柴油机具有压缩比高、燃气膨胀充分、热量利用率好、功率大、寿命长的优点，被广泛应用于交通运输、发电、农用机械等领域。由于各国排放法规对内燃机排放物CO、HC、NOx和PM的限制越来越严格，使得如何进一步降低柴油机有害排放量成为国际内燃机界的一个重要研究课题。本文研究针对A498BPG柴油机，从改善柴油机启动、降低排放量的目标出发，提出了基于柴油机负荷变化的供油提前角切换的总体设计方案。对其中的双偏心式提前器进行了力学分析，得出供油提前角与喷油泵转速之间的关系。运用UG三维建模技术，设计了一套基于负荷变化的供油提前角切换装置。该装置可以根据不同工作情况要求，使供油提前角在-8°CA与-18°CA之间切换，以满足柴油机冷起动和正常工作的要求。运用AVL公司三维数值模拟软件，建立了A498BPG柴油机缸内工作过程模型，对A498BPG柴油机的燃烧过程进行了数值模拟。模拟计算结果表明：供油提前角为-18°CA时，碳烟及颗粒物排放量明显低于-8°CA时的情况，降低幅度达80%左右。供油提前角锁定在-8°CA时，NOx排放量远低于-18°CA供油提前角时的情况，降低幅度达67%左右。最后对试验样机进行了验证试验。试验结果表明，柴油机在启动时的供油提前角可以稳定地锁定在-18°CA，碳烟排放及颗粒物得到明显改善。正常工作情况下供油提前角锁定在-8°CA，NOx排放量满足柴油机低NOx排放的要求。