废气再循环(Exhaust Gas Re-circulation, EGR)技术是目前公认的降低柴油机NOx排放的有效技术措施,国内外都在对这一技术进行研究,并且已经成功得到应用。如何精确合理的控制EGR率是该项技术的关键,这不仅与柴油机系统本身有很大关系,同时与EGR控制系统也有密切联系。本文通过一维模拟计算的方法对柴油机EGR系统工作过程进行了理论分析,并在此基础上进行了EGR电控系统的开发与步进电机驱动式EGR阀的设计。根据柴油机实际工作过程,利用AVL-Boost软件建立了增压车用轻型柴油机原机模型,结合台架试验结果对模型进行了标定。在此基础上增加EGR系统,并对EGR阀及管道进行了结构优化,模拟分析了不同工况下EGR对柴油机燃烧、动力性能和经济性能及NOx排放的影响规律。设计了EGR电控系统软、硬件,并开发了标定软件。电控系统采用C8051F340作为CPU,采集曲轴转速信号、油门位置信号和水温信号,根据这些信号查表计算EGR阀的开度,精确控制EGR率。软件采用模块化设计思想,采用C语言编写。上位机标定软件根据EGR标定试验而设计,实现了通信控制、工况监控、参数修改保存、工况参数曲线显示等功能。通过电控系统的调试实验验证了电控系统的稳定性,可以实现对EGR阀的开度的精确控制。设计了步进电机驱动式EGR阀,并利用一维与三维耦合计算方法,对阀体结构进行了优化。通过一维模拟计算得到阀门进口和出口的边界条件,作为三维CFD计算的初始条件,对流场分布进行了模拟计算。最后进行了EGR阀流量特性试验,试验结果表明满足系统对EGR率的要求,并证明了三维CFD计算在阀门设计中的可行性。