柴油机在空气下排放的CO2通常不视为污染物,而在封闭环境下,常规柴油机存在与工人竞争O2以及CO2浓度升高的问题,从而威胁到工人的生命安全。为了解决了封闭环境下CO2的排放问题,在CO2/O2氛围下着火和燃烧的闭式循环柴油机应运而生,但该柴油机在此氛围下的着火却变得难以预测,甚至在较高浓度CO2氛围下会出现失火现象。CO2/O2氛围下柴油的着火特性问题亟待解决,实现该氛围下着火延迟时间的准确预测以及解析整个着火和燃烧过程十分必要,以期对未来液氧固碳闭式循环柴油机的设计和研发提供理论储备和技术支持,因此,研究CO2/O2氛围下柴油的着火特性问题在理论和实际层面都具有重要意义。本文考虑了柴油物理和化学相关特性,如发火性、高温下的反应性、分子结构和碳氢比等,以70%正庚烷/30%甲苯的混合物作为柴油表征燃料并在CO2/O2氛围下进行着火特性研究。首先,建立了考虑高浓度CO2对着火阻燃和滞燃作用的着火延迟时间（Carbon dioxide effects,CDE）模型,并对湍流、喷雾以及燃烧的子模型进行耦合,采用先进切割笛卡尔单元网格的手段构建了定容燃烧弹的几何模型,以及建立详细的正庚烷/甲苯耦合机理并进行简化,以实现上止点着火和燃烧过程的模拟。其次,搭建定容燃烧弹可视化试验平台,并设定试验工况（空气、60%CO2/40%O2、50%CO2/50%O2和40%CO2/60%O2）,借助高速摄像机系统实现70%正庚烷/30%甲苯在不同工况下着火和燃烧过程的可视化以及获取着火和燃烧试验数据,对试验平台六个主要系统的组成和功能进行详细的描述,完成试验方案的制定并简述着火数据处理方法。最后,结合试验和仿真结果对着火过程、着火延迟时间、火焰温度云图、火焰自然发光度等着火及燃烧特性进行了讨论分析,并对着火有重大影响的初始温度、压力以及OH自由基的产生速率等方面进行了仿真计算。结果表明:CDE模型能较好地预测CO2/O2氛围下的着火延迟时间,在40%CO2/60%O2氛围下误差最大且为8.18%;从火焰高温持续时间和累计自然发光度方面分析得出70%正庚烷/30%甲苯在50%CO2/50%O2氛围下最适合着火和燃烧;高浓度CO2对着火的影响主要体现其物理效应上,化学效应不明显,而当CO2体积分数高于60%时其第三体效应增强;CO2体积分数从40%增加到60%时,R4（O+H2O→2OH）的OH自由基产率峰值下降明显,且下降了180%。