柴油机燃烧过程是一个十分复杂而多变的物理、化学过程,随着排放法规的日益严格,满足排放法规的要求主要从改善柴油机燃烧过程入手。借助于奥地利AVL公司的FIRE软件,可不受试验条件的限制,模拟难以测量的物理量,深入了解燃烧机理。本文模拟了直喷YD4A95-C柴油机的燃烧过程,并分析了喷油提前角、喷油压力、一次预喷及其耦合EGR、共轴向可变喷油嘴对混和气的形成、燃烧过程及柴油机尾气中主要排放物NOx和碳烟的影响,并得出如下的规律和结论:1.随着主喷提前角的增大,NO排放提高,Soot排放降低。2.喷射压力升高后,放热率峰值升高,Soot生成显著降低,但NO少量增加。3.采用一次预喷射策略时,随着预/主间隔角增加,燃烧始点提前,主喷燃油的燃烧速率加快,燃烧重心和终点提前,致使缸压峰值、放热率峰值和温度峰值均有所升高和前移。当预/主间隔角较小时,预喷射燃油主要发生冷焰反应,对主喷燃油起到引燃的作用,NO和Soot的生成量较无预喷策略有所降低;然而,预/主间隔角过大时,预喷射燃油在主喷过程开始前开始发生燃烧现象,Soot的变化幅度较小,NO排放显著上升。4.高压共轨柴油机随着EGR率的提高,压力峰值和指示热效率下降,NO排放大幅度减少,Soot排放少量提高。对于一次预喷前提下耦合EGR,可以取得更好的NO和Soot排放的折中性能,对降低柴油机排放有非常明显的可利用价值,应用前景非常广阔。5.通过对单排喷孔和共轴向可变喷油嘴宏观量和微观量的对比分析,得出无论在全负荷还是小负荷,采用共轴可变喷油嘴后,排放情况都有很大幅度的进步,所以证明其应用潜力巨大,实用性非常强,对降低排放,适应日益提高的排放法规有非常重要的研究价值和开发价值。