随着世界经济的飞速发展以及重型商用车技术的不断突破,高速大功率的柴油机逐渐成为发展趋势,但由此带来了尾气污染方面的难题。从上世纪九十年代前后直到现在,世界主要经济体如美国、欧盟、日本以及中国,先后对机动车尾气排放制定了不同阶段的排放法规,排放限值逐渐降低。虽说环保法规的制定是为了改善人类居住的环境,但人类已经适应了汽车带给他们舒适便捷的生活条件,汽车在生活中已经成为了不可或缺的一种工具。面对这种矛盾,人类工程师们在机械、电子、材料、化学等方面不断攻关,使汽车技术取得一个又一个的突破,以适应越来越严格的环保标准。本文分析了柴油机的发展趋势,着重介绍了国内外柴油机的技术发展现状。以一款一汽CA6DL2国Ⅳ重型柴油机为研究对象,通过性能设计及热力学分析,分析研究了发动机性能提升及排放达到国Ⅴ的技术措施以及结果。详细介绍了发动机对标目标、边界条件、排放控制策略、燃烧系统配置方案。通过发动机台架性能开发及排放试验,对燃烧配置方案进行了优化对比研究,针对影响发动机性能与排放的喷油嘴、增压器、缸盖以及燃烧室进行了试验对比分析,确定了满足发动机开发目标要求的最优方案,并对最终选型的燃烧配置方案进行阶段性冻结。以最终燃烧配置方案为基础样机,应用以CANape工具开发的自主标定软件对该发动机进行了标定研究,其中包括影响性能及排放的常规模块标定以及OBD标定。通过本文对重型车用国Ⅴ柴油机性能设计及标定方法的研究,建立了一套柴油机性能设计及开发的试验方法,总结了燃烧配置方案选型的评价标准及国Ⅴ柴油机标定流程,对开发及标定满足更加严格的国Ⅵ排放法规发动机具有现实指导意义。