随着柴油机排放法规限值日趋严格及柴油机技术的不断进步，开发满足中国Ⅲ、国Ⅳ号排放标准的柴油机已成为目前我国柴油机工作者的迫切任务。根据我国柴油机产业技术现状和市场需求，在现有两气门柴油机的基础上研究满足国Ⅲ排放标准的燃烧技术以及满足国Ⅳ标准的柴油机燃烧和后处理技术显得尤为重要。　　 本课题采用德国博世第二代电控高压共轨系统EDC7，在潍柴动力股份有限公司WD615(单缸两气门)增压中冷柴油机基础上，研究开发了满足中国Ⅲ阶段排放标准的两气门电控柴油机。在此基础上，采用博世DeNOx2 SCR控制系统，匹配国际先进的SCR后处理器，研究开发了满足中国Ⅳ阶段排放标准的柴油机。　　 1.对比分析了不同电控系统的优缺点，确定在两气门WP10国Ⅲ柴油机上选用博世公司的电控高压共轨系统。并在EFS高压共轨试验台上对影响燃烧的主要部件—电控喷油器的喷油规律进行测试和研究。　　 2.对影响发动机燃烧和排放的原WD615国Ⅱ柴油机的主要零部件进行了配置优化，优化活塞环以降低机油消耗，进而降低颗粒排放。优化燃烧室，改善燃烧室内气流运动分布规律的同时，改善扩散燃烧减少颗粒排放。对不同喷油器和增压器进行优化，选出了最佳配置。　　 3.在确定发动机最佳配置的基础上，通过燃烧分析手段，对不同喷射压力、提前角以及多次喷射的发动机热力学性能进行分析研究，为改善发动机性能，降低发动机排放提供燃烧方面的理论支持。　　 4.研究了电控高压共轨系统控制策略，通过优化喷油压力、定时、预喷、后喷等参数，对发动机的性能进行全面的燃烧开发和标定，使柴油机达到国Ⅲ排放标准，测试结果为：NOx=4.80g/kW.h，PM=0.08g/kW.h，CO=0.45g/kW.h，HC=0.30g/kW.h，ELR烟度：0.46 m-1。　　 5.通过研究分析确定采用SCR技术路线达到中国Ⅳ、Ⅴ阶段最佳方案，根据两气门WP10柴油机实际情况，优化设计了SCR系统，研究了SCR对NOx的催化转化的历程，并通过对柴油机的SCR稳态温度、尿素喷射量、稳态及瞬态的开发标定，使两气门WP10柴油机达到国Ⅳ排放标准，测试结果ESC循环：NOx=2.91g/kW.h，PM=0.014g/kW.h，CO=0.38g/kW.h，HC=0.054g/kW.h，ELR烟度：0.042m-1，ETC循环：NOx=2.83g/kW.h，PM=0.017g/kW.h，CO=O.094g/kW.h，HC=0.129g/kW.h。