能源与环保是当今世界发展的两大主题。随着社会经济的发展,非道路用柴油机的污染物排放问题日益得到人们的普遍关注。世界主要国家均制定了非道路用柴油机的排放法规。对于小型非道路用柴油机而言,优化配气凸轮型线、改善进排气性能、合理选择配气相位是降低尾气排放的重要手段。本文首先通过AVL-Tycon建立TY3100柴油机配气机构运动学和动力学模型,进行了运动学和动力学仿真。针对原机凸轮型线的优化,采用多项动力凸轮与等加速凸轮两种方法,以丰满系数为最终目标,从凸轮与挺柱的接触应力和润滑效果、气门加速度、气门落座时是否出现反跳、气门弹簧是否出现并圈评价凸轮型线动力性能。结果表明,多项动力凸轮不仅增大了丰满系数,而且保证了良好的动力性能。针对变最大升程凸轮型线的设计,根据气门不与活塞相碰为原则确定了进、排气门最大升程,并运用多项动力凸轮设计方法为柴油机重新设计了凸轮型线。其次,针对变最大升程凸轮型线,应用GT-Power建立TY3100整机性能模型,优化了进气迟闭角与排气提前角。根据性能比较可以看出,该凸轮型线和配气相位不仅提高了中高速时的性能,而且也改进了低速时的性能,为非道路用柴油机TY3100的综合性能提高提供了重要的理论依据。最后,根据数控凸轮加工新工艺对输入数据的要求及实际需要,提出了两种将挺柱升程数据换算为凸轮轮廓线随凸轮轴转角变化的数据的方法,即AVL-Tycon Recalc方法和几何法。AVL-Tycon Recalc方法利用AVL-Tycon软件建立配气机构运动学模型,模拟配气机构的运动关系,根据挺柱和凸轮之间的运动规律进行数据换算;几何法则运用纯几何关系进行数学运算。