越来越严格的排放法规对内燃机技术提出了更高的要求。如何在保持良好经济性的同时降低PM和NOx排放，实现高效、清洁燃烧已成为柴油机燃烧技术所面临的共同难题与挑战。围绕基于EGR技术的排放控制技术路线，本文针对高、低压EGR、复合EGR及可调两级增压系统的废气旁通阀控制对重型柴油机燃烧、性能和排放的影响开展了研究。本文研究是在一台两级增压中冷电控高压共轨柴油机进行。首先进行了不同EGR方式对柴油机的经济性和排放性的影响研究。研究结果表明：在低速中高负荷时，采用低压EGR，能获得更高的氧燃当量比，从而有效改善NOx和soot之间的trade-off关系，降低油耗；在小负荷时，采用高压EGR，可以降低涡前与节流后压差减少泵气损失，获得相对低压EGR更长的滞燃期和更短的燃烧持续期，从而降低燃油消耗率，改善NOx与soot之间的trade-off关系；在中等转速中高负荷时，采用高压EGR可以在实现较理想NOx与soot之间trade-off关系的同时，保证较低的燃油消耗率；高速中高负荷，采用复合EGR时，通过改变低压EGR或高压EGR在总EGR中所占比例，可以在某些特定的区域实现比单纯采用高压EGR或低压EGR更好的NOx与soot之间的trade-off关系，但燃油消耗率则随着低压EGR所占比例的增加而有所升高。在不同EGR方式对比研究的基础上，进一步开展了废气旁通阀及其与不同EGR方式耦合的研究。研究表明：在新鲜进气量较为充足工况下（如中高速小负荷工况）一定的旁通阀开度能有效的降低油耗，改善排放。而在新鲜进气量相对不足的工况（如中低速大负荷工况），旁通阀的开启会导致油耗和排放升高；采用低压EGR时，旁通阀的开启能有效的改善小负荷工况与高速工况的经济性，而不造成排放的恶化，并且在小负荷时能有效降低碳烟和NOx排放；高速大负荷，采用复合EGR耦合旁通阀，将NOx排放控制在国五水平时，随旁通阀开度的加大，氧燃当量比降低，燃油消耗率变化不大，烟度呈升高趋势。