近年来，一方面为了减缓资源的过度耗费所引发的能源危机，降低柴油机等动力机械的能源消耗势在必行；另一方面为了减缓人类赖以生存的环境进一步的恶化，各国纷纷制定出日益严格的排放法规。提高柴油机的动力性、经济性，降低其排放是满足现行的更加严格的排放法规的唯一途径。柴油机的燃烧过程是决定燃烧与排放性能最根本的因素，本文对柴油机燃烧过程进行了模拟计算，并在此基础上对一些结构参数以及燃烧室结构进行优化，以达到提高柴油机动力性、减少燃油消耗、降低排放污染的目的。本文利用AVL FIRE软件对某型船用高速柴油机的燃烧过程进行了模拟计算。了得到比较准确的计算初始时刻的缸内状态参数，利用AVL BOOST软件对柴油机的工作过程进行了模拟计算。由于没有实测的喷油规律曲线，利用AVL HTDSYM软件对柴油机的燃油喷射系统进行了模拟计算，得到了其喷油规律曲线。参数设置完成之后，对柴油机的燃烧过程进行了计算，并利用试验数据对仿真模型进行验证。计算了不同进气迟闭角下柴油机的燃烧过程，结果表明，进气迟闭角从20°CA增大到40°CA的过程中，指示功率呈现先增大后减小的趋势，有效燃油消耗率则与其趋势相反，在进气迟闭角为30°CA时，指示功率最大而有效燃油消耗率最小，NO质量分数也在此时为最小值，SOOT质量分数则随着进气迟闭角的增大一直呈上升趋势。即进气迟闭角取30°CA时，柴油机有较好的动力性、经济性以及排放特性。计算了不同喷油提前角下柴油机的燃烧过程，结果表明，喷油提前角从14°CA增大到22°CA的过程中，指示功率随着喷油提前角的增大而升高，同时有效燃油消耗率则随之降低，NO质量分数也随着喷油提前角的增大而升高，而SOOT质量分数却随之降低，现实中可根据不同的侧重点做适当的调整。本文设计了三种不同型线的燃烧室结构，计算结果表明，方案1的动力性和经济性较好，但NO排放量较高。方案3的动力性较好，NO的排放量也最低，但油耗较高，经济性稍差。方案2的油耗虽低，但功率也较低。