非道路柴油机是我国农业机械、工程机械、林业机械、内河机动船、发电机组以及水泵等的主要配套动力,我国现有非道路卧式柴油机因售价低以及冷却方式和结构的限制,技术发展严重滞后,主要表现在：体积大、比质量大、升功率低,可靠性低、寿命短,冷却效果差,燃油经济性差、噪声和排放污染物严重。针对现有非道路卧式柴油机存在的技术问题,提出了开发高效低污染非道路卧式柴油机需解决的关键技术方案,开展了以下研究工作。(1)针对进气系统,研究了螺旋进气道结构及其流动特性的影响关系针对柴油机螺旋进气道复杂的自由曲面特征,通过建立螺旋段表面空间三维曲线方程组数学模型和启用曲线关联特性,研究了一种柴油机螺旋进气道正向设计方法。结合气道稳流实验,建立了气道流动仿真模型,研究了螺旋进气道直流段和螺旋段几何结构参数、进气门位置对气道和缸内气体流动特性的影响关系,分析了进气道的关键结构参数和敏感部位。(2)针对冷却系统,研究了卧式柴油机冷却水套结构及其流动特性针对新型高效低污染非道路卧式柴油机的技术要求,选择了强制冷却闭式循环系统,设计了冷却水套结构方案。在不同工况下试验测试了水套内冷却水流量、温度和压力,建立了冷却水流动的数值模拟仿真模型,分析了水套内冷却水流动性能,研究了不同结构参数对冷却水流动和换热的影响关系,优化了原方案冷却水套结构和水泵流量。(3)研究了活塞组动力学特性及其影响因素针对卧式柴油机活塞组件动力学特性,试验研究活塞、缸套热负荷作用下的温度场分布,建立了活塞组件动力学仿真模型。采用正交分析方法,研究了活塞和活塞环结构参数对活塞组二阶运动、机油耗以及漏气量等活塞组动力学特性的影响关系。(4)高效低污染非道路卧式柴油机的设计通过对燃烧系统的设计与优化匹配试验、冷却系统、润滑系统、活塞组件、配气机构等部件的设计与分析以及总体布置,设计了一款新型高效低污染非道路用卧式两缸柴油机,其结构特点及性能指标如下：(1)结构紧凑、重量轻。自然吸气柴油机产品总质量221kg,比质量6.05kg/kW;废气涡轮增压功率强化后2D25ZL总质量227kg,比质量4.54kg/kW。(2)燃油经济性好。自然吸气柴油机外特性最低燃油消耗达到224g/(kW·h),标定功率工况点有效燃油消耗率为234g/(kW·h);增压中冷柴油机外特性最低燃油消耗达到221g/(kW·h),标定功率工况点有效燃油消耗率为246g/(kW·h)。发动机最经济有效燃油消耗区宽广,动力适配范围宽。(3)润滑油消耗低。自然吸气柴油机标定功率工况下平均机油耗0.299 g/(kW·h),平均机油燃油消耗比为0.127%；增压中冷柴油机标定功率工况下平均机油耗0.293 g/(kW·h),平均机油燃油消耗比为0.119%。(4)排气污染物低,可靠性高。自然吸气柴油机满足非道路国Ⅱ排放限值的要求,并通过了1000小时可靠性试验检验。