车用发动机绝大部分时间工作在瞬变工况，其实际热效率与稳态台架测试性能水平相差较大。因此，改善车用发动机瞬变工况下热功转换效率是实现汽车节能环保最直接、有效的途径，具有很大的节能潜力与实用价值，对于我国节约能源和保护环境、实现汽车节能减排的目标意义深远。但是瞬变工况下车用发动机的燃烧与热功转换过程状态和变化历程的在线辨识以及运行参数的实时调整是一个尚未解决的难题。困难在于两个方面：1）从参数辨识的角度上，没有检测速度与精度能同时满足要求的方法；2）从参数控制的角度上，由于对诸运行参数的影响机理和共性规律的认识不够深入从而缺乏参数调整、纠偏的理论依据。论文基于课题组提出的采用动态压力传感器实测与气体动力学/热力学过程模-数耦合、联立求解的多参数同步辨识方法，开发了相应的实机应用技术（以软件的形式来实现），并在一台先进车用发动机上进行试验验证，实现了对车用发动机瞬变工况下多项参数连续检测。本论文致力于解决以下几个关键、共性理论问题：1）为该检测方法寻求快速、精准的气体动力学与热力学控制方程的数值求解方法；2）在对大量检测（或实测）数据进行深入分析的基础上，破解瞬变状态下发动机各种参数的内在联系，得出运行参数对性能参数的影响机理并总结共性规律；3）将瞬变工况下性能参数的变化规律及影响因素与稳态情况进行对比，找出瞬态性能与稳态性能出现差异性的原因；4）揭示瞬变工况下发动机各缸工作性能的差异性并解释其影响机理；5）对典型工况（区域）和过渡工况下缸内工作过程和燃烧放热规律进行分析，从深层次解释产生这种现象（如燃烧恶化等）的原因，以及发动机运行参数对燃烧特征参数和燃烧放热规律的影响。论文的研究结果表明：1）无论是在稳态工况还是瞬变工况，点火提前角都对发动机的热功转换效率起着决定性的作用。检测（或实测）结果发现，该发动机在急减速工况点火提前角出现急剧下降甚至出现负值，导致指示热效率很低。实现对瞬变工况下点火提前角的精准控制，是保证和优化发动机瞬变工况性能的前提。2）在瞬变工况下，负荷（或IMEP）对高压循环指示热效率的影响程度与稳态工况下是不一样的。在稳态工况下，负荷对高压循环指示热效率的影响很小；但在瞬变工况下，当IMEP小于4bar时，高压循环指示热效率随IMEP的增加而迅速增加；当IMEP大于4bar后，高压循环指示热效率随IMEP增加基本不变。3）在瞬变工况下，中低负荷时发动机PMEP近似等于进排气压力差，此时与稳态的情形基本一致；高速高负荷时，PMEP远大于此时的进排气压力差并且呈现较大的波动。4）RGF的变化规律及其影响因素为：VVT对缸内RGF的调节有一定效果。表现为：在中低负荷区域，气阀重叠角与RGF随循环数的变化形态比较相似，但是变化的幅度不相等。怠速时气阀重叠角为0oCA，但RGF还是比较高；在高速高负荷区域，无论气阀重叠角怎么变化，RGF比较低且几乎不变。这说明负荷（或进气压力）对缸内RGF起着更为重要的作用。瞬变工况下RGF受负荷（或进气压力）的影响为主，受VVT的调节为辅。5）瞬变工况下各缸工作性能差异性的根源在于进排气参数的不均匀。进气压力的波动导致各缸进气量以及瞬时空燃比的不均匀；排气压力的波动导致缸内残余废气以及RGF出现各缸差异性。高速高负荷时引起各缸充气效率偏差的最主要因素不是进气平均压力，而是压力波。6）发动机指示热效率是各种运行参数综合影响的结果。指示热效率极差的工作循环出现在点火提前角较低（或非常低）且RGF较高的区域。此时循环变动比较大，燃烧极不稳定。当点火提前角非常小甚至出现负值时，由于较小的过量空气系数能加快燃烧速度，反而使发动机出现较高的指示热效率。以上研究结果既是对车用发动机稳态性能变化规律和影响机理的深入和拓展，又是对瞬变工况发动机各种参数变化规律和内在联系的揭示和剖析，总结得出的共性规律为改善车用发动机的瞬态性能指明了方向，为运行参数的在线辨识、评判以及纠偏控制技术提供了理论依据和数据支撑。