热力学单缸机试验是柴油机燃烧系统开发、新型燃烧技术研究的重要手段之一,随着柴油机技术水平的提高,对单缸机的要求也在不断提高。本文主要进行了高爆压单缸柴油机设计及其EGR与喷油控制策略的研究,为进一步开展柴油机新型燃烧技术研究奠定基础。本文首先进行了高爆压单缸柴油机的设计研究,基于设计要求,完成了单缸机曲轴平衡系统、高压共轨喷油系统以及各子系统的设计,并完成了试验台架搭建,实现了单缸柴油机的试运转,验证了各子系统的功能。其次,本文进行了单缸柴油机电控系统硬件与软件的自主设计与开发。其中,硬件设计主要包括高压共轨燃油喷射控制驱动系统、ECU控制单元、EGR驱动系统以及相关测试系统的硬件选型以及系统搭建;软件设计主要包括多段燃油喷射控制策略开发、高压共轨压力控制、EGR系统控制策略开发,EGR与喷油协同控制策略开发。通过本文控制系统软硬件设计,实现了单缸柴油机多段喷油喷射参数控制、瞬态EGR控制功能,具备了进一步开展柴油机新型燃烧模式研究的能力。最后,本文开展了高压共轨单缸柴油机子系统及其控制系统的试验。油量标定试验表明了燃油喷射控制系统在180MPa喷射压力下最大油量可达170mg,满足柴油机油量设计要求、喷射稳定性及可靠性要求;针对电机驱动油泵高压共轨系统,设计了油轨压力控制策略,避免了起动过程油压超调问题,实现了起动过程油轨压力控制,稳定工况,压力波动处于±1.5MPa以内。