Основные научные направления кафедры – совершенствование судовых, автомобильных и стационарных энергетических установок и двигателей. По договорам с предприятиями было выполнено большое количество научно-исследовательских работ, результаты которых были внедрены в производство.

В 1993-1998г по договорам с Волжским объединенном пароходством проводились работы по определению оптимальных нагрузочных режимов судовых двигателей на речных грузовых судах. В результате этих работ получены результаты, позволяющие значительно снизить затраты топлива на грузовых судах пароходства. Научным результатом явились две докторские диссертации (Звонцов В.А., Ручкин Ю.Н.) и кандидатская диссертация (Ручкин А.Ю.).

По договору с Ульяновским автомобильным заводом проведены работы по модернизации серийного автомобильного двигателя ЗМЗ- 402 с целью повышения его энергетических, экономических и экологических показателей в результате чего была повышена мощность двигателя на 15%, снижены удельный расход топлива на 10% и значительно улучшены экологические показатели. Заводом была выпущена опытно-промышленная партия автомобилей УАЗ, по которым не было предъявлено ни одной рекламации. Совместно с ОАО «УАЗ» получены 4 патента на основные узлы двигателя. По результатам этой работы были защищены две кандидатские диссертации (Хрунков С.Н.. Зетрин В.Н.) и докторская диссертация (Захаров Л.А.).

В 2005-20010 годах на кафедре по договорам с ОАО «РУМО» проводились работы по совершенствованию топливной аппаратуры для дизельных двигателей.

В результате этой работы была разработана техническая документация и технология изготовления на топливные форсунки и насос высокого давления для двигателей ОАО «РУМО», которые производились на Ярославском заводе дизельной аппаратуры и до настоящего времени успешно эксплуатируются на судовых и стационарных двигателях.

Начиная с 2011г. кафедра активно участвует в работах по Федеральным целевым программам Минвуза Р.Ф.

В 2011-2012г совместно с Московским автомеханическим институтом (МАМИ) была выполнена работа по теме «Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований в области нейтрализации токсичных компонентов отработавших газов двигателей внутреннего сгорания до уровня перспективных экологических стандартов», в результате которой были разработаны теоретические основы процессов нейтрализации вредных веществ в выхлопных газах автомобильных двигателей и эффективные конструктивные системы нейтрализации, которые в настоящее время серийно выпускает наш индустриальный партнер ООО «Мобил ГазСервис».

На протяжении ряда лет велись интенсивные исследования по совершенствованию автомобильной топливной аппаратуры для подачи газообразного топлива. В результате этой работы была создана экспериментальная база для испытаний двигателей на газообразном топливе и разработаны оригинальные образцы газовой топливоподающей аппаратуры.
В 2012-2015г в рамках Гранта Минобрнауки по разработке легкого коммерческого грузовика экологического класса 5 проводились работы по испытаниям образцов, как с бензиновыми, так и с дизельными двигателями, на стенде и при дорожных испытаниях.

По договору с Челябинским тракторным заводом в 2015 г разработана оригинальная конструкция системы подачи газа в газодизельном двигателе Д-180, сохраняющая всережимное регулирование. По договору с ОАО ГАЗ в 2016г проведены ресурсные испытания на моторном стенде газовой версии двигателя УМЗ А275 для автомобиля Газель.

По газотопливной тематике защищены 2 кандидатские диссертации (Тихомирова О.Б. и Тихомиров С.А.).

В рамках проекта RFMEFI57414X0009: "Экспериментальные исследования повышения эффективности и устойчивости локальных систем электроснабжения с ВДЭС. Изготовление экспериментального образца интеллектуальной системы управления ВДЭС с ЗЭР" проведены экспериментальные исследования двух двигателей разного класса с целью определения оптимальных полей регулирования в составе энергетического комплекса.

В 2014 году совместно с учеными Нижегородского государственного университета им. Лобачевского выполнены работы по внедрению на поршневых двигателях лазерного зажигания. Результаты, полученные на одноцилиндровой экспериментальной установке, показали перспективность продолжения этих работ для улучшения энергетических и экологических показателей поршневых двигателей.

В 2014—2016г.г. по контракту с Минобрнауки РФ выполнены прикладные научные исследования по теме «разработка модельного ряда высокопроизводительных шлифовальных машин с инновационным типом микротурбин для судостроительной, авиационной и других отраслей машиностроения». Базой для выполнения этой работы послужили исследования в области рабочих процессов микротурбин, проводимые на кафедре начиная с 1985г, по материалам которых была защищена докторская диссертация (Кузнецов Ю.П.) и две кандидатские диссертации (Семашко П.В., Чуваков А.Б.).

В ходе выполнения контракта была разработана принципиально новая кинематическая схема микротурбины, состоящая из двух ступеней струйно-реактивной и центростремительной, на базе которой разработан модельный ряд ручных турбошлифовальных машин мощностью 500,1000 и 1500ват., превосходящих лучшие мировые аналоги по энергоэффективности, стоимости и массо - габаритным показателям.