内燃机是当今世界使用最为普遍的动力机械,具有体积小、动力足、适应性好等优点。由于内燃机包含有许多互相配合的零部件,因此其内部存在着广泛的摩擦磨损现象,这对内燃机的动力性和经济性产生很大影响。纳米添加剂润滑油具有良好的减摩抗磨性能,在高温高压下的润滑减摩效果更为显著,将其应用于内燃机不仅可以降低由摩擦导致的机械损失,还可以减少零部件磨损,从而提高内燃机的使用寿命。为了研究纳米添加剂润滑油对发动机性能的影响,主要开展以下研究:（1）使用油酸作为表面活性剂对纳米Al₂O₃和TiO₂材料进行表面修饰,使之能够稳定的分散在5W-30润滑油中,通过紫外可见分光光度法、动态光散射技术和国标粘度测试方法考察纳米Al₂O₃和TiO₂添加剂润滑油的吸光度、微粒粒径、强度分布、粘度和粘度指数,以验证纳米润滑油的分散稳定性和流动性;（2）依据美国材料与试验学会标准ASTM G181-11设计并搭建以曲柄连杆机构为传动系统核心的发动机缸套-活塞环摩擦磨损专用台架,以研究纳米Al₂O₃和TiO₂添加剂润滑油在不同浓度、不同速度、不同负荷和不同运动距离时对缸套-活塞环摩擦副摩擦磨损特性的影响及分析纳米润滑油减摩抗磨作用的机理;（3）利用AVL EXCITE软件建立缸套、活塞环仿真模型,以某单缸四冲程柴油机为例建立缸套、活塞环仿真模型,进行活塞环动力学仿真,研究缸套-活塞环摩擦副在不同润滑条件下一个工作循环内的接触圧力、动压压力和机械损失功率的变化情况,分析纳米润滑油对缸套-活塞环摩擦副摩擦学特性的影响;（4）利用AVL汽车动力系统动态试验台,将纳米Al₂O₃和TiO₂添加剂润滑油应用于DG16汽油机,在保证发动机各工况参数相同,仅仅更换不同润滑油的条件下,对发动机的速度外特性、负荷特性和机械损失功率进行分析,研究了纳米润滑油对DG16发动机动力性和经济性的影响。结果表明纳米润滑油质量分数为0.25%时的减摩抗磨性能最佳,纳米Al₂O₃润滑油具有良好的抗磨性能而纳米TiO₂润滑油则具有优异的减摩性能;纳米Al₂O₃和TiO₂添加剂润滑油最多分别能够降低发动机机械损失2.2%和3%,分别提高功率3.2%和3.9%,分别提高转矩3.7%和4%,表明将纳米润滑油应用于发动机具有良好的前景。