摘要：
采用激光诱导荧光(laser induced fluorescence， LIF)法测量缸内直喷喷油器喷雾附壁油膜的厚度分布，研究了附壁油膜质量和平均厚度随不同的壁面温度和喷射策略的变化。结果表明：常温壁面下油膜呈“波浪状”，热壁面下油膜的边缘轮廓呈“带状”凸起，在壁面温度为413K时，还出现了聚集的小液滴。保持总喷油量不变，随着壁面温度的增大，单次喷射的附壁油膜质量逐渐减小，二次喷射的附壁油膜质量先减小后增大，单/二次喷射的附壁油膜平均厚度都逐渐增大；相对于单次喷射，相同热壁面温度下的二次喷射附壁油膜平均厚度都较小，在壁面温度同为413K时最多减小了42%。仅增加第二次喷射的喷油脉宽，壁面温度为298K和373K时的附壁油膜质量先增大后减小，壁面温度为413K时附壁油膜质量逐渐增大；相同喷油脉宽下，壁面温度为413K时附壁油膜平均厚度最大，而壁面温度为298K和373K时附壁油膜平均厚度与喷油间隔相关。

摘要：
使用定容燃烧弹模拟一款重型柴油机在海拔0m、3000m和4500m条件下运行时缸内的热力学状态，利用多种成像技术实现了撞壁燃烧过程的可视化，研究了不同海拔对撞壁喷雾燃烧的高温着火、火焰传播和碳烟生成特性的影响。结果表明，海拔从0m升高到4500m，撞壁着火延迟从0.55ms延长到0.88ms，撞壁着火距离从20.38mm增大到26.87mm，高海拔对撞壁着火过程有明显的抑制效果；撞壁火焰呈现圆盘状火焰形态，火焰发展进入稳定阶段后，由于前锋区域的涡流强度增大，撞壁火焰铺展高度、撞壁火焰铺展宽度和撞壁火焰面积都随海拔升高而增大，但在火焰发展初期，由于撞壁平板的冷却作用，撞壁火焰尺寸在海拔升高到4500m时减小；空间积分火焰亮度和时间积分火焰亮度均随海拔升高而增大，海拔升高到4500m时碳烟生成速率和氧化速率均增大。

摘要：
摘要： 采用流体仿真软件CONVERGE开展了基于双直喷策略的低负荷工况下二代生物柴油/汽油活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition, RCCI)燃烧模式的数值模拟研究，对比了常规进气道喷射汽油RCCI和双直喷RCCI的燃烧特性，并探讨了双燃料喷射时刻对双直喷RCCI燃烧的影响。结果表明：相比常规进气道喷射汽油RCCI，双直喷RCCI能够有效控制缸内汽油混合气分布，改善不完全燃烧现象；随着汽油直喷时刻的推迟，分层燃烧减弱，燃烧持续期缩短，燃烧效率降低，热效率先减小再增大后又减小，NOx排放减少而碳烟排放增加；随着二代生物柴油喷射时刻的推迟，分层燃烧加剧，燃烧持续期延长，燃烧效率升高，热效率先增大而后减小，NOx排放增加而碳烟排放减少。

摘要：
针对大缸径低速二冲程船用柴油机，废气再循环(EGR)技术满足Tier Ⅲ排放时造成的油耗恶化问题，采用三维数值模拟手段，研究了EGR氛围下多次喷射与燃油喷射角度对发动机油气混合、燃烧及排放的影响。结果表明，采用30%EGR率可满足Tier Ⅲ排放标准；喷油角度直接决定缸内混合气形成过程，喷油角度过小会导致气缸中心油束重叠形成浓混合气区，缸内空气无法充分利用；喷油角过大会导致喷雾油束和火焰撞壁，缸壁散热损失增加；而适中的喷油角度（20°）有利于提升功率，降低油耗。在EGR氛围下通过协同优化多次喷射与喷油角度，采用30%EGR率结合10.0%预喷量，主预喷间隔为15°，喷油角20°，可使NOx排放降低65.5%，油耗仅增加1.24%；采用三次喷射可进一步改善油耗与NOx排放之间的折衷关系，但优化潜力有限。

摘要：
以正丁醇作为助溶剂，形成柴油甲醇正丁醇混合燃料，并将混合燃料在单缸四冲程柴油机上进行试验研究，探究混合燃料对柴油机排放特性的影响。试验所用的混合燃料中醇类的体积比为5.09%、9.82%、14.66%和19.35%，其中甲醇在混合燃料中所占体积比为2.51%、5.01%、7.53%和10.08%，正丁醇在混合燃料中所占体积比为2.67%、4.81%、7.13%和9.27%。研究表明：燃用混合燃料柴油机有效燃油消耗率、热效率分别增加0.18%~4.08%和0.28%~3.54%；输出功率、输出转矩分别下降0.75%~11.37%和1.42%~25.03%；CO、NO、NOx等常规气体排放、PM2.5排放分别下降2.76%~45.15%、3.55%~29.21%和3.55%~20.03%；但柴油中添加醇类燃料会导致甲醛、乙醛及挥发性有机化合物等非常规排放分别上升2.78%~60.53%、5.15%~63.81%和3.75%~45.49%；柴油机燃用混合燃料PM2.5排放降低7.09%~48.94%。综上所述，柴油机燃用柴油与醇类燃料形成的混合燃料可以实现在降低NOx排放的同时降低PM2.5排放。

摘要：
针对某国Ⅵ天然气发动机各缸燃烧一致性差异过大的问题，利用计算流体力学（CFD）软件STAR-CCM+对该发动机的进气管路开展废气再循环（exhaust gas recirculation， EGR）率均匀性分析，发现第1缸~第3缸的EGR率高于第4缸~第6缸，1200r/min全负荷工况EGR率相对偏差为-29.9%~34.2%。分析表明，EGR的引出方式为第1缸~第3缸单侧取气，导致EGR进气入口存在较大波动，是造成各缸EGR率分配不均的主要原因。从降低管路内EGR废气波动的角度提出了两种进气管路优化方案，使EGR废气在进入稳压腔之前得到了充分混合，各缸EGR率均匀性得到明显提高，EGR率相对偏差在±5%以内。

摘要：
为研究不同海拔下柴油机颗粒过滤器（diesel particulate filter, DPF）碳烟加载规律及再生特性，在一台高压共轨柴油机上分别在两种大气压力（80kPa和100kPa）下进行了试验研究。研究内容包括全球统一瞬态循环（world harmonized transient cycle, WHTC）排放测试、DPF碳烟加载及压降特性、DPF再生过程温度场及压降特性。结果表明：高原环境下DPF的排气温度和各项排放数据指标均高于平原环境。高原环境下压降损失随碳烟的累积呈现出先快速增加后缓慢增加的趋势。再生温度和海拔高度对DPF再生压降、载体再生峰值温度、载体再生径向和轴向温度梯度、再生时机均有影响；再生温度越高及海拔越低，DPF再生压降越高；再生温度及海拔越高，再生时载体的峰值温度越高且载体径向和轴向温度梯度越大。

摘要：
基于一台改装后的压缩比为17的压燃式单缸发动机，展开不同喷油压力对汽油压燃燃烧模式发动机燃烧特性、爆震特性、效率特性和排放特性的研究，结果表明随着喷油压力的增加，缸内混合气形成速度加快，混合气着火时刻提前，燃烧持续期缩短，热效率呈现出先增大后略微降低的趋势。喷油压力的增加使得发动机爆震趋势增强，为降低最大压力升高率和爆震强度，采用推迟喷油策略，但高喷油压力下缸内燃烧对喷油时刻变得敏感，易产生较大的平均指示压力循环波动或爆震，燃烧控制难度增加。对不同喷油压力下爆震循环的缸压信号进行分析得出喷油压力对爆震频率无明显影响。喷油压力升高会使得未燃碳氢和CO排放降低，但同时也会使得NOx排放增加。

摘要：
在GT-SUITE中建立了一维重型柴油机瞬态冷却系统仿真模型，并对冷却系统控制策略的开发方法和控制效果进行了研究。以降低冷却系统附件最小功耗及提高冷却液温度控制精度为目标，分别设计了脉谱前馈与模糊控制、变论域模糊控制、变论域模糊控制加水泵比例积分控制3种控制策略，并在全球统一瞬态试验循环工况下进行发动机台架工况与整车车辆运行工况的仿真计算对比。研究结果表明：相比模糊控制，反馈采用变论域模糊控制能使发动机出口冷却液温度振幅减少37.6%，温度处于±0.5℃区间内的时间增加39.98%，且附件总能耗降低8.58%，冷却性能得到明显改善；额外采用水泵比例积分控制能使发动机出口冷却液温度振幅进一步减少16.1%，温度处于±0.5℃区间内的时间增加15.26%，但附件总能耗相比提高10.3%，提高温控精度但牺牲了附件的功耗。脉谱前馈与变论域模糊控制在温控精度与功耗优化方面整体表现最优，整车运行环境下温控精度相比模糊控制提高49.28%，同时功耗降低8.68%。

摘要：
针对农用柴油机在瞬态突加负载工况下因涡轮迟滞效应造成的发动机转速下降和油耗上升问题，提出一种基于负载转矩主动观测的农用柴油机瞬态过程控制算法。首先，建立了农耕机耕地阻力矩和发动机驱动转矩预测模型，采用跟踪微分器实现了作业模式识别、耕深预测及负载转矩预测，设计了增压压力前馈控制器；然后将预测模型的偏差与外部转矩干扰统一视为“总扰动”，采用扩张状态观测器进行在线估计和补偿；接着基于耕深与发动机转速的动态过程信息，采用递推优化算法设计了负载转矩模型的参数学习算法，用于在线优化模型参数，提高前馈精度，降低总扰动观测负担。在试验校准的高精度Simulink平台上，对算法进行仿真验证，结果表明：较传统控制方法，采用该控制方案后，瞬态过程的空气供给速度提升53.1%，指示转矩响应速度提升44.7%，进而使发动机的转速波动降低98.8%，瞬态过程有效燃油消耗率降低7.0%。

摘要：
为研究船用低速柴油机增压器压气机气动噪声，采用计算流体动力学和声学有限元的混合计算方法进行了数值预测。通过试验对压气机计算模型进行了验证。在3个工况下对压气机非定常流场进行了计算，其中压力脉动被用作声学计算中的声源信息；采用声学有限元方法对压气机气动噪声进行了预测。结果表明：计算流体力学和声学有限元的混合计算方法具有较高的计算精度，可以用于压气机气动噪声数值预测；压气机进口气动噪声主要谱成分为离散单音噪声和宽频噪声；离散单音噪声在叶片通过频率处有明显的指向性，存在两个突出峰值。

摘要：
针对某6缸重型柴油机排气歧管热机疲劳裂纹故障，采用仿真分析的手段对其失效机理进行了相关研究。研究表明：排气歧管在热机工况下，管身主要承受压应力作用，部分区域由于压应力过大发生塑性变形，在冷机工况时由于发生塑性变形的区域不能自由恢复至原状态，应力状态由压应力转化为拉应力，在这种反复拉压应力作用下发生疲劳失效。排气歧管的热机疲劳寿命采用基于Sehitoglu的热机疲劳理论进行了预测评估。

摘要：
采用激光诱导荧光(laser induced fluorescence， LIF)法测量缸内直喷喷油器喷雾附壁油膜的厚度分布，研究了附壁油膜质量和平均厚度随不同的壁面温度和喷射策略的变化。结果表明：常温壁面下油膜呈“波浪状”，热壁面下油膜的边缘轮廓呈“带状”凸起，在壁面温度为413K时，还出现了聚集的小液滴。保持总喷油量不变，随着壁面温度的增大，单次喷射的附壁油膜质量逐渐减小，二次喷射的附壁油膜质量先减小后增大，单/二次喷射的附壁油膜平均厚度都逐渐增大；相对于单次喷射，相同热壁面温度下的二次喷射附壁油膜平均厚度都较小，在壁面温度同为413K时最多减小了42%。仅增加第二次喷射的喷油脉宽，壁面温度为298K和373K时的附壁油膜质量先增大后减小，壁面温度为413K时附壁油膜质量逐渐增大；相同喷油脉宽下，壁面温度为413K时附壁油膜平均厚度最大，而壁面温度为298K和373K时附壁油膜平均厚度与喷油间隔相关。

摘要：
使用定容燃烧弹模拟一款重型柴油机在海拔0m、3000m和4500m条件下运行时缸内的热力学状态，利用多种成像技术实现了撞壁燃烧过程的可视化，研究了不同海拔对撞壁喷雾燃烧的高温着火、火焰传播和碳烟生成特性的影响。结果表明，海拔从0m升高到4500m，撞壁着火延迟从0.55ms延长到0.88ms，撞壁着火距离从20.38mm增大到26.87mm，高海拔对撞壁着火过程有明显的抑制效果；撞壁火焰呈现圆盘状火焰形态，火焰发展进入稳定阶段后，由于前锋区域的涡流强度增大，撞壁火焰铺展高度、撞壁火焰铺展宽度和撞壁火焰面积都随海拔升高而增大，但在火焰发展初期，由于撞壁平板的冷却作用，撞壁火焰尺寸在海拔升高到4500m时减小；空间积分火焰亮度和时间积分火焰亮度均随海拔升高而增大，海拔升高到4500m时碳烟生成速率和氧化速率均增大。

摘要：
摘要： 采用流体仿真软件CONVERGE开展了基于双直喷策略的低负荷工况下二代生物柴油/汽油活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition, RCCI)燃烧模式的数值模拟研究，对比了常规进气道喷射汽油RCCI和双直喷RCCI的燃烧特性，并探讨了双燃料喷射时刻对双直喷RCCI燃烧的影响。结果表明：相比常规进气道喷射汽油RCCI，双直喷RCCI能够有效控制缸内汽油混合气分布，改善不完全燃烧现象；随着汽油直喷时刻的推迟，分层燃烧减弱，燃烧持续期缩短，燃烧效率降低，热效率先减小再增大后又减小，NOx排放减少而碳烟排放增加；随着二代生物柴油喷射时刻的推迟，分层燃烧加剧，燃烧持续期延长，燃烧效率升高，热效率先增大而后减小，NOx排放增加而碳烟排放减少。

摘要：
针对大缸径低速二冲程船用柴油机，废气再循环(EGR)技术满足Tier Ⅲ排放时造成的油耗恶化问题，采用三维数值模拟手段，研究了EGR氛围下多次喷射与燃油喷射角度对发动机油气混合、燃烧及排放的影响。结果表明，采用30%EGR率可满足Tier Ⅲ排放标准；喷油角度直接决定缸内混合气形成过程，喷油角度过小会导致气缸中心油束重叠形成浓混合气区，缸内空气无法充分利用；喷油角过大会导致喷雾油束和火焰撞壁，缸壁散热损失增加；而适中的喷油角度（20°）有利于提升功率，降低油耗。在EGR氛围下通过协同优化多次喷射与喷油角度，采用30%EGR率结合10.0%预喷量，主预喷间隔为15°，喷油角20°，可使NOx排放降低65.5%，油耗仅增加1.24%；采用三次喷射可进一步改善油耗与NOx排放之间的折衷关系，但优化潜力有限。

摘要：
以正丁醇作为助溶剂，形成柴油甲醇正丁醇混合燃料，并将混合燃料在单缸四冲程柴油机上进行试验研究，探究混合燃料对柴油机排放特性的影响。试验所用的混合燃料中醇类的体积比为5.09%、9.82%、14.66%和19.35%，其中甲醇在混合燃料中所占体积比为2.51%、5.01%、7.53%和10.08%，正丁醇在混合燃料中所占体积比为2.67%、4.81%、7.13%和9.27%。研究表明：燃用混合燃料柴油机有效燃油消耗率、热效率分别增加0.18%~4.08%和0.28%~3.54%；输出功率、输出转矩分别下降0.75%~11.37%和1.42%~25.03%；CO、NO、NOx等常规气体排放、PM2.5排放分别下降2.76%~45.15%、3.55%~29.21%和3.55%~20.03%；但柴油中添加醇类燃料会导致甲醛、乙醛及挥发性有机化合物等非常规排放分别上升2.78%~60.53%、5.15%~63.81%和3.75%~45.49%；柴油机燃用混合燃料PM2.5排放降低7.09%~48.94%。综上所述，柴油机燃用柴油与醇类燃料形成的混合燃料可以实现在降低NOx排放的同时降低PM2.5排放。

摘要：
针对某国Ⅵ天然气发动机各缸燃烧一致性差异过大的问题，利用计算流体力学（CFD）软件STAR-CCM+对该发动机的进气管路开展废气再循环（exhaust gas recirculation， EGR）率均匀性分析，发现第1缸~第3缸的EGR率高于第4缸~第6缸，1200r/min全负荷工况EGR率相对偏差为-29.9%~34.2%。分析表明，EGR的引出方式为第1缸~第3缸单侧取气，导致EGR进气入口存在较大波动，是造成各缸EGR率分配不均的主要原因。从降低管路内EGR废气波动的角度提出了两种进气管路优化方案，使EGR废气在进入稳压腔之前得到了充分混合，各缸EGR率均匀性得到明显提高，EGR率相对偏差在±5%以内。

摘要：
为研究不同海拔下柴油机颗粒过滤器（diesel particulate filter, DPF）碳烟加载规律及再生特性，在一台高压共轨柴油机上分别在两种大气压力（80kPa和100kPa）下进行了试验研究。研究内容包括全球统一瞬态循环（world harmonized transient cycle, WHTC）排放测试、DPF碳烟加载及压降特性、DPF再生过程温度场及压降特性。结果表明：高原环境下DPF的排气温度和各项排放数据指标均高于平原环境。高原环境下压降损失随碳烟的累积呈现出先快速增加后缓慢增加的趋势。再生温度和海拔高度对DPF再生压降、载体再生峰值温度、载体再生径向和轴向温度梯度、再生时机均有影响；再生温度越高及海拔越低，DPF再生压降越高；再生温度及海拔越高，再生时载体的峰值温度越高且载体径向和轴向温度梯度越大。

摘要：
基于一台改装后的压缩比为17的压燃式单缸发动机，展开不同喷油压力对汽油压燃燃烧模式发动机燃烧特性、爆震特性、效率特性和排放特性的研究，结果表明随着喷油压力的增加，缸内混合气形成速度加快，混合气着火时刻提前，燃烧持续期缩短，热效率呈现出先增大后略微降低的趋势。喷油压力的增加使得发动机爆震趋势增强，为降低最大压力升高率和爆震强度，采用推迟喷油策略，但高喷油压力下缸内燃烧对喷油时刻变得敏感，易产生较大的平均指示压力循环波动或爆震，燃烧控制难度增加。对不同喷油压力下爆震循环的缸压信号进行分析得出喷油压力对爆震频率无明显影响。喷油压力升高会使得未燃碳氢和CO排放降低，但同时也会使得NOx排放增加。

摘要：
在GT-SUITE中建立了一维重型柴油机瞬态冷却系统仿真模型，并对冷却系统控制策略的开发方法和控制效果进行了研究。以降低冷却系统附件最小功耗及提高冷却液温度控制精度为目标，分别设计了脉谱前馈与模糊控制、变论域模糊控制、变论域模糊控制加水泵比例积分控制3种控制策略，并在全球统一瞬态试验循环工况下进行发动机台架工况与整车车辆运行工况的仿真计算对比。研究结果表明：相比模糊控制，反馈采用变论域模糊控制能使发动机出口冷却液温度振幅减少37.6%，温度处于±0.5℃区间内的时间增加39.98%，且附件总能耗降低8.58%，冷却性能得到明显改善；额外采用水泵比例积分控制能使发动机出口冷却液温度振幅进一步减少16.1%，温度处于±0.5℃区间内的时间增加15.26%，但附件总能耗相比提高10.3%，提高温控精度但牺牲了附件的功耗。脉谱前馈与变论域模糊控制在温控精度与功耗优化方面整体表现最优，整车运行环境下温控精度相比模糊控制提高49.28%，同时功耗降低8.68%。

摘要：
针对农用柴油机在瞬态突加负载工况下因涡轮迟滞效应造成的发动机转速下降和油耗上升问题，提出一种基于负载转矩主动观测的农用柴油机瞬态过程控制算法。首先，建立了农耕机耕地阻力矩和发动机驱动转矩预测模型，采用跟踪微分器实现了作业模式识别、耕深预测及负载转矩预测，设计了增压压力前馈控制器；然后将预测模型的偏差与外部转矩干扰统一视为“总扰动”，采用扩张状态观测器进行在线估计和补偿；接着基于耕深与发动机转速的动态过程信息，采用递推优化算法设计了负载转矩模型的参数学习算法，用于在线优化模型参数，提高前馈精度，降低总扰动观测负担。在试验校准的高精度Simulink平台上，对算法进行仿真验证，结果表明：较传统控制方法，采用该控制方案后，瞬态过程的空气供给速度提升53.1%，指示转矩响应速度提升44.7%，进而使发动机的转速波动降低98.8%，瞬态过程有效燃油消耗率降低7.0%。

摘要：
为研究船用低速柴油机增压器压气机气动噪声，采用计算流体动力学和声学有限元的混合计算方法进行了数值预测。通过试验对压气机计算模型进行了验证。在3个工况下对压气机非定常流场进行了计算，其中压力脉动被用作声学计算中的声源信息；采用声学有限元方法对压气机气动噪声进行了预测。结果表明：计算流体力学和声学有限元的混合计算方法具有较高的计算精度，可以用于压气机气动噪声数值预测；压气机进口气动噪声主要谱成分为离散单音噪声和宽频噪声；离散单音噪声在叶片通过频率处有明显的指向性，存在两个突出峰值。

摘要：
针对某6缸重型柴油机排气歧管热机疲劳裂纹故障，采用仿真分析的手段对其失效机理进行了相关研究。研究表明：排气歧管在热机工况下，管身主要承受压应力作用，部分区域由于压应力过大发生塑性变形，在冷机工况时由于发生塑性变形的区域不能自由恢复至原状态，应力状态由压应力转化为拉应力，在这种反复拉压应力作用下发生疲劳失效。排气歧管的热机疲劳寿命采用基于Sehitoglu的热机疲劳理论进行了预测评估。

摘要：
采用激光诱导荧光(laser induced fluorescence， LIF)法测量缸内直喷喷油器喷雾附壁油膜的厚度分布，研究了附壁油膜质量和平均厚度随不同的壁面温度和喷射策略的变化。结果表明：常温壁面下油膜呈“波浪状”，热壁面下油膜的边缘轮廓呈“带状”凸起，在壁面温度为413K时，还出现了聚集的小液滴。保持总喷油量不变，随着壁面温度的增大，单次喷射的附壁油膜质量逐渐减小，二次喷射的附壁油膜质量先减小后增大，单/二次喷射的附壁油膜平均厚度都逐渐增大；相对于单次喷射，相同热壁面温度下的二次喷射附壁油膜平均厚度都较小，在壁面温度同为413K时最多减小了42%。仅增加第二次喷射的喷油脉宽，壁面温度为298K和373K时的附壁油膜质量先增大后减小，壁面温度为413K时附壁油膜质量逐渐增大；相同喷油脉宽下，壁面温度为413K时附壁油膜平均厚度最大，而壁面温度为298K和373K时附壁油膜平均厚度与喷油间隔相关。

摘要：
使用定容燃烧弹模拟一款重型柴油机在海拔0m、3000m和4500m条件下运行时缸内的热力学状态，利用多种成像技术实现了撞壁燃烧过程的可视化，研究了不同海拔对撞壁喷雾燃烧的高温着火、火焰传播和碳烟生成特性的影响。结果表明，海拔从0m升高到4500m，撞壁着火延迟从0.55ms延长到0.88ms，撞壁着火距离从20.38mm增大到26.87mm，高海拔对撞壁着火过程有明显的抑制效果；撞壁火焰呈现圆盘状火焰形态，火焰发展进入稳定阶段后，由于前锋区域的涡流强度增大，撞壁火焰铺展高度、撞壁火焰铺展宽度和撞壁火焰面积都随海拔升高而增大，但在火焰发展初期，由于撞壁平板的冷却作用，撞壁火焰尺寸在海拔升高到4500m时减小；空间积分火焰亮度和时间积分火焰亮度均随海拔升高而增大，海拔升高到4500m时碳烟生成速率和氧化速率均增大。

摘要：
摘要： 采用流体仿真软件CONVERGE开展了基于双直喷策略的低负荷工况下二代生物柴油/汽油活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition, RCCI)燃烧模式的数值模拟研究，对比了常规进气道喷射汽油RCCI和双直喷RCCI的燃烧特性，并探讨了双燃料喷射时刻对双直喷RCCI燃烧的影响。结果表明：相比常规进气道喷射汽油RCCI，双直喷RCCI能够有效控制缸内汽油混合气分布，改善不完全燃烧现象；随着汽油直喷时刻的推迟，分层燃烧减弱，燃烧持续期缩短，燃烧效率降低，热效率先减小再增大后又减小，NOx排放减少而碳烟排放增加；随着二代生物柴油喷射时刻的推迟，分层燃烧加剧，燃烧持续期延长，燃烧效率升高，热效率先增大而后减小，NOx排放增加而碳烟排放减少。

摘要：
针对大缸径低速二冲程船用柴油机，废气再循环(EGR)技术满足Tier Ⅲ排放时造成的油耗恶化问题，采用三维数值模拟手段，研究了EGR氛围下多次喷射与燃油喷射角度对发动机油气混合、燃烧及排放的影响。结果表明，采用30%EGR率可满足Tier Ⅲ排放标准；喷油角度直接决定缸内混合气形成过程，喷油角度过小会导致气缸中心油束重叠形成浓混合气区，缸内空气无法充分利用；喷油角过大会导致喷雾油束和火焰撞壁，缸壁散热损失增加；而适中的喷油角度（20°）有利于提升功率，降低油耗。在EGR氛围下通过协同优化多次喷射与喷油角度，采用30%EGR率结合10.0%预喷量，主预喷间隔为15°，喷油角20°，可使NOx排放降低65.5%，油耗仅增加1.24%；采用三次喷射可进一步改善油耗与NOx排放之间的折衷关系，但优化潜力有限。

摘要：
以正丁醇作为助溶剂，形成柴油甲醇正丁醇混合燃料，并将混合燃料在单缸四冲程柴油机上进行试验研究，探究混合燃料对柴油机排放特性的影响。试验所用的混合燃料中醇类的体积比为5.09%、9.82%、14.66%和19.35%，其中甲醇在混合燃料中所占体积比为2.51%、5.01%、7.53%和10.08%，正丁醇在混合燃料中所占体积比为2.67%、4.81%、7.13%和9.27%。研究表明：燃用混合燃料柴油机有效燃油消耗率、热效率分别增加0.18%~4.08%和0.28%~3.54%；输出功率、输出转矩分别下降0.75%~11.37%和1.42%~25.03%；CO、NO、NOx等常规气体排放、PM2.5排放分别下降2.76%~45.15%、3.55%~29.21%和3.55%~20.03%；但柴油中添加醇类燃料会导致甲醛、乙醛及挥发性有机化合物等非常规排放分别上升2.78%~60.53%、5.15%~63.81%和3.75%~45.49%；柴油机燃用混合燃料PM2.5排放降低7.09%~48.94%。综上所述，柴油机燃用柴油与醇类燃料形成的混合燃料可以实现在降低NOx排放的同时降低PM2.5排放。

摘要：
针对某国Ⅵ天然气发动机各缸燃烧一致性差异过大的问题，利用计算流体力学（CFD）软件STAR-CCM+对该发动机的进气管路开展废气再循环（exhaust gas recirculation， EGR）率均匀性分析，发现第1缸~第3缸的EGR率高于第4缸~第6缸，1200r/min全负荷工况EGR率相对偏差为-29.9%~34.2%。分析表明，EGR的引出方式为第1缸~第3缸单侧取气，导致EGR进气入口存在较大波动，是造成各缸EGR率分配不均的主要原因。从降低管路内EGR废气波动的角度提出了两种进气管路优化方案，使EGR废气在进入稳压腔之前得到了充分混合，各缸EGR率均匀性得到明显提高，EGR率相对偏差在±5%以内。

摘要：
为研究不同海拔下柴油机颗粒过滤器（diesel particulate filter, DPF）碳烟加载规律及再生特性，在一台高压共轨柴油机上分别在两种大气压力（80kPa和100kPa）下进行了试验研究。研究内容包括全球统一瞬态循环（world harmonized transient cycle, WHTC）排放测试、DPF碳烟加载及压降特性、DPF再生过程温度场及压降特性。结果表明：高原环境下DPF的排气温度和各项排放数据指标均高于平原环境。高原环境下压降损失随碳烟的累积呈现出先快速增加后缓慢增加的趋势。再生温度和海拔高度对DPF再生压降、载体再生峰值温度、载体再生径向和轴向温度梯度、再生时机均有影响；再生温度越高及海拔越低，DPF再生压降越高；再生温度及海拔越高，再生时载体的峰值温度越高且载体径向和轴向温度梯度越大。

摘要：
基于一台改装后的压缩比为17的压燃式单缸发动机，展开不同喷油压力对汽油压燃燃烧模式发动机燃烧特性、爆震特性、效率特性和排放特性的研究，结果表明随着喷油压力的增加，缸内混合气形成速度加快，混合气着火时刻提前，燃烧持续期缩短，热效率呈现出先增大后略微降低的趋势。喷油压力的增加使得发动机爆震趋势增强，为降低最大压力升高率和爆震强度，采用推迟喷油策略，但高喷油压力下缸内燃烧对喷油时刻变得敏感，易产生较大的平均指示压力循环波动或爆震，燃烧控制难度增加。对不同喷油压力下爆震循环的缸压信号进行分析得出喷油压力对爆震频率无明显影响。喷油压力升高会使得未燃碳氢和CO排放降低，但同时也会使得NOx排放增加。

摘要：
在GT-SUITE中建立了一维重型柴油机瞬态冷却系统仿真模型，并对冷却系统控制策略的开发方法和控制效果进行了研究。以降低冷却系统附件最小功耗及提高冷却液温度控制精度为目标，分别设计了脉谱前馈与模糊控制、变论域模糊控制、变论域模糊控制加水泵比例积分控制3种控制策略，并在全球统一瞬态试验循环工况下进行发动机台架工况与整车车辆运行工况的仿真计算对比。研究结果表明：相比模糊控制，反馈采用变论域模糊控制能使发动机出口冷却液温度振幅减少37.6%，温度处于±0.5℃区间内的时间增加39.98%，且附件总能耗降低8.58%，冷却性能得到明显改善；额外采用水泵比例积分控制能使发动机出口冷却液温度振幅进一步减少16.1%，温度处于±0.5℃区间内的时间增加15.26%，但附件总能耗相比提高10.3%，提高温控精度但牺牲了附件的功耗。脉谱前馈与变论域模糊控制在温控精度与功耗优化方面整体表现最优，整车运行环境下温控精度相比模糊控制提高49.28%，同时功耗降低8.68%。

摘要：
针对农用柴油机在瞬态突加负载工况下因涡轮迟滞效应造成的发动机转速下降和油耗上升问题，提出一种基于负载转矩主动观测的农用柴油机瞬态过程控制算法。首先，建立了农耕机耕地阻力矩和发动机驱动转矩预测模型，采用跟踪微分器实现了作业模式识别、耕深预测及负载转矩预测，设计了增压压力前馈控制器；然后将预测模型的偏差与外部转矩干扰统一视为“总扰动”，采用扩张状态观测器进行在线估计和补偿；接着基于耕深与发动机转速的动态过程信息，采用递推优化算法设计了负载转矩模型的参数学习算法，用于在线优化模型参数，提高前馈精度，降低总扰动观测负担。在试验校准的高精度Simulink平台上，对算法进行仿真验证，结果表明：较传统控制方法，采用该控制方案后，瞬态过程的空气供给速度提升53.1%，指示转矩响应速度提升44.7%，进而使发动机的转速波动降低98.8%，瞬态过程有效燃油消耗率降低7.0%。

摘要：
为研究船用低速柴油机增压器压气机气动噪声，采用计算流体动力学和声学有限元的混合计算方法进行了数值预测。通过试验对压气机计算模型进行了验证。在3个工况下对压气机非定常流场进行了计算，其中压力脉动被用作声学计算中的声源信息；采用声学有限元方法对压气机气动噪声进行了预测。结果表明：计算流体力学和声学有限元的混合计算方法具有较高的计算精度，可以用于压气机气动噪声数值预测；压气机进口气动噪声主要谱成分为离散单音噪声和宽频噪声；离散单音噪声在叶片通过频率处有明显的指向性，存在两个突出峰值。

摘要：
针对某6缸重型柴油机排气歧管热机疲劳裂纹故障，采用仿真分析的手段对其失效机理进行了相关研究。研究表明：排气歧管在热机工况下，管身主要承受压应力作用，部分区域由于压应力过大发生塑性变形，在冷机工况时由于发生塑性变形的区域不能自由恢复至原状态，应力状态由压应力转化为拉应力，在这种反复拉压应力作用下发生疲劳失效。排气歧管的热机疲劳寿命采用基于Sehitoglu的热机疲劳理论进行了预测评估。