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代表性科研项目

在研

1. 国家重点研发计划，“超级节能型重型载货汽车混合动力系统开发研究”，2017YFB0103500，2017/07-2020/12，4617万元；

2. 工信部高技术船舶科研项目，“船用400mm缸径低速双燃料机原理样机研制”，CDGC01-KT0308，2016/01-2020/12，1200万元；

3. 国家自然科学基金创新研究群体科学基金，“移动动力装置高效低碳清洁利用的工程热物理问题”，51921004，2020/01-2024/12，1000万元；

4. 国家自然科学基金优秀青年科学基金项目，“内燃机部分预混低温燃烧理论与技术研究”，51922076，2020/01-2022/12，120万；

5. 国家重点研发计划项目，“高原高寒地区动力增效及环境适应性关键技术”，2017YFC0806302，2017/07-2020/12，440万元；

6. 国家重点研发计划-国际合作，“提高中载及重载卡车能效关键技术中美联合研究”，2017YFE0102800，2018/01- 2020/12，312.74万元；

7. 国家自然科学基金重大研究计划集成项目，“发动机燃烧的动力学模型和数据库系统”，91841301，2019/01- 2022/12，120.0万元；

8. 国家自然科学基金面上项目，“汽油压燃低温燃烧碳烟生成机理基础理论研究”，51876140，2019/01-2022/12，63.0万元；

9. 国家自然科学基金面上项目，“基于重型发动机燃烧边界条件的火花辅助汽油压燃燃烧机理基础研究”，51976134，2020/1-2023/12，61万元；

10. 国家自然科学基金重大研究计划，“不同燃料极端条件下的喷雾燃烧机理及燃烧控制方法研究”，91941102，2020/01-2022/12，60万；

11. 国家重点研发计划子课题，“混合动力专用柴油发动机燃烧系统优化”，2018YFB0105902-01，2018/5-2020/12，42.92万元；

12. 东风商用车有限公司合作研发项目，“DDI13两级增压系统开发及应用”，2019/10-2020/11，48.41万元；

已结题

1. 国家自然科学基金国家杰出青年科学基金项目，“内燃机燃烧学”，51125026，2012/01-2015/12，240万元；

2. 国家高技术研究发展计划（863）计划课题，“基于柴油机均质压燃发动机关键技术攻关及样机研制”，2012AA111714，2012/03-2014/12，1000万元；

3. 国家重点基础研究发展计划（973计划）课题，“高稀释预混合气燃烧反应速率与联合热力循环协同控制的基础研究”，2013CB228402，2013/1-2017/8，461万元；

4. 国家重点基础研究发展规划项目（973），“柴油机强化低温燃烧机理及燃烧控制的研究”，2007CB210002，2007/07-2011/08，348万元。

5. 国家自然科学基金国际（地区）合作与交流项目，“基于混合气分层与燃料化学活性控制的内燃机燃烧理论研究”，51320105008，2014/1-2018/12，270万元；

6. 国家自然科学基金项目重大研究计划，“基于可控化学反应路径内燃机高效清洁燃烧基础理论研究”，91541205，2016/01-2019/12，250万元；

7. 国家科技支撑计划，“乙醇汽油发动机新型燃烧系统研制及尾气后处理系统开发研究”，2007/06-2010/12，131万元；

8. 国家自然科学基金面上项目，“汽油压燃低温燃烧的基础研究”，51576138，2016/1-2019/12，76.4万元；

9. 国家自然科学基金重大研究计划培育项目，“内燃机近壁面区域湍流燃烧机理研究”，91541111，2016/01-2018/12，65万元；

10. 国家自然科学基金面上项目，“宽馏分含氧燃料低温燃烧基础理论研究”，51176140，2012/1-2015/12，60万元；

11. 国家自然科学基金面上项目，“柴油机低温燃烧碳烟生成机理基础理论研究”，50976078，2010/01-2012/12，42万元；

12. 国家自然科学基金面上项目，“分层充量压燃燃烧机理及燃烧反应动力过程的研究”，50676066，2007/1-2009/12，30万元；

13. 国家自然科学基金青年科学基金项目，“不同生物燃料与柴油掺混后对低温燃烧过程影响的基础研究”，51206120，2013/01-2015/12，25万元；

14. 国家自然科学基金青年科学基金项目，“聚甲氧基二甲醚对柴油机低温燃烧机理影响的基础理论研究”，51506145，2016/01-2018/12，23.76万元；

15. 广西玉柴合作研发项目，“天然气发动机进气道与燃烧室结构协同优化的燃烧开发研究”，2017/9-2018/8，76.4万元

16. 日本丰田汽车公司国际合作项目，“部分预混压燃与活性控制压燃发动机对比研究等”，2013/10-2018/12，1000万日元；

17. 日本丰田汽车公司，“燃料含氧结构对内燃机燃烧和排放影响研究”，2015.4-2016.03，170万日元；

18. 中石化合作研发项目，“不同汽油燃料添加剂对整车动力性、经济性和排放影响的试验研究等”，2015/11-2019/06，110.2万；

19. 中石化合作研发项目，“柴油馏分对柴油机动力性、经济性和排放影响的试验研究”，2015/11-2016/10，20万；

代表性论文

1. Yao M, Zheng Z, Liu H, Progress and recent trends in homogeneous charge compression ignition (HCCI) engines, Progress in Energy and Combustion Science, 2009, 35(5): 398-437.

2. Jin C, Yao M, Liu H, Lee C-f,Ji J, Progress in the production and application of n-butanol as a biofuel, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2011, 15(8): 4080-4106.

3. Ma S, Zheng Z, Liu H, Zhang Q,Yao M, Experimental investigation of the effects of diesel injection strategy on gasoline/diesel dual-fuel combustion, Applied Energy, 2013, 109: 202-212.

4. Chen G, Shen Y, Zhang Q, Yao M,Zheng Z, Liu H, Experimental study on combustion and emission characteristics of a diesel engine fueled with 2,5-dimethylfuran–diesel, n-butanol–diesel and gasoline–diesel blends, Energy, 2013, 54:333-342.

5. Wang H, Reitz RD, Yao M, YangB, Jiao Q, Qiu L, Development of an n-heptane-n-butanol-PAH mechanism and its application for combustion and soot prediction, Combustion and Flame, 2013,160(3):504-519.

6. Liu H, Li S, Zheng Z, Xu J, Yao M, Effects of n-butanol, 2-butanol, and methyl octynoate addition to diesel fuel on combustion and emissions over a wide range of exhaust gas recirculation(EGR) rates, Applied Energy, 2013, 112:246-256.

7. Zheng Z, Yue L, Liu H, Zhu Y,Zhong X, Yao M, Effect of two-stage injection on combustion and emissions under high EGR rate on a diesel engine by fueling blends of diesel/gasoline,diesel/n-butanol, diesel/gasoline/n-butanol and pure diesel, Energy Conversion and Management, 2015, 90:1-11.

8. Liu J, Wang H, Li Y, Zheng Z,Xue Z, Shang H, Yao M, Effects of diesel/PODE (polyoxymethylene dimethylethers) blends on combustion and emission characteristics in a heavy duty diesel engine, Fuel, 2016, 177:206-216.

9. Wang H, Yao M, Yue Z, Jia M,Reitz RD, A reduced toluene reference fuel chemical kinetic mechanism for combustion and polycyclic-aromatic hydrocarbon predictions, Combustion and Flame, 2015,162(6):2390-2404.

10. Zhang Q, Yao M, Zheng Z, Liu F,Xu J, Experimental study of n-butanol addition on performance and emissions with diesel low temperature combustion, Energy, 2012, 47(1): 515-521.

11. Liu H, Xu J, Zheng Z, Li S, Yao M, Effects of Fuel Properties on Combustion and Emissions under BothConventional and Low Temperature Combustion Mode Fueling2,5-Dimethylfuran/Diesel Blends, Energy, 2013, 62: 215-233.

12. Liu H, Wang X, Zheng Z, Gu J, WangH, Yao M, Experimental and Simulation Investigation of the CombustionCharacteristics and Emissions Using N-Butanol/Biodiesel Dual-Fuel Injection on a Diesel Engine, Energy, 2014,74:741-752.

13. Liu H, Ma S, Zhang Z, Zheng Z, Yao M, Study of the Control Strategies on Soot Reduction under Early-InjectionConditions on a Diesel Engine, Fuel, 2015, 139:472-481.

14. Tang Q, Liu H, Li M, Yao M, Li Z, Study on Ignition and Flame Development in Gasoline Partially PremixedCombustion Using Multiple Optical Diagnostics. Combustion and Flame, 2017, 177:98-108.

15. Liu H, Tang Q, Ran X, Fang X, Yao M, Optical Diagnostics on the Reactivity Controlled Compression Ignition (RCCI)with Micro Direct-Injection Strategy. Proceedings of the Combustion Institute,2019, 37:4767–4775.  

16. Liu H, Zhang P, Liu X, Chen B, GengC, Li B, Wang H, Li Z, Yao M, Laser diagnostics and chemical kinetic analysis of PAHs and soot in co-flow partially premixed flames using diesel surrogate and oxygenated additives of n-butanol and DMF, Combustion and Flame, 2018, 188:129-141.

17. Tang Q, Liu H, Ran X, Li M, YaoM, Effects of direct-injection fuel types and proportion on late-injection reactivity controlled compression ignition, Combustion and Flame, 2020, 211:445-455.

18. Liu H, Tang Q, Yang Z, Ran X, GengC, Chen B, Feng L, Yao M, A Comparative Study on Partially Premixed Combustion(PPC) and Reactivity Controlled Compression Ignition (RCCI) in an OpticalEngine, Proceedings of the Combustion Institute, 2019, 37:4759–4766.

19. Liu D, Wang H, Liu H, Zhang Y, ZhaoX, Zhao Y, Yao M, Theoretical analysis on the exergy destruction mechanisms and reduction under LTC relevant conditions. Proceedings of the CombustionInstitute, 2019, 37:4797–4804.

20. Zheng Z, Fang X, Liu H, Geng C,Yang Z, Feng L, Wang Y, Yao M, Study on the flame development patterns and flame speeds from homogeneous charge to stratified charge by fueling n-heptane in an optical engine, Combustion and Flame, 2019, 199:213–229.

21. Geng C, Liu L, Cui Y, Yang Z, FangX, Feng L, Yao M, Study on single-fuel reactivity controlled compression ignition combustion through low temperature reforming, Combustion and Flame,2019, 199:429–440.

22. Liu J, Shang H, Wang H, Zheng Z,Wang Q, Xue Z, Yao M, Investigation on partially premixed combustion fueled with gasoline and PODE blends in a multi-cylinder heavy-duty diesel engine, Fuel,2017, 193:101–111.

23. Jia G, Wang H, Tong L, Wang X,Zheng Z, Yao M, Experimental and numerical studies on three gasoline surrogates applied in gasoline compression ignition (GCI) mode, Applied Energy, 2017, 192:59–70.

24. Liu X, Wang H, Wang X, Zheng Z,Yao M, Experimental and modeling investigations of the diesel surrogate fuels in direct injection compression ignition combustion, Applied Energy, 2016, 189:187–200.

25. Liu X, Wang H, Wei L, Liu J,Reitz RD, Yao M, Development of a reduced toluene reference fuel(TRF)-2,5-dimethylfuran-polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) mechanism for engine applications, Combustion and Flame, 2015, 165:453–465.

26. Tong L, Wang H, Zheng Z, ReitzRD, Yao M, Experimental study of RCCI combustion and load extension in a compression ignition engine fueled with gasoline and PODE, Fuel, 2016, 181:878–886.

27. Zhang X, Wang H, Zheng Z, ReitzRD Yao M, Experimental investigations of gasoline partially premixed combustion with an exhaust rebreathing valve strategy at low loads, Applied ThermalEngineering, 2016, 103:832–841.

28. Wang H, Zheng Z, Liu H, Yao M, Combustion Mode Design with High Efficiency and Low Emissions Controlled byMixtures Stratification and Fuel Reactivity, Frontiers in Mechanical Engineering, 2015, 1:8, doi: 10.3389/fmech.2015.00008

29. Wang H, Zheng Z, Yao M, Reitz RD,An Experimental and Numerical Study on the Effects of Fuel Properties on the Combustion and Emissions of Low-Temperature Combustion Diesel Engines,Combustion Science and Technology, 2014, 186 (12):1795–1815.

30. Wang H, Yao M, Reitz RD,Development of a Reduced Primary Reference Fuel Mechanism for InternalCombustion Engine Combustion Simulations, Energy Fuels, 2013, 27(12):7843-7853.

代表性授权专利

1. Mingfa Yao; Yang Wang; LixiaWei; Haifeng Liu; Hu Wang; Zunqing Zheng, Novel low-temperature fuel reforming unit based on combined external reformer of an engine, 2017.3.27, 美国, PCT/CN2017/078283.

2. Mingfa Yao; Yang Wang; Hu Wang;Haifeng Liu; Zunqing Zheng; Shan Mi, Control method of variable stroke engine for reforming high-octane fuel under the FCE mode, 2017.12.22, 美国, PCT/CN2018/080318.

3. Mingfa Yao; Yang Wang; GuoruiJia; Hu Wang; Lixia Wei, Novel engine controlled by combustion reaction path and regulating method thereof, 2016.9.18, 美国, US 2017/0145966 A1.

4. Mingfa Yao; Yongzhi Li; ZunqingZheng; Laihui Tong; Xinagyu Zhang, Dual-channel piezoelectric injector, 2016.9.20,美国, US09447761B2.

5. 尧命发;王洋;卫立夏;刘海峰;王浒;郑尊清, 基于发动机联合外置重整器的低温燃料重整装置, 2018.7.31, 中国, ZL201710012200.2.

6. 刘海峰;马俊生;马桂香;尧命发, 一种降低汽车发动机冷起动时排放物的装置及控制方法, 2019.1.29, 中国, ZL201611031437.7.

7. 尧命发;陈鹏;张翔宇, 一种基于分体摇臂液压无级可变气门机构, 2019.3.22, 中国, ZL201611197733.4.

8. 刘海峰;马桂香;马俊生;尧命发, 一种高压缩比二冲程汽油压燃装置及控制方法, 2018.12.21, 中国, ZL201611230228.5.

9. 刘海峰;马俊生;马桂香;尧命发, 一种灵活控制发动机燃烧模式的方法, 2019.3.5, 中国, ZL201611032389.3.

10. 刘海峰;马俊生;马桂香;尧命发, 一种提高稀燃NOx捕集器转换效率的装置及控制方法, 2019.3.19, 中国, ZL201611121546.8.

11. 尧命发;陈鹏;张翔宇, 燃用多种燃料压燃式发动机自调节可变气门控制系统及方法, 2019.9.17,中国, ZL201611223342.5.

12. 刘海峰;马俊生;马桂香;尧命发, 一种汽油直接压燃发动机的运行控制方法, 2019.4.30, 中国, ZL201710012722.2.

13. 刘海峰;马桂香;马俊生;尧命发, 一种缩短三效催化转化器起燃时间的装置及控制方法, 2019.7.12, 中国, ZL201611223343.X.

14. 尧命发;王煜;刘海峰, 一种实现液化天然气力船舶发动机高效零污染运行的方法, 2017.12.8, 中国, ZL201510932044.2.

15. 刘海峰;李明坤;尧命发;唐青龙;陈贝凌, 一种光学发动机快速进气加热装置, 2017.7.28, 中国, ZL201510481807.6.

16. 尧命发;王洋;贾国瑞;王浒;卫立夏, 基于燃烧反应路径可调控的发动机及其调控方法, 2017.11.28, 中国, ZL201510512821.8.

17. 尧命发;童来会;王浒;李临蓬;马桂香, 一种基于混合气稀释的当量燃烧系统及其控制方法, 2019.7.26, 中国, ZL201710367727.7.

18. 刘海峰;李明坤;尧命发;郑尊清内燃机低温燃烧小负荷稳定燃烧装置及方法,    2017.9.19, 中国, ZL201510854265.2.

19. 尧命发;唐青龙;刘海峰;郑尊清, 一种光学发动机缸内燃烧过程中多组分同时测量装置, 2018.8.24, 中国, ZL201510144151.9.

20. 尧命发;闫博文;郑尊清;刘海峰;李永志;刘佳林;郭银飞;毛斌;黄冠衍, 一种新型天然气发动机快速燃烧室, 2016.8.24, 中国, ZL201410282595.4.

21. 尧命发;张翔宇;郑尊清;李永志, 一种基于活动凸轮的可变气门升程装置, 2016.5.4, 中国, ZL201410172485.2.

22. 尧命发;李永志;郑尊清;刘海峰;张翔宇;刘佳林;郭银飞;闫博文;毛斌, 基于逆压电效应的压电式无级可变气门机构, 2014.4.8, 中国, ZL201410137994.1.

23. 尧命发;张翔宇;郑尊清;李永志, 一种基于分体凸轮的齿轮式可变气门装置, 2016.3.30,  中国, ZL201410072014.4.

24. 尧命发;张翔宇;郑尊清;李永志, 一种基于活动凸轮的可变气门升程装置, 2015.12.2, 中国, ZL201410071966.4.

25. 尧命发;张翔宇;郑尊清;李永志, 一种基于分体凸轮的柱塞式可变气门装置, 2015.11.4, 中国, ZL201410071945.2.

26. 尧命发;张翔宇;郑尊清;李永志, 一种基于分体凸轮的挡板式可变气门装置, 2016.1.20, 中国, ZL201410073018.4.

27. 尧命发;张翔宇;郑尊清;李永志, 一种液压式可变气门摇臂系统, 2016.1.20, 中国,   ZL201410037540.7.

28. 尧命发;张翔宇;郑尊清;李永志;岳朗, 一种双向弹簧缓冲的可变气门系统, 2015.12.2, 中国, ZL201310740035.4.

29. 尧命发;张翔宇;郑尊清;李永志, 液压式无级可变气门摇臂系统, 2014.11.26, 中国, ZL201310164664.7.

30. 尧命发;张翔宇;郑尊清, 基于转子控制的液压可变气门装置, 2014.10.22, 中国,   ZL201310111693.7.

31. 尧命发;张翔宇;郑尊清;李永志, 基于凸轮的发动机供油正时与持续期可变的装置及方法, 中国, ZL201310112046.8.

32. 尧命发;张翔宇;郑尊清;李永志, 外部进气加热与内部EGR策略协同控制方法, 2015.9.9, 中国, ZL201310112047.2.

33. 尧命发;李永志;郑尊清;童来会;张翔宇, 双通道压电喷油器, 2014.11.26, 中国, ZL201310081487.6.

34. 尧命发;马帅营;郑尊清, 灵活双燃料HPCC发动机燃烧、排放控制方法和装置, 2015.11.25, 中国, ZL201210574712.5.

35. 尧命发;刘海峰;郑尊清, 发动机高效低排放新型复合热力循环的控制方法, 2015.1.21, 中国, ZL201210366189.7.

36. 刘海峰;郑尊清;尧命发, 发动机均质压燃与传统燃烧联合运行方法     中国发明, 2015.4.29,  中国, ZL201210176353.8.

37. 尧命发;郑尊清;陈贵升, 通过控制排温实现重型柴油机低排放的方法及实施装置, 2013.9.18, 中国, ZL201010555816.2.

38. 尧命发;郑尊清;杨彬彬, 基于缸内燃料双喷射的乘用车发动机排放控制方法及装置, 2013.3.27, 中国, ZL201010550202.5.

39. 尧命发;郑尊清;王浒, 一种降低轻型车柴油机排放的方法 , 2011.11.9, 中国, ZL200910304316.9.

1.     2017年国家科学技术进步二等奖：新一代超低排放重型商用柴油机关键技术开发及产业化

         获奖项目介绍：本课题来源于国家重点基础研究发展计划(973)课题、国家高技术研究发展计划(863计划)课题、国家国际科技合作项目、天津市科技计划项目(国家科技计划配套项目)以及一系列企业合作项目。本成果针对重型柴油机欧VI关键技术开展研究,并完成整机开发和实现产业化应用。所开发的YC6L-60欧VI重型柴油机性能和排放达到了国际先进水平,2014年率先通过了欧盟E/e-mark认证,并得到了产业化应用。2015年,YC6L-60作为唯一中标的国产欧VI柴油机搭载于48辆公交车在北京投入运营,2016年YC6L-60再次获得了301台订单(占总中标份额的66.7%),未来具有广阔的应用前景。同时,本成果关键技术被广泛应用于玉柴国4和国5重型柴油机开发,已经取得了重大的经济效益和社会效益。

2.     2017年天津市技术发明一等奖：重型柴油机欧六关键技术及产业化

        获奖项目介绍：本项目属于动力机械及工程科学技术领域。随着环境问题的日益突出，重型柴油机技术发展面临着排放法规的严峻挑战。但我国在先进柴油机高效清洁燃烧技术和有害排放控制技术等方面与国际先进水平还存在一定差距，是制约我国重型柴油机水平的瓶颈技术。本项目所提出的中等EGR低温燃烧技术达到国际领先水平。本项目的主要技术内容及特点为：1）提出了基于中等EGR控制的低温燃烧欧VI技术路线，提出了该技术路线的空气系统方案，发明了基于两级增压和复合EGR的空气系统，提出了EGR与空燃比、增压器效率的优化策略，实现了重型柴油机性能和排放的优化。2） 发明了柴油机均质压燃与传统燃烧联合运行方法和通过控制排温实现重型柴油机低排放的方法及实施装置，提出了欧VI新型燃烧系统、先进燃烧技术和全工况高效清洁低温燃烧及与后处理系统耦合控制策略，减少了对后处理器的依赖。3）发明了重型柴油机新结构及工艺，包括气缸体、气缸体冷却系统、气缸盖以及涡轮增压器保护装置，并开发了产品一致性控制技术，开发成功了具有自主知识产权的YC6L-60欧VI重型柴油机。

3.     2018年天津市自然科学二等奖：新一代生物燃料的高效清洁燃烧理论及调控技术

         获奖项目介绍：项目属动力工程技术领域。以丁醇和2,5二甲基呋喃(DMF)为代表的新一代生物燃料是降低碳排放,提高可再生能源应用比例的重要手段。在天津市科技项目、国家自然基金等项目的支持下,项目组在新一代生物燃料的柴油机高效清洁燃烧理论方面取得如下发现：(1)揭示了新一代生物燃料不同理化特性对柴油机传统燃烧和低温燃烧过程的影响机理。(2)探明了新一代生物燃料不同含氧分子结构对碳烟生成氧化历程的影响机制。(3)提出了基于燃料特性与运行工况协同控制实现柴油机高效清洁燃烧运行的控制方法。发现通过柴油与新一代生物燃料混合后的理化特性调节,结合废气再循环(EGR)及增压等控制策略,彻底打破了传统柴油机固有的碳烟与氮氧化物(NOx)排放此消彼长的折衷关系,获得超低的NOx和碳烟排放,同时柴油机热效率进一步提升,实现了缸内高效清洁燃烧过程组织。

4.     2008年天津市自然科学二等奖：内燃机替代燃料高效清洁燃烧基础理论研究

         获奖项目介绍：替代燃料高效清洁燃烧理论是替代燃料推广应用需要解决的关键科学问题。项目立足于国家中长期发展的能源和环境需求,围绕内燃机潜在的替代燃料二甲基醚、甲醇和天然气,系统开展替代燃料高效清洁燃烧基础理论研究。构建替代燃料高效清洁燃烧理论框架,丰富和发展新一代内燃机燃烧理论,为替代燃料高效清洁利用奠定理论基础。 该项目的特点是开展有应用前景的基础理论研究,提出双燃料(混合燃料)均质压燃燃烧新技术、甲醇复合燃烧新技术和复合供气天然气分层燃烧系统,并申请发明专利。这些燃烧技术可以显著扩大替代燃料高效清洁燃烧运行工况范围,克服均质压燃发动机所带来的问题,有很高的实用价值和应用前景,为替代燃料高效清洁利用探索新的技术途径。该项目取得位于国际前列的创新性基础理论成果,在国内外发表论文69篇,其中国外发表23篇,SCI检索论文14篇,EI检索论文37篇,SCI他引22次,代表性论文他引lor次;申请了国家发明专利4项,获发明专利1项,实用新型专利2项。

学生培养情况

学生获奖

指导的学生中多人获得天津市优秀博士学位论文、中国内燃机学会学术年会优秀论文奖、硕博士国家奖学金、史绍熙奖学金、教育部学术新人奖、潍柴动力奖学金、中自奖学金、湘仪奖学金、中船奖学金等重要奖项。

海外深造

毕业生就业情况

高校就业

企业就业

联系人：王浒老师

邮箱：wang_hu@tju.edu.cn