柴油机由于具有更好的动力性、安全性与可靠性,作为车的动力装置被广泛应。我国高原分布广泛,发展高海拔适应的车辆动力装置具有重要的现实意义,而高原地区高寒缺氧的环境特性却对柴油机性能提出了严峻的挑战。某在用柴油机在高原条件下工作时,发生了燃烧恶化,活塞烧蚀破坏的情况,在这种背景下,深入探索高海拔柴油机活塞烧蚀的机理并给出优化方案具有重要的实际意义。本文利用三维仿真软件,通过对定容喷雾与缸内燃烧过程的仿真计算,对高海拔条件及燃油品质对柴油机喷雾燃烧过程的影响进行了研究。定容喷雾仿真的结果表明:同种柴油,背景温度相同时,随背景压力的降低,液相贯穿距增大;背景压力相同时,在较低的温度范围内,喷雾液相贯穿距随温度升高而增大,随着温度的继续升高,在喷雾发展后期,液相贯穿距的发展速度随温度升高而减慢,气液两相达到平衡态时的液相贯穿距随温度升高而减小;随海拔高度的升高,在背景温度与压力降低的共同作用下,液相喷雾贯穿距增大;不同品质柴油的喷雾发展过程受黏度、密度、表面张力差异的影响很小,受蒸发特性的影响较大,在蒸发态条件下,柴油初馏温度越低,气液相达到稳态时的液相贯穿距越小。缸内喷雾燃烧过程仿真的结果表明:在高海拔条件下,较低的缸内进气温度、压力导致了着火推迟与喷雾贯穿距增大,缸内出现了燃油湿壁现象,从而导致燃烧恶化,着火后瞬时放热率与压力升高率增大,碳烟生成量增加;燃油蒸发特性的差异对着火延迟期有很大影响,但由于燃油蒸发是一个吸热过程,而着火时刻受混合气浓度与温度的共同影响,因此着火延迟期与燃油蒸发特性并不呈线性相关。本文通过对燃烧室型线及喷油系统参数的设计,得出了缓解高海拔下缸内燃烧恶化及活塞烧蚀的方案。优化方案的仿真计算结果表明:与原机相比,在4500m海拔条件下,优化方案的最大压升率与碳烟累计生成量明显下降,最大缸内平均温度略有下降,指示功率略有上升,燃油湿壁得到缓解,在保证了柴油机动力性的同时,降低了活塞承受的热负荷与机械冲击,减少了出现活塞烧蚀的概率。