近十几年,由于先进的排放控制技术在柴油机上的广泛应用,柴油机排放颗粒粒径变小,数量增多,其物理化学特性也相应的产生变化。为研究现代柴油机排气污染物的生成及演化机理提供科研手段,作者在6102柴油机的基础上,开发了一套可实现模拟EGR、增压中冷、高压共轨等先进柴油机技术的全气缸取样系统。本文具体研究的主要内容如下:1、选用高压共轨系统作为单缸供油喷射系统,介绍了单缸高压共轨ECD-U2电控单元的开发与设计,并充分利用微机的硬件资源,配备了相应的定时卡、采集卡和外围驱动电路。运用软件编程,完成了开发系统所需的控制。在高压共轨燃油喷射台架上进行试验不仅可以实现高压喷射,而且能够实现喷油压力、喷油量和喷油定时的灵活可靠控制。结果表明系统具有较高的控制精度和较好的动态性能,喷油响应快和压力控制曲线比较平缓。2、单缸进气系统包括模拟增压装置、模拟EGR和进气加热装置。取样系统包括取样机构、气门停开机构、稀释机构。在原有设计经验的基础上,对取样机构和外围驱动部分进行改进设计。气门停开采用控制摇臂轴位置,以决定气门是否工作。对单缸摇臂轴进行单独设计,在保证其具有正常功能的情况下,实现了气门停开。3、利用PC机和板卡,选用MOSFET晶体管作为驱动的核心,通过软件编程,对取样机构、气门停开机构和稀释机构进行精确控制。4、用该系统作者成功的测量了柴油机在不同曲轴转角下燃烧过程中形成的微粒质量变化的历程。实验结果表明,燃烧生成的微粒质量历程曲线为单峰形状,与理论计算值有着良好的相似性,说明开发出的全气缸取样系统设计合理,可以用于现代柴油机排放污染物的生成机理的研究。