随着居民对生鲜食品需求的不断增加,冷藏车已成为冷链运输不可或缺的一环。就典型柴油发动机而言,近30%的能量以尾气的形式散失至大气中,燃料利用率低下。此外,蒸汽压缩制冷机组的使用,进一步增加了车辆油耗。考虑到冷藏车冷负荷需求不断变化的特性,本文以高温尾气作为热回收目标,基于超临界CO2（s CO2）动力循环及压缩/喷射制冷循环开展了高效联合动力及制冷循环构建、综合性能评价、系统优化等方面的研究,以提高发动机效率,减少污染物排放。首先,提出了以共轴方式联结的sCO2动力-压缩/喷射制冷联合循环系统。在最大冷量输出模式下,对系统开展了全面的参数分析,明确关键运行参数对系统热力性能及热经济性能的影响规律。特别地,探讨了CO2非共沸混合工质在制冷子循环中的使用。结果表明,CO2混合工质的使用虽未能提高循环性能,但可降低新型制冷剂易燃易爆风险,并避免使用纯CO2制冷剂时循环运行压力过高问题。四组工质中（R290/CO2、R32/CO2、R134a/CO2、R152a/CO2）,以R32/CO2综合性能表现最佳。以（火用）效率及产品单位（火用）成本为优化目标,对系统开展了多目标优化。结果表明,当蒸发温度为-10℃时,系统制冷量高达109.72 k W,远高于表面积为61.73 m~2冷藏车的基本冷量需求。然而,考虑到单温制冷系统无法满足多品种、小批量的冷链运输要求,在原有循环基础上,进一步引入双蒸发器,使系统实现双温制冷。此外,通过采用共享冷却器布局,提高循环紧凑性,并借助三通阀使系统在联合动力及制冷模式、制冷模式及动力模式间实现更为灵活的转换。为证明喷射器对系统性能的改善,将s CO2动力-单喷射双温联合循环系统（SERC）与无喷射器的基本系统（BSRC）进行了比较分析。结果表明,两个系统均可在较宽的冷冻温度（-25～-15℃）和冷藏温度（-5～5℃）范围内满足车厢冷冻区及冷藏区的冷量需求,且SERC的综合性能始终优于BSRC。最后,针对SERC中单级喷射器的使用未能充分回收由双蒸发温度引起的节流损失问题,将双级喷射器引入系统,构建了s CO2动力-双喷射双温联合循环系统（SDERC）。优化结果显示,以输出最大制冷量工况作为设计目标时,系统（火用）效率和产品单位（火用）成本分别为17.70%与94.60$/GJ,需6.12年回收成本,较SERC的（火用）效率提高了8.32%,产品单位（火用）成本降低了2.8%,回收期缩短了0.218年。为探讨拟议系统的实际应用性,对组件进行了重量分析,在考虑到系统安装引起的功率损失后,SDERC可在联合动力及制冷模式下提供13.59 k W的功率输出;在制冷模式下,系统无需额外耗功即可提供25.03 k W的最大制冷量;在动力模式下,发动机输出功率增加了近16.56 k W,余热回收效果令人满意。