采用双喷嘴在发动机中喷射理化特性各异的燃料，通过实时燃料设计和喷射管理对缸内混合气形成和燃烧放热过程进行精细控制，实现了全工况范围内燃烧相位、放热速率和形态的调控，解决了均质压燃发动机着火控制、低负荷失火和工况适应性等技术瓶颈，拓展了负荷运行范围一倍以上。同时通过分层复合燃烧，实现了发动机全负荷范围内高效、无碳烟和超低NOx排放。获2013年国家自然科学奖二等奖、2005年上海市科技进步奖一等奖和2010年上海市自然科学奖一等奖。
自由活塞式内燃机发电系统作为一种新型的串连式混合动力装置，具有压缩比可变、可使用多种燃料、指示热效率高、燃烧排放低等优点,近年来，上海交通大学研究团队以动力学分析为基础，提出了基于直线电机电磁力辅助运行的控制策略，并根据自由活塞发电机的控制需求设计控制系统硬件，包括选择高性能与大存储量的嵌入式控制器，设计位移信号的滤波模块与点火驱动模块等；以缸内直喷为目标，设计了发动机燃烧系统零部件，针对自由活塞运动特点设计了高效紧凑的直线发电机，试制了自由活塞发电机的样机。
图1 智能燃料发动机样机
图2 自由活塞发电机样机
