发动机在非失火状态下的怠速抖动水平，分析和优化发动机怠速半阶次能量成分。基于“激励源–传递路径–响应”模型及柴油车半阶次抖动“鱼骨图”方法进行发动机运行稳定性分析，并重点进行燃烧差异分析及验证。结果表明引起整车车内半阶次抖动的根本原因为：各气缸喷油量轻微差异导致配对气缸燃烧指示平均有效压力（indicated mean effective pressure， IMEP）差值及燃烧激励差异，使转矩和转速波动一致性较差，从而诱使半阶次抖动发生。根据工程实际，提出一种喷油量均衡控制方法，可均衡燃烧激励转矩差异，明显抑制柴油车发动机半阶次抖动能量，振动速度可优化80.6%左右，解决车辆半阶次抖动问题。该方法适用于所有的缸内直喷柴油机非失火状态下的半阶次抖动问题，且对于车辆长期使用后喷油孔磨损加剧的情况依然保持较高稳定性。

摘要：
针对基于单一振动信号难以区分柴油机不同部件故障，提出一种基于t分布–随机邻近嵌入（t-distributed stochastic neighbor embedding， t-SNE）多源信息融合的故障诊断方法。首先，通过试验对柴油机故障仿真模型进行标定，基于仿真模型获取不同故障状态下的热工参数与缸盖振动，选取相关性低的热工参数，提取振动信号的时域和频域特征参数，并利用t-SNE将振动特征参数与热工参数进行融合降维，基于支持向量机（support vector machine， SVM）方法对降维后的数据进行分类识别，构建柴油机故障诊断模型，最终取得了95.7%的故障识别准确率。与基于振动单一信号的故障诊断方法相比，多源信息融合能有效区分不同故障类别，提高柴油机故障识别准确率。

摘要：
为了提高凸轮工件表面磨削质量及加工效率，设计了凸轮磨削正交试验方案，优化了淬硬球墨铸铁凸轮精加工磨削的工艺参数。通过建立以砂轮线速度、工件转速、磨削深度为关键参数表征的优化变量，构建以磨削振动加速度、表面粗糙度为指标的目标响应非线性数学模型；基于凸轮的形状特点，建立工件瞬时材料去除率模型；以最小化磨削振动、表面粗糙度及最大化去除率为优化目标，利用综合函数法与粒子群优化（particle swarm optimization， PSO）算法对工艺参数进行了优化。结果表明，在砂轮线速度80.673 1 m/s、工件转速35 r/min、磨削深度30 μm的工况下，磨削振动减少了20.8%，凸轮表面粗糙度值降低了11.88%，材料去除率增加了22.739 mm³/s。利用扫描电镜（scanning electron microscope， SEM）对磨削后工件的表面形貌进行了分析，并对元素成分进行半定量测定。结果表明，砂轮线速度较小而工件转速及磨削深度较大时，凸轮表面缺陷和形变对表面粗糙度影响较大。

摘要：
为了研究自循环机匣的非定常扩稳机理，针对某型涡轮增压器压气机采用非定常数值计算方法得到了典型工况三维全通道非定常流场。通过对比实壁机匣及自循环机匣压气机在设计工况和近失稳工况的非定常流动特征，探究了实壁机匣在近失稳工况下稳定性降低的原因，并阐明了自循环机匣的非定常扩稳机理。结果表明：实壁机匣压气机上下游非定常扰动分别来自主流叶片和分流叶片间隙泄漏涡，两者相互影响且在同一工况下频谱分布相似、主频相同。其中主流叶片间隙泄漏涡破碎及通道涡的形成是压气机上游非定常脉动增强、堵塞加剧、稳定性下降的主要原因。自循环机匣通过抽吸效应能够有效维持主流叶片前缘间隙泄漏涡稳定性，抑制其破碎，减小高叶高区的流动堵塞，同时能够有效阻碍上下游间隙泄漏涡扰动的相互干扰，从而提升压气机稳定性。

摘要：
为研究空冷型质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell， PEMFC）内部水热特性，改善电池内部水、热等物理性质的均匀性，提出了阳极多口进气的方式。基于单通蛇形流道进气方式，提出了四种进气方式，并建立了三维模型进行计算分析。结果表明：在0.635 V电压下，使用多口进气的方式均能够提升质子交换膜燃料电池的输出性能，改善膜电流密度、膜水含量、阳极催化层氢气含量、阳极催化层水含量的均匀性，但同侧进气的方式温度均匀性较差。

摘要：
采用零碳氨与柴油双燃料燃烧以拓展氨燃料的运行工况，研究了氨柴双燃料发动机当量比燃烧排放特性，并与稀燃条件下的燃烧特性进行了对比。结果表明：在理论空燃比条件下，氨柴双燃料的燃烧速度比纯柴油模式快，燃烧持续期明显短于纯柴油模式。相比于稀燃条件，在过量空气系数越靠近理论空燃比和氨能替代率越大时，燃烧持续期缩短效果越明显。氨柴双燃料燃烧能够提高发动机功率密度且指示热效率高于纯柴油模式。在排放方面，氨柴双燃料的NO_x排放在3.4 g/（kW·h）以下，较低氨能量替代率下的NO_x排放低于纯柴油模式，但氨燃烧效率整体较低，需要控制未燃氨排放；和纯柴油相比，氨柴双燃料在70%氨能量替代率时，凝聚态颗粒数排放能够减少97%以上。

摘要：
基于一台直列4缸四冲程缸内直喷氢内燃机，建立了三维计算流体力学（computational fluid dynamics， CFD）仿真计算模型，研究了发动机控制参数对混合气形成及燃烧特性的影响。研究结果表明：随着当量比的增大和点火时刻的提前，发动机的缸内压力和放热率峰值升高，同时缸内压力和放热率的峰值相位推迟。减小当量比使氢气和空气的混合气分布大致相同但更加稀薄，更靠近火花塞的浓混合气分布是提升火焰传播速度的关键。随着氢气喷射时刻的推迟，缸内压力和放热率峰值增大，点火延迟缩短，燃烧相位提前。喷射压力和喷射时刻对燃烧过程的影响均取决于缸内混合气的分布状态。

摘要：
利用一维发动机仿真软件GT-Power搭建了甲醇/柴油M15（即甲醇燃料所占体积比例为15%）混合燃料缸内直喷模型，选取转矩、比燃油消耗率、NO_x排放量和CO排放量为优化目标，以发动机的进排气门正时角度、压缩比及空燃比为优化参数开展多目标优化。为实现多目标优化问题的有效求解，采用灰熵并行分析方法改进第二代非支配遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ， NSGA-Ⅱ），并利用建立的响应面模型对仿真模型计算结果进行了仿真验证。优化结果显示：转矩提升了6.96%，比燃油消耗率降低了1.19%，NO_x和CO排放量分别降低了12.37%和3.77%。

摘要：
探究了小缸径高功率密度柴油机缸盖结构对燃烧状态的影响，及燃烧室结构和喷油器布置对该影响的响应。基于敞口型燃烧室，采用封闭气门和补偿缸盖体积两种方式建立135 mm缸径柴油机的仿真模型，对比其对火焰发展的影响。对阶梯型和直口型燃烧室结构的响应进行分析，并针对不同喷孔夹角和相对气门的偏角的喷油器设置进行了分析。结果显示：小缸径柴油机的缸盖凹入容积在上止点占比为13.1%，补偿法处理造成最高燃烧压力降低0.473 MPa，同时后燃比例加剧；不同燃烧室形状的响应主要影响火焰与缸盖的干涉，热效率最大相差2.34%；随着喷孔夹角由140°增大到150°，后燃差异减小；采用相对气门非对称性的喷孔布置有利于火焰面的发展，油耗可减少1.90 g/（kW·h）。

摘要：
基于OpenFOAM平台构建了一种适用于不同喷孔直径下的欧拉–欧拉喷雾模型，基于发动机燃烧网络（engine combustion network， ECN）数据库Spray A和Spray D的试验结果，将欧拉–欧拉喷雾模型与道格拉斯拉格朗日离散液滴模型数值计算结果进行对比。研究结果表明：应用欧拉–欧拉喷雾模型在不同喷孔直径下能够准确地计算喷雾的气相和液相边界，对射流喷雾预测有着良好的准确性和可靠性，并且在小孔径喷雾液相贯穿距计算值上与试验结果更接近，应用欧拉–欧拉喷雾模型在小孔径下预测射流喷雾具有更高的计算精度。

摘要：
以拓阳FS-S100AT四冲程活塞式微型汽油发动机为基础，构建了一个中介尺度微型内燃机燃烧可视化测试平台，用以研究在10 000 r/min转速下，不同甲醇–汽油质量分数配比燃料（M100、M75、M50、M25、M0，其中数字为甲醇汽油混合气中甲醇的质量分数）和混合气过量空气系数（=1.2、1.0、0.8）对缸内火焰形态和传播速度的影响。研究结果表明：所有测试燃料在燃烧初期均呈现淡蓝色火焰。随着燃烧的进行，高甲醇含量燃料（M100、M75、M50）在活塞边缘显示出淡黄色火焰或高温黄色颗粒，而低甲醇含量燃料（M25、M0）由于汽油燃烧速度的限制，火焰传播较慢，缸内温度较低，火焰主要保持淡蓝色，仅偶尔出现淡黄色火焰或颗粒。随着甲醇掺混比的降低，火焰传播速度总体呈下降趋势；然而，在一定范围内，过量空气系数的降低会提升火焰传播速度。在=1.0下，燃烧火焰中的黄焰面积达到最大；M100燃料的黄焰面积增长最为迅速，随着甲醇比例的降低，黄焰面积的增长速度减缓。黄焰面积的增加既与润滑油燃烧不完全氧化有关，也与内燃机进排气门的特殊结构有关。

摘要：
基于安装有主动式预燃室及甲烷高压喷射器的定容燃烧弹开展预燃室湍流射流火焰引燃二次喷射甲烷射流的试验，研究了不同喷射点火延迟、不同喷油压力与不同第一次喷油脉宽对点火及火焰传播的影响。结果表明：其他条件不变时，当点火延迟时间t_i为-30 ms时，会出现无法点燃主燃室气体的失火现象；当点火延迟时间t_i增加到-10 ms时，会出现热射流先淬息随后再次着火的不稳定点火现象。将喷射点火延迟时间t_i从0 ms增加到100 ms会使燃烧压力峰值从1.56 MPa增加到2.26 MPa，并使压力峰值的时刻从点火后130 ms提前到点火后50 ms，同时提高热射流及主燃室火焰传播速度，火焰传播速度从10 m/s提高到30 m/s。此外，改变高压甲烷喷射压力，由5 MPa提高到10 MPa，燃烧压力峰值从0.96 MPa升高到2.26 MPa，压力峰值出现时刻从点火后100 ms提前到点火后50 ms。主燃室火焰传播速度由5 m/s提高至30 m/s。当改变高压甲烷第一次喷射脉宽时，也会对燃烧压力峰值及压力峰值出现时刻造成影响。将第一次喷射脉宽由40 ms提高为80 ms会使燃烧压力峰值从1.87 MPa升高到2.26 MPa，并使压力峰值的出现时刻提前，但对热射流速度及主燃室内的火焰传播速度没有明显影响。

摘要：
为进一步降低柴油车发动机在非失火状态下的怠速抖动水平，分析和优化发动机怠速半阶次能量成分。基于“激励源–传递路径–响应”模型及柴油车半阶次抖动“鱼骨图”方法进行发动机运行稳定性分析，并重点进行燃烧差异分析及验证。结果表明引起整车车内半阶次抖动的根本原因为：各气缸喷油量轻微差异导致配对气缸燃烧指示平均有效压力（indicated mean effective pressure， IMEP）差值及燃烧激励差异，使转矩和转速波动一致性较差，从而诱使半阶次抖动发生。根据工程实际，提出一种喷油量均衡控制方法，可均衡燃烧激励转矩差异，明显抑制柴油车发动机半阶次抖动能量，振动速度可优化80.6%左右，解决车辆半阶次抖动问题。该方法适用于所有的缸内直喷柴油机非失火状态下的半阶次抖动问题，且对于车辆长期使用后喷油孔磨损加剧的情况依然保持较高稳定性。

摘要：
针对基于单一振动信号难以区分柴油机不同部件故障，提出一种基于t分布–随机邻近嵌入（t-distributed stochastic neighbor embedding， t-SNE）多源信息融合的故障诊断方法。首先，通过试验对柴油机故障仿真模型进行标定，基于仿真模型获取不同故障状态下的热工参数与缸盖振动，选取相关性低的热工参数，提取振动信号的时域和频域特征参数，并利用t-SNE将振动特征参数与热工参数进行融合降维，基于支持向量机（support vector machine， SVM）方法对降维后的数据进行分类识别，构建柴油机故障诊断模型，最终取得了95.7%的故障识别准确率。与基于振动单一信号的故障诊断方法相比，多源信息融合能有效区分不同故障类别，提高柴油机故障识别准确率。

摘要：
为了提高凸轮工件表面磨削质量及加工效率，设计了凸轮磨削正交试验方案，优化了淬硬球墨铸铁凸轮精加工磨削的工艺参数。通过建立以砂轮线速度、工件转速、磨削深度为关键参数表征的优化变量，构建以磨削振动加速度、表面粗糙度为指标的目标响应非线性数学模型；基于凸轮的形状特点，建立工件瞬时材料去除率模型；以最小化磨削振动、表面粗糙度及最大化去除率为优化目标，利用综合函数法与粒子群优化（particle swarm optimization， PSO）算法对工艺参数进行了优化。结果表明，在砂轮线速度80.673 1 m/s、工件转速35 r/min、磨削深度30 μm的工况下，磨削振动减少了20.8%，凸轮表面粗糙度值降低了11.88%，材料去除率增加了22.739 mm³/s。利用扫描电镜（scanning electron microscope， SEM）对磨削后工件的表面形貌进行了分析，并对元素成分进行半定量测定。结果表明，砂轮线速度较小而工件转速及磨削深度较大时，凸轮表面缺陷和形变对表面粗糙度影响较大。

摘要：
为了研究自循环机匣的非定常扩稳机理，针对某型涡轮增压器压气机采用非定常数值计算方法得到了典型工况三维全通道非定常流场。通过对比实壁机匣及自循环机匣压气机在设计工况和近失稳工况的非定常流动特征，探究了实壁机匣在近失稳工况下稳定性降低的原因，并阐明了自循环机匣的非定常扩稳机理。结果表明：实壁机匣压气机上下游非定常扰动分别来自主流叶片和分流叶片间隙泄漏涡，两者相互影响且在同一工况下频谱分布相似、主频相同。其中主流叶片间隙泄漏涡破碎及通道涡的形成是压气机上游非定常脉动增强、堵塞加剧、稳定性下降的主要原因。自循环机匣通过抽吸效应能够有效维持主流叶片前缘间隙泄漏涡稳定性，抑制其破碎，减小高叶高区的流动堵塞，同时能够有效阻碍上下游间隙泄漏涡扰动的相互干扰，从而提升压气机稳定性。

摘要：
为研究空冷型质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell， PEMFC）内部水热特性，改善电池内部水、热等物理性质的均匀性，提出了阳极多口进气的方式。基于单通蛇形流道进气方式，提出了四种进气方式，并建立了三维模型进行计算分析。结果表明：在0.635 V电压下，使用多口进气的方式均能够提升质子交换膜燃料电池的输出性能，改善膜电流密度、膜水含量、阳极催化层氢气含量、阳极催化层水含量的均匀性，但同侧进气的方式温度均匀性较差。