日益增长的汽车市场需求与能源环境之间的矛盾,促使着内燃机工作者,不断寻求发动机高效率低排的内燃机技术。高压共轨柴油机因其具有良好的经济性、动力性、排放性能逐渐成为乘用车动力的一种新选择。柴油机起动工况作为柴油机重要工况之一,其性能的优化对实现汽车节能环保具有重要意义。本文以DK4A高压共轨柴油机为研究对象,以起动过程为研究工况,以提高其起动性能和排放性能为目标,制定柴油机起动控制策略,搭建起动试验测控系统对控制参数进行优化,最终实现起动性能和排放性能的优化。首先,为实现起动工况的准确控制,在自主开发的电控单元基础上,设定了起动工况判断条件及转换路径。设计了由起动基本油量、起动加速油量、冷起动修正油量三部分组成的起动油量计算策略。同时设计了多次喷射控制策略,以优化起动控制性能。然后,通过试验分析了起动工况基本控制参数:起喷转速、起动怠速切换转速对起动性能的影响,最终选择了起喷转速200r/min,起动怠速切换转速750r/min作为起动控制基本参数。同时研究了单次喷射下轨压、起动加速油量、喷射定时对起动性能的影响,结果表明:各因素均存在一个适当的值,使得起动时间最短,起动过程平均不透光烟度最低,低于或者高于该临界值起动性能均会恶化。暖机起动时,该临界值分别为:轨压40MPa、起动加速油量3.5mg、喷射定时-4°CA(ATDC)。最后,保持起动油量不变,设计轨压、主喷定时、预喷油量比例、预喷定时的四因素四水平正交试验。试验结果分析表明:正交试验所得到的轨压、主喷定时对起动性能的影响规律与完全试验法所获得一致;存在一个临界的预喷油量比例20%和预喷定时-12°CA(ATDC)使得起动时间最短,起动过程平均不透光烟度最低。对起动性能影响主次因素依次是:主喷定时、轨压、预喷油量比例、预喷定时。最终获得暖机起动最优控制参数:起动加速油量3.5mg,轨压40MPa,主喷定时-4°CA(ATDC),预喷油量比例20%,预喷定时-12°CA(ATDC)。相比与单次喷射起动时间缩短了13.0%,起动过程平均不透光烟度下降51.3%。