摘要：
基于某型低速柴油机，利用CONVERGE仿真软件建立了柴油模式缸内燃烧模型，并根据试验数据进行了燃烧模型标定。在标定的柴油模式缸内燃烧模型的基础上，将3个甲醇喷射器和3个引燃柴油喷射器安装在缸盖上，每个甲醇喷射器与引燃柴油喷射器成30°夹角安装，开展了柴油引燃甲醇燃烧模式缸内燃烧模拟，在100%负荷下研究了甲醇喷射器喷孔大小、引燃柴油喷射正时对发动机着火及燃烧过程的影响及与原柴油模式的对比。研究表明：甲醇喷射持续期为25°时，可以得到与原柴油机相近的缸内峰值压力水平；甲醇喷射正时不变的情况下随着引燃油喷射正时的提前角减小，发动机整体性能呈下降趋势，但下降幅度较小。

摘要：
使用CONVERGE发动机仿真软件，基于流固耦合建立了撞壁喷雾火焰瞬时传热仿真模型，并利用试验数据对仿真模型进行了标定。利用该模型探究了撞壁距离、喷射压力及环境氧体积分数对喷雾火焰撞壁瞬时传热特性的影响。仿真计算结果表明：撞壁距离的变化对壁面传热的影响不大，喷射压力升高及环境氧体积分数的增加都会使喷雾火焰撞壁瞬时壁面传热损失升高。

摘要：
将一台增压直喷米勒循环汽油机改制成高压缩比（13.8）甲醇直喷点燃式发动机，在2 750 r/min、平均有效压力（brake mean effective pressure， BMEP）为1.1 MPa及1.5 MPa工况下研究了稀燃对甲醇直喷发动机燃烧、排放及热效率的影响。结果表明：随过量空气系数λ增大，甲醇直喷发动机滞燃期和燃烧持续期逐渐延长，高稀释率下燃烧滞燃期和持续期明显短于汽油原机。在1.1 MPa BMEP工况下，发动机的稳定燃烧极限从汽油原机的λ=1.5拓宽到甲醇直喷的1.7以上。气体排放方面，随λ增大，甲醇直喷发动机HC排放逐渐增加，而CO排放先降低后升高，在λ=1.1附近CO排放最低。与汽油原机相比，甲醇直喷发动机在各过量空气系数下均表现出更低的NO_x、HC及CO排放。热效率方面，发动机在BMEP为1.1 MPa下，汽油原机和甲醇直喷的最大有效热效率分别为39.8%和44.1%，热效率绝对值分别较当量比燃烧提升2.5%和3.2%。BMEP提高到1.5 MPa后，甲醇直喷发动机在λ=1.4实现了44.5%的最大有效热效率。

摘要：
为了改善内燃机燃烧与排放，探究反应活性控制压燃（reactivity controlled compression ignition， RCCI）燃烧规律，在一台轻型光学发动机上对比了缸内分别直喷柴油和聚甲氧基二甲醚（polyoxymethylene dimethyl ethers， PODE）引燃进气道喷射乙醇的燃烧特性。通过调节缸内直喷的喷油时刻和喷油比例，对燃烧过程进行了可视化试验分析。结果表明：随喷油时刻不断推迟，缸内燃烧压力与放热率呈现先增后减的趋势，喷油时刻在上止点前20°时燃烧效果最好。随着缸内直喷燃油比例的增加，每循环燃烧压力峰值和放热率峰值不断增加，燃烧相位提前，燃烧更充分。利用高速成像技术获得的图片结果显示：两种引燃模式下火焰均发生于近壁区域并向四周扩散。火焰亮度最高和面积最大的时刻出现在燃烧始点附近。PODE引燃乙醇时火焰场中无曝光区域而柴油引燃乙醇时存在较多曝光区。PODE/乙醇燃料组合相对于柴油/乙醇燃料组合的缸压和放热率峰值更高，滞燃期和燃烧持续期更短，燃烧效率更高，碳烟生成量更少。

摘要：
以缸压、放热、油耗趋势、排放趋势、壁面传热、空气利用率作为衡量柴油机燃烧特性的关键，研究了某大功率四冲程柴油机17组不同燃烧室型线和喷嘴规格对燃烧特性的影响。研究表明，对于此类发动机，当喷孔数量、喷孔夹角、燃料流率和活塞碗型线中的3个变量固定时，8孔喷嘴具有更低的油耗、NO_x排放，但缸盖、缸套传热较高；145°喷孔夹角喷嘴将导致燃油分布和燃烧过程较差，导致NO_x排放和油耗偏高；高燃油流率可降低指示油耗和NO_x排放，但缸盖传热增加，缸套传热降低；增加碗口与喉口的深度和角度都将导致NO_x排放升高但油耗获得细微改善，增加碗口角度不利于提升空气利用率，增加喉口深度和角度均会导致缸盖和缸套的传热显著升高。

摘要：
建立了12V150高功率密度柴油机凸轮轴全阀系动力学模型，以跃度（配气机构运动学指标）、接触应力（动力学指标）、润滑系数（流体动力润滑特性指标）作为优化目标，选取第二分段宽度、第六分段幅值和第二分段幅值作为对称式六分段凸轮加速度型线的关键设计参数，通过参变量扫值和正交试验设计进行了极差分析和方差分析，完成了对称式六分段凸轮加速度型线设计中关键参数的多目标优化。结果表明，第二分段宽度对凸轮接触应力最大值及润滑系数最大值影响高度显著，第二分段宽度和第二分段幅值对跃度最大值影响高度显著。接触应力最大值与润滑系数最大值可作为主要权衡目标进行优化，而跃度最大值可由第二分段幅值进行有效调节。

摘要：
通过开展不同低压供油压力和单泵关键结构参数对多泵一致性的影响研究，获得了多泵供油特性随各参数的变化规律。利用AMESim一维仿真软件建立了电控单体泵（electronic unit pump， EUP）单泵和某8 V柴油机多泵供油系统模型，对比试验数据验证模型的准确性。随后探究了低压供油压力和凸轮转速对单泵及8 V多泵供油系统中同侧4个单体泵的充油压力和供油压力的影响，确定0.6 MPa为最合适的低压供油压力，并获得了各缸供油峰值压力和峰值压力一致性的变化规律。同时研究了单个单体泵主要结构参数对自身和同侧4个单体泵的影响，得到散差随各参数的变化规律。研究结果表明：半锥角和高压油道直径变化时整体散差变动幅度均在0.5%以内；控制阀升程和柱塞直径变化时，喷油量和峰值压力散差波动的幅度分别为2.03%、0.58%和0.93%、0.19%，因此在加工制造时要严格控制控制阀升程和柱塞直径的精度。

摘要：
为改善柴油机全浮式活塞销与连杆小头间的润滑与冲击特性，基于弹流润滑理论和粗糙峰接触理论，采用测试与仿真分析方法，运用AVL Power Unit建立活塞连杆组柔性多体动力学模型，研究不同抛物型线和三角型线方案连杆小头衬套对连杆小头轴承润滑与活塞销冲击特性的影响。结果表明：在润滑与冲击特性方面，效果最好的是抛物型线衬套，而三角型线衬套由于平均间隙较大，不能形成有效的润滑，润滑与冲击特性相对较差，其中抛物型线相比直线型线最小油膜厚度最小值平均增加了0.104 μm，峰值油膜压力最大值平均降低了8.29 MPa，峰值油膜压力平均值平均增加了7.62 MPa，峰值粗糙接触压力最大值平均降低了77.19 MPa。综合连杆小头轴承润滑与活塞销冲击特性，采用最大径向切削量为12 μm的抛物型线衬套是最优的连杆小头衬套型线方案，对连杆小头轴承润滑与活塞销的冲击性能改善较大，其中最小油膜厚度的最小值增加了0.170 μm，峰值油膜压力最大值减小了8.28 MPa，峰值粗糙接触压力最大值降低了119.49 MPa，进气冲程前期和排气冲程后期活塞销加速运动阶段相对于连杆小头的纵向加速度峰值分别减小了0.33 mm/s²和0.24 mm/s²。

摘要：
为了实现对内燃机气缸盖鼻梁区热疲劳损伤的重点监测，获得高辨识度重构影像，提出了一种基于扇环插值的多尺度热场图案构造方法。首先，结合内燃机气缸盖内壁的热场分布规律，将气缸盖火力面划分成多尺度的热场区域，剖析内壁各区域易出现热疲劳损伤的机率，确定其分辨率。其次，基于圆弧插补的思想，把划分好的多尺度热场区域离散成由多条圆弧点群组成的扇环区域。然后，对扇环区域内的每条圆弧分别进行插值得到扇环热场图案，再将各个扇环热场图案组合成多尺度热场图案。最后，将构造出的多尺度热场图案和缸盖外壁的热能进行关联运算，重构出气缸盖内壁影像。为了验证本文方法的合理性，将重构出的内壁影像与基于双线性插值构造热场图案下的重构影像进行对比分析。分析结果表明，本文采用的方法重构出的有裂纹和无裂纹气缸盖内壁影像对比度较基于双线性插值方式构造热场图案的重构影像提升了74.77%和75.09%，结构相似度和峰值信噪比也略有提升，且本文中采用的方法更利于热疲劳损伤所导致的裂纹等缺陷的检测和非重点检测区域重构影像的质量提升。

摘要：
针对柴油机向高功率密度方向发展对活塞销孔承载能力提出越来越高的要求，提出了活塞销孔型线多目标优化设计方法。首先，建立1/4活塞连杆组热–机耦合模型，通过对比仿真模型的销孔接触压力分布与台架试验下活塞销孔磨损情况，验证了仿真模型的准确性。随后，选取销孔型线参数为设计变量建立活塞销孔型线参数化模型，以活塞销孔峰值接触压力和销孔、内冷油腔、燃烧室喉口的最大等效应力为优化目标，在设计空间内进行优化拉丁超立方采样，结合响应目标值建立代理模型，并使用决定系数验证其精度。最后，采用第二代非劣排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对销孔型线进行多目标优化，获得了销孔型线优化设计参数。结果表明：在保证活塞其他重要部位应力取得较小值的情况下，优化后的销孔峰值接触压力降低了24.5%。

摘要：
开发了一种基于连杆力无线测量的活塞组摩擦力在线测量方法，给出了摩擦力测量原理和连杆力无线测量方案。在对测量系统进行标定和验证基础上，实现了某大功率柴油机运转工况下活塞组摩擦力的在线测量。结果表明，所开发的测量方法具有较高的精度，可以捕捉发动机工作过程中活塞组摩擦力的变化规律，并具有很好的一致性，能够为发动机活塞组的低摩擦设计提供试验支持。

摘要：
为了减小热机载荷对活塞疲劳寿命的影响，以一款非道路柴油机为研究对象，建立了活塞疲劳寿命模型，并通过活塞温度场试验验证了模型的准确性。通过单因素试验确定了不同因素的取值范围，并利用Plackett-Burman试验设计分析了各个因素对活塞热–机耦合应力的影响权重及分布规律。将影响权重较大的因素引入Box-Behnken多因素优化算法，以提高活塞疲劳寿命为优化目标，得到销孔铜套最优结构参数。综合研究表明，优化后的方案与原方案相比，热–机耦合应力降低了56.86 MPa，降幅达28.75％；活塞疲劳寿命提高了6.46×10⁹次，提高幅值为448.61％。合理增加铜套水平椭圆度、内侧直径增量、摩擦副之间的摩擦系数和铜套–销间隙，可以有效减少活塞热–机耦合应力，提高活塞的疲劳寿命。

摘要：
以某车用发动机活塞为研究对象，基于有限元法建立La₂Zr₂O₇–8YSZ双陶瓷层热障涂层活塞模型，研究陶瓷面层、底部陶瓷层、基体的热–机耦合应力及其双陶瓷层结构对活塞基体的影响。根据温度场分析，陶瓷面层厚度为0.15 mm时，La₂Zr₂O₇–8YSZ涂层活塞基体、陶瓷面层、底部陶瓷层的最高温度分别是271 ℃、438 ℃、363 ℃。随着陶瓷面层厚度增加，活塞基体温度降低，活塞顶面温度升高。热应力分析表明无涂层活塞的最大热应力出现在环槽处，最大值是64 MPa，而涂层活塞基体的最大热应力出现在燃烧室喉口及其顶部边缘部分。受机械负荷影响，无涂层活塞和涂层活塞基体耦合应力最大值均出现在销座处，陶瓷面层和底部陶瓷层最大热–机耦合应力出现在各自底面。随着陶瓷面层厚度增加，陶瓷面层和底部陶瓷层最大耦合应力缓慢减小，活塞基体耦合应力基本不变。

摘要：
基于某型低速柴油机，利用CONVERGE仿真软件建立了柴油模式缸内燃烧模型，并根据试验数据进行了燃烧模型标定。在标定的柴油模式缸内燃烧模型的基础上，将3个甲醇喷射器和3个引燃柴油喷射器安装在缸盖上，每个甲醇喷射器与引燃柴油喷射器成30°夹角安装，开展了柴油引燃甲醇燃烧模式缸内燃烧模拟，在100%负荷下研究了甲醇喷射器喷孔大小、引燃柴油喷射正时对发动机着火及燃烧过程的影响及与原柴油模式的对比。研究表明：甲醇喷射持续期为25°时，可以得到与原柴油机相近的缸内峰值压力水平；甲醇喷射正时不变的情况下随着引燃油喷射正时的提前角减小，发动机整体性能呈下降趋势，但下降幅度较小。

摘要：
使用CONVERGE发动机仿真软件，基于流固耦合建立了撞壁喷雾火焰瞬时传热仿真模型，并利用试验数据对仿真模型进行了标定。利用该模型探究了撞壁距离、喷射压力及环境氧体积分数对喷雾火焰撞壁瞬时传热特性的影响。仿真计算结果表明：撞壁距离的变化对壁面传热的影响不大，喷射压力升高及环境氧体积分数的增加都会使喷雾火焰撞壁瞬时壁面传热损失升高。

摘要：
将一台增压直喷米勒循环汽油机改制成高压缩比（13.8）甲醇直喷点燃式发动机，在2 750 r/min、平均有效压力（brake mean effective pressure， BMEP）为1.1 MPa及1.5 MPa工况下研究了稀燃对甲醇直喷发动机燃烧、排放及热效率的影响。结果表明：随过量空气系数λ增大，甲醇直喷发动机滞燃期和燃烧持续期逐渐延长，高稀释率下燃烧滞燃期和持续期明显短于汽油原机。在1.1 MPa BMEP工况下，发动机的稳定燃烧极限从汽油原机的λ=1.5拓宽到甲醇直喷的1.7以上。气体排放方面，随λ增大，甲醇直喷发动机HC排放逐渐增加，而CO排放先降低后升高，在λ=1.1附近CO排放最低。与汽油原机相比，甲醇直喷发动机在各过量空气系数下均表现出更低的NO_x、HC及CO排放。热效率方面，发动机在BMEP为1.1 MPa下，汽油原机和甲醇直喷的最大有效热效率分别为39.8%和44.1%，热效率绝对值分别较当量比燃烧提升2.5%和3.2%。BMEP提高到1.5 MPa后，甲醇直喷发动机在λ=1.4实现了44.5%的最大有效热效率。

摘要：
为了改善内燃机燃烧与排放，探究反应活性控制压燃（reactivity controlled compression ignition， RCCI）燃烧规律，在一台轻型光学发动机上对比了缸内分别直喷柴油和聚甲氧基二甲醚（polyoxymethylene dimethyl ethers， PODE）引燃进气道喷射乙醇的燃烧特性。通过调节缸内直喷的喷油时刻和喷油比例，对燃烧过程进行了可视化试验分析。结果表明：随喷油时刻不断推迟，缸内燃烧压力与放热率呈现先增后减的趋势，喷油时刻在上止点前20°时燃烧效果最好。随着缸内直喷燃油比例的增加，每循环燃烧压力峰值和放热率峰值不断增加，燃烧相位提前，燃烧更充分。利用高速成像技术获得的图片结果显示：两种引燃模式下火焰均发生于近壁区域并向四周扩散。火焰亮度最高和面积最大的时刻出现在燃烧始点附近。PODE引燃乙醇时火焰场中无曝光区域而柴油引燃乙醇时存在较多曝光区。PODE/乙醇燃料组合相对于柴油/乙醇燃料组合的缸压和放热率峰值更高，滞燃期和燃烧持续期更短，燃烧效率更高，碳烟生成量更少。

摘要：
以缸压、放热、油耗趋势、排放趋势、壁面传热、空气利用率作为衡量柴油机燃烧特性的关键，研究了某大功率四冲程柴油机17组不同燃烧室型线和喷嘴规格对燃烧特性的影响。研究表明，对于此类发动机，当喷孔数量、喷孔夹角、燃料流率和活塞碗型线中的3个变量固定时，8孔喷嘴具有更低的油耗、NO_x排放，但缸盖、缸套传热较高；145°喷孔夹角喷嘴将导致燃油分布和燃烧过程较差，导致NO_x排放和油耗偏高；高燃油流率可降低指示油耗和NO_x排放，但缸盖传热增加，缸套传热降低；增加碗口与喉口的深度和角度都将导致NO_x排放升高但油耗获得细微改善，增加碗口角度不利于提升空气利用率，增加喉口深度和角度均会导致缸盖和缸套的传热显著升高。

摘要：
建立了12V150高功率密度柴油机凸轮轴全阀系动力学模型，以跃度（配气机构运动学指标）、接触应力（动力学指标）、润滑系数（流体动力润滑特性指标）作为优化目标，选取第二分段宽度、第六分段幅值和第二分段幅值作为对称式六分段凸轮加速度型线的关键设计参数，通过参变量扫值和正交试验设计进行了极差分析和方差分析，完成了对称式六分段凸轮加速度型线设计中关键参数的多目标优化。结果表明，第二分段宽度对凸轮接触应力最大值及润滑系数最大值影响高度显著，第二分段宽度和第二分段幅值对跃度最大值影响高度显著。接触应力最大值与润滑系数最大值可作为主要权衡目标进行优化，而跃度最大值可由第二分段幅值进行有效调节。

摘要：
通过开展不同低压供油压力和单泵关键结构参数对多泵一致性的影响研究，获得了多泵供油特性随各参数的变化规律。利用AMESim一维仿真软件建立了电控单体泵（electronic unit pump， EUP）单泵和某8 V柴油机多泵供油系统模型，对比试验数据验证模型的准确性。随后探究了低压供油压力和凸轮转速对单泵及8 V多泵供油系统中同侧4个单体泵的充油压力和供油压力的影响，确定0.6 MPa为最合适的低压供油压力，并获得了各缸供油峰值压力和峰值压力一致性的变化规律。同时研究了单个单体泵主要结构参数对自身和同侧4个单体泵的影响，得到散差随各参数的变化规律。研究结果表明：半锥角和高压油道直径变化时整体散差变动幅度均在0.5%以内；控制阀升程和柱塞直径变化时，喷油量和峰值压力散差波动的幅度分别为2.03%、0.58%和0.93%、0.19%，因此在加工制造时要严格控制控制阀升程和柱塞直径的精度。

摘要：
为改善柴油机全浮式活塞销与连杆小头间的润滑与冲击特性，基于弹流润滑理论和粗糙峰接触理论，采用测试与仿真分析方法，运用AVL Power Unit建立活塞连杆组柔性多体动力学模型，研究不同抛物型线和三角型线方案连杆小头衬套对连杆小头轴承润滑与活塞销冲击特性的影响。结果表明：在润滑与冲击特性方面，效果最好的是抛物型线衬套，而三角型线衬套由于平均间隙较大，不能形成有效的润滑，润滑与冲击特性相对较差，其中抛物型线相比直线型线最小油膜厚度最小值平均增加了0.104 μm，峰值油膜压力最大值平均降低了8.29 MPa，峰值油膜压力平均值平均增加了7.62 MPa，峰值粗糙接触压力最大值平均降低了77.19 MPa。综合连杆小头轴承润滑与活塞销冲击特性，采用最大径向切削量为12 μm的抛物型线衬套是最优的连杆小头衬套型线方案，对连杆小头轴承润滑与活塞销的冲击性能改善较大，其中最小油膜厚度的最小值增加了0.170 μm，峰值油膜压力最大值减小了8.28 MPa，峰值粗糙接触压力最大值降低了119.49 MPa，进气冲程前期和排气冲程后期活塞销加速运动阶段相对于连杆小头的纵向加速度峰值分别减小了0.33 mm/s²和0.24 mm/s²。

摘要：
为了实现对内燃机气缸盖鼻梁区热疲劳损伤的重点监测，获得高辨识度重构影像，提出了一种基于扇环插值的多尺度热场图案构造方法。首先，结合内燃机气缸盖内壁的热场分布规律，将气缸盖火力面划分成多尺度的热场区域，剖析内壁各区域易出现热疲劳损伤的机率，确定其分辨率。其次，基于圆弧插补的思想，把划分好的多尺度热场区域离散成由多条圆弧点群组成的扇环区域。然后，对扇环区域内的每条圆弧分别进行插值得到扇环热场图案，再将各个扇环热场图案组合成多尺度热场图案。最后，将构造出的多尺度热场图案和缸盖外壁的热能进行关联运算，重构出气缸盖内壁影像。为了验证本文方法的合理性，将重构出的内壁影像与基于双线性插值构造热场图案下的重构影像进行对比分析。分析结果表明，本文采用的方法重构出的有裂纹和无裂纹气缸盖内壁影像对比度较基于双线性插值方式构造热场图案的重构影像提升了74.77%和75.09%，结构相似度和峰值信噪比也略有提升，且本文中采用的方法更利于热疲劳损伤所导致的裂纹等缺陷的检测和非重点检测区域重构影像的质量提升。

摘要：
针对柴油机向高功率密度方向发展对活塞销孔承载能力提出越来越高的要求，提出了活塞销孔型线多目标优化设计方法。首先，建立1/4活塞连杆组热–机耦合模型，通过对比仿真模型的销孔接触压力分布与台架试验下活塞销孔磨损情况，验证了仿真模型的准确性。随后，选取销孔型线参数为设计变量建立活塞销孔型线参数化模型，以活塞销孔峰值接触压力和销孔、内冷油腔、燃烧室喉口的最大等效应力为优化目标，在设计空间内进行优化拉丁超立方采样，结合响应目标值建立代理模型，并使用决定系数验证其精度。最后，采用第二代非劣排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对销孔型线进行多目标优化，获得了销孔型线优化设计参数。结果表明：在保证活塞其他重要部位应力取得较小值的情况下，优化后的销孔峰值接触压力降低了24.5%。

摘要：
开发了一种基于连杆力无线测量的活塞组摩擦力在线测量方法，给出了摩擦力测量原理和连杆力无线测量方案。在对测量系统进行标定和验证基础上，实现了某大功率柴油机运转工况下活塞组摩擦力的在线测量。结果表明，所开发的测量方法具有较高的精度，可以捕捉发动机工作过程中活塞组摩擦力的变化规律，并具有很好的一致性，能够为发动机活塞组的低摩擦设计提供试验支持。

摘要：
为了减小热机载荷对活塞疲劳寿命的影响，以一款非道路柴油机为研究对象，建立了活塞疲劳寿命模型，并通过活塞温度场试验验证了模型的准确性。通过单因素试验确定了不同因素的取值范围，并利用Plackett-Burman试验设计分析了各个因素对活塞热–机耦合应力的影响权重及分布规律。将影响权重较大的因素引入Box-Behnken多因素优化算法，以提高活塞疲劳寿命为优化目标，得到销孔铜套最优结构参数。综合研究表明，优化后的方案与原方案相比，热–机耦合应力降低了56.86 MPa，降幅达28.75％；活塞疲劳寿命提高了6.46×10⁹次，提高幅值为448.61％。合理增加铜套水平椭圆度、内侧直径增量、摩擦副之间的摩擦系数和铜套–销间隙，可以有效减少活塞热–机耦合应力，提高活塞的疲劳寿命。

摘要：
以某车用发动机活塞为研究对象，基于有限元法建立La₂Zr₂O₇–8YSZ双陶瓷层热障涂层活塞模型，研究陶瓷面层、底部陶瓷层、基体的热–机耦合应力及其双陶瓷层结构对活塞基体的影响。根据温度场分析，陶瓷面层厚度为0.15 mm时，La₂Zr₂O₇–8YSZ涂层活塞基体、陶瓷面层、底部陶瓷层的最高温度分别是271 ℃、438 ℃、363 ℃。随着陶瓷面层厚度增加，活塞基体温度降低，活塞顶面温度升高。热应力分析表明无涂层活塞的最大热应力出现在环槽处，最大值是64 MPa，而涂层活塞基体的最大热应力出现在燃烧室喉口及其顶部边缘部分。受机械负荷影响，无涂层活塞和涂层活塞基体耦合应力最大值均出现在销座处，陶瓷面层和底部陶瓷层最大热–机耦合应力出现在各自底面。随着陶瓷面层厚度增加，陶瓷面层和底部陶瓷层最大耦合应力缓慢减小，活塞基体耦合应力基本不变。

摘要：
基于某型低速柴油机，利用CONVERGE仿真软件建立了柴油模式缸内燃烧模型，并根据试验数据进行了燃烧模型标定。在标定的柴油模式缸内燃烧模型的基础上，将3个甲醇喷射器和3个引燃柴油喷射器安装在缸盖上，每个甲醇喷射器与引燃柴油喷射器成30°夹角安装，开展了柴油引燃甲醇燃烧模式缸内燃烧模拟，在100%负荷下研究了甲醇喷射器喷孔大小、引燃柴油喷射正时对发动机着火及燃烧过程的影响及与原柴油模式的对比。研究表明：甲醇喷射持续期为25°时，可以得到与原柴油机相近的缸内峰值压力水平；甲醇喷射正时不变的情况下随着引燃油喷射正时的提前角减小，发动机整体性能呈下降趋势，但下降幅度较小。

摘要：
使用CONVERGE发动机仿真软件，基于流固耦合建立了撞壁喷雾火焰瞬时传热仿真模型，并利用试验数据对仿真模型进行了标定。利用该模型探究了撞壁距离、喷射压力及环境氧体积分数对喷雾火焰撞壁瞬时传热特性的影响。仿真计算结果表明：撞壁距离的变化对壁面传热的影响不大，喷射压力升高及环境氧体积分数的增加都会使喷雾火焰撞壁瞬时壁面传热损失升高。

摘要：
将一台增压直喷米勒循环汽油机改制成高压缩比（13.8）甲醇直喷点燃式发动机，在2 750 r/min、平均有效压力（brake mean effective pressure， BMEP）为1.1 MPa及1.5 MPa工况下研究了稀燃对甲醇直喷发动机燃烧、排放及热效率的影响。结果表明：随过量空气系数λ增大，甲醇直喷发动机滞燃期和燃烧持续期逐渐延长，高稀释率下燃烧滞燃期和持续期明显短于汽油原机。在1.1 MPa BMEP工况下，发动机的稳定燃烧极限从汽油原机的λ=1.5拓宽到甲醇直喷的1.7以上。气体排放方面，随λ增大，甲醇直喷发动机HC排放逐渐增加，而CO排放先降低后升高，在λ=1.1附近CO排放最低。与汽油原机相比，甲醇直喷发动机在各过量空气系数下均表现出更低的NO_x、HC及CO排放。热效率方面，发动机在BMEP为1.1 MPa下，汽油原机和甲醇直喷的最大有效热效率分别为39.8%和44.1%，热效率绝对值分别较当量比燃烧提升2.5%和3.2%。BMEP提高到1.5 MPa后，甲醇直喷发动机在λ=1.4实现了44.5%的最大有效热效率。

摘要：
为了改善内燃机燃烧与排放，探究反应活性控制压燃（reactivity controlled compression ignition， RCCI）燃烧规律，在一台轻型光学发动机上对比了缸内分别直喷柴油和聚甲氧基二甲醚（polyoxymethylene dimethyl ethers， PODE）引燃进气道喷射乙醇的燃烧特性。通过调节缸内直喷的喷油时刻和喷油比例，对燃烧过程进行了可视化试验分析。结果表明：随喷油时刻不断推迟，缸内燃烧压力与放热率呈现先增后减的趋势，喷油时刻在上止点前20°时燃烧效果最好。随着缸内直喷燃油比例的增加，每循环燃烧压力峰值和放热率峰值不断增加，燃烧相位提前，燃烧更充分。利用高速成像技术获得的图片结果显示：两种引燃模式下火焰均发生于近壁区域并向四周扩散。火焰亮度最高和面积最大的时刻出现在燃烧始点附近。PODE引燃乙醇时火焰场中无曝光区域而柴油引燃乙醇时存在较多曝光区。PODE/乙醇燃料组合相对于柴油/乙醇燃料组合的缸压和放热率峰值更高，滞燃期和燃烧持续期更短，燃烧效率更高，碳烟生成量更少。

摘要：
以缸压、放热、油耗趋势、排放趋势、壁面传热、空气利用率作为衡量柴油机燃烧特性的关键，研究了某大功率四冲程柴油机17组不同燃烧室型线和喷嘴规格对燃烧特性的影响。研究表明，对于此类发动机，当喷孔数量、喷孔夹角、燃料流率和活塞碗型线中的3个变量固定时，8孔喷嘴具有更低的油耗、NO_x排放，但缸盖、缸套传热较高；145°喷孔夹角喷嘴将导致燃油分布和燃烧过程较差，导致NO_x排放和油耗偏高；高燃油流率可降低指示油耗和NO_x排放，但缸盖传热增加，缸套传热降低；增加碗口与喉口的深度和角度都将导致NO_x排放升高但油耗获得细微改善，增加碗口角度不利于提升空气利用率，增加喉口深度和角度均会导致缸盖和缸套的传热显著升高。

摘要：
建立了12V150高功率密度柴油机凸轮轴全阀系动力学模型，以跃度（配气机构运动学指标）、接触应力（动力学指标）、润滑系数（流体动力润滑特性指标）作为优化目标，选取第二分段宽度、第六分段幅值和第二分段幅值作为对称式六分段凸轮加速度型线的关键设计参数，通过参变量扫值和正交试验设计进行了极差分析和方差分析，完成了对称式六分段凸轮加速度型线设计中关键参数的多目标优化。结果表明，第二分段宽度对凸轮接触应力最大值及润滑系数最大值影响高度显著，第二分段宽度和第二分段幅值对跃度最大值影响高度显著。接触应力最大值与润滑系数最大值可作为主要权衡目标进行优化，而跃度最大值可由第二分段幅值进行有效调节。

摘要：
通过开展不同低压供油压力和单泵关键结构参数对多泵一致性的影响研究，获得了多泵供油特性随各参数的变化规律。利用AMESim一维仿真软件建立了电控单体泵（electronic unit pump， EUP）单泵和某8 V柴油机多泵供油系统模型，对比试验数据验证模型的准确性。随后探究了低压供油压力和凸轮转速对单泵及8 V多泵供油系统中同侧4个单体泵的充油压力和供油压力的影响，确定0.6 MPa为最合适的低压供油压力，并获得了各缸供油峰值压力和峰值压力一致性的变化规律。同时研究了单个单体泵主要结构参数对自身和同侧4个单体泵的影响，得到散差随各参数的变化规律。研究结果表明：半锥角和高压油道直径变化时整体散差变动幅度均在0.5%以内；控制阀升程和柱塞直径变化时，喷油量和峰值压力散差波动的幅度分别为2.03%、0.58%和0.93%、0.19%，因此在加工制造时要严格控制控制阀升程和柱塞直径的精度。

摘要：
为改善柴油机全浮式活塞销与连杆小头间的润滑与冲击特性，基于弹流润滑理论和粗糙峰接触理论，采用测试与仿真分析方法，运用AVL Power Unit建立活塞连杆组柔性多体动力学模型，研究不同抛物型线和三角型线方案连杆小头衬套对连杆小头轴承润滑与活塞销冲击特性的影响。结果表明：在润滑与冲击特性方面，效果最好的是抛物型线衬套，而三角型线衬套由于平均间隙较大，不能形成有效的润滑，润滑与冲击特性相对较差，其中抛物型线相比直线型线最小油膜厚度最小值平均增加了0.104 μm，峰值油膜压力最大值平均降低了8.29 MPa，峰值油膜压力平均值平均增加了7.62 MPa，峰值粗糙接触压力最大值平均降低了77.19 MPa。综合连杆小头轴承润滑与活塞销冲击特性，采用最大径向切削量为12 μm的抛物型线衬套是最优的连杆小头衬套型线方案，对连杆小头轴承润滑与活塞销的冲击性能改善较大，其中最小油膜厚度的最小值增加了0.170 μm，峰值油膜压力最大值减小了8.28 MPa，峰值粗糙接触压力最大值降低了119.49 MPa，进气冲程前期和排气冲程后期活塞销加速运动阶段相对于连杆小头的纵向加速度峰值分别减小了0.33 mm/s²和0.24 mm/s²。

摘要：
为了实现对内燃机气缸盖鼻梁区热疲劳损伤的重点监测，获得高辨识度重构影像，提出了一种基于扇环插值的多尺度热场图案构造方法。首先，结合内燃机气缸盖内壁的热场分布规律，将气缸盖火力面划分成多尺度的热场区域，剖析内壁各区域易出现热疲劳损伤的机率，确定其分辨率。其次，基于圆弧插补的思想，把划分好的多尺度热场区域离散成由多条圆弧点群组成的扇环区域。然后，对扇环区域内的每条圆弧分别进行插值得到扇环热场图案，再将各个扇环热场图案组合成多尺度热场图案。最后，将构造出的多尺度热场图案和缸盖外壁的热能进行关联运算，重构出气缸盖内壁影像。为了验证本文方法的合理性，将重构出的内壁影像与基于双线性插值构造热场图案下的重构影像进行对比分析。分析结果表明，本文采用的方法重构出的有裂纹和无裂纹气缸盖内壁影像对比度较基于双线性插值方式构造热场图案的重构影像提升了74.77%和75.09%，结构相似度和峰值信噪比也略有提升，且本文中采用的方法更利于热疲劳损伤所导致的裂纹等缺陷的检测和非重点检测区域重构影像的质量提升。

摘要：
针对柴油机向高功率密度方向发展对活塞销孔承载能力提出越来越高的要求，提出了活塞销孔型线多目标优化设计方法。首先，建立1/4活塞连杆组热–机耦合模型，通过对比仿真模型的销孔接触压力分布与台架试验下活塞销孔磨损情况，验证了仿真模型的准确性。随后，选取销孔型线参数为设计变量建立活塞销孔型线参数化模型，以活塞销孔峰值接触压力和销孔、内冷油腔、燃烧室喉口的最大等效应力为优化目标，在设计空间内进行优化拉丁超立方采样，结合响应目标值建立代理模型，并使用决定系数验证其精度。最后，采用第二代非劣排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对销孔型线进行多目标优化，获得了销孔型线优化设计参数。结果表明：在保证活塞其他重要部位应力取得较小值的情况下，优化后的销孔峰值接触压力降低了24.5%。

摘要：
开发了一种基于连杆力无线测量的活塞组摩擦力在线测量方法，给出了摩擦力测量原理和连杆力无线测量方案。在对测量系统进行标定和验证基础上，实现了某大功率柴油机运转工况下活塞组摩擦力的在线测量。结果表明，所开发的测量方法具有较高的精度，可以捕捉发动机工作过程中活塞组摩擦力的变化规律，并具有很好的一致性，能够为发动机活塞组的低摩擦设计提供试验支持。

摘要：
为了减小热机载荷对活塞疲劳寿命的影响，以一款非道路柴油机为研究对象，建立了活塞疲劳寿命模型，并通过活塞温度场试验验证了模型的准确性。通过单因素试验确定了不同因素的取值范围，并利用Plackett-Burman试验设计分析了各个因素对活塞热–机耦合应力的影响权重及分布规律。将影响权重较大的因素引入Box-Behnken多因素优化算法，以提高活塞疲劳寿命为优化目标，得到销孔铜套最优结构参数。综合研究表明，优化后的方案与原方案相比，热–机耦合应力降低了56.86 MPa，降幅达28.75％；活塞疲劳寿命提高了6.46×10⁹次，提高幅值为448.61％。合理增加铜套水平椭圆度、内侧直径增量、摩擦副之间的摩擦系数和铜套–销间隙，可以有效减少活塞热–机耦合应力，提高活塞的疲劳寿命。

摘要：
以某车用发动机活塞为研究对象，基于有限元法建立La₂Zr₂O₇–8YSZ双陶瓷层热障涂层活塞模型，研究陶瓷面层、底部陶瓷层、基体的热–机耦合应力及其双陶瓷层结构对活塞基体的影响。根据温度场分析，陶瓷面层厚度为0.15 mm时，La₂Zr₂O₇–8YSZ涂层活塞基体、陶瓷面层、底部陶瓷层的最高温度分别是271 ℃、438 ℃、363 ℃。随着陶瓷面层厚度增加，活塞基体温度降低，活塞顶面温度升高。热应力分析表明无涂层活塞的最大热应力出现在环槽处，最大值是64 MPa，而涂层活塞基体的最大热应力出现在燃烧室喉口及其顶部边缘部分。受机械负荷影响，无涂层活塞和涂层活塞基体耦合应力最大值均出现在销座处，陶瓷面层和底部陶瓷层最大热–机耦合应力出现在各自底面。随着陶瓷面层厚度增加，陶瓷面层和底部陶瓷层最大耦合应力缓慢减小，活塞基体耦合应力基本不变。