为满足节能减排需求，近年来柴油机的设计已经越来越精细。对于增压柴油机排气系统来说，同时满足有效利用排气能量和保证各缸顺利换气显得十分重要，如何合理设计涡轮增压系统改善柴油机低速工况性能是柴油机新技术领域亟待解决的关键技术之一。为此，本文以国家“863”项目子项（2008AA11A116）、湖南省自然科学基金项目（11JJ6036）为依托，对某型增压柴油机排气系统主要结构参数进行了优化，并对原机排气歧管做了一些改进，论文的主要研究工作和创新之处如下：（1）建立了某型增压柴油机工作过程的数学模型以及基于GT-Power软件的仿真模型；分别对四缸增压柴油机采用双脉冲和涡轮单进口系统进行仿真计算，分析不同系统对柴油机功率、燃油消耗率、扫气系数等的影响。（2）分析了排气总管直径、长度；排气支管直径、长度和排气支管截面面积等涡轮增压系统参数对柴油机功率、燃油消耗率、平均有效泵气损失的影响。采用GT-Power软件自带的优化模块，建立了以柴油机燃油消耗率为优化目标的增压柴油机性能优化仿真模型；并在标定工况下对涡轮增压系统主要结构参数进行联合优化。（3）通过对涡轮增压系统方案的对比分析以及涡轮增压系统中的流动损失的分析，设计了一种新的涡轮增压系统；并建立了基于Fluent的新旧两种涡轮增压系统三维仿真模型，对两种涡轮系统速度场和压力场进行分析。结果表明：柴油机装有新涡轮增压系统后，经济性、加速特性和扫气效果都得到大幅提高。