CFD(computational fluid dynamics)三维数值模拟研发周期短、成本低、结果直观，使具体了解柴油机缸内气体流动、喷油雾化过程和燃烧过程成为可能。但是柴油雾化和燃烧模型因柴油组分的不同还有一定的局限性，本文为了建立耦合多组分燃料的柴油机喷雾燃烧模型，进行了单组分燃油特性及反应机理的初步研究。　　首先通过台架性能试验分析柴油机的基本性能和常规排放数据，以及工作过程的气缸压力、放热率。通过三维造型软件Pro/E对4B26柴油机进行实体模型的构建，将stl文件导入FIRE软件，应用FAME Advanced Hybrid模块完成网格划分，并应用FAME Engine Plus模块生成动网格。选用合适的喷雾、燃烧和排放物生成模型，依据试验数据确定边界条件和初始条件，进行三维瞬态数值模拟，通过进气、燃烧和排放过程的模拟结果与试验测量值对比，误差都在5％以内，验证了模型有效。　　通过缸内气体流动速度场和运动迹线的分析，总结了缸内滚流与涡流的形成和运动规律。围绕缸内流场、湍动能的变化，燃油破碎、蒸发和混合气浓度的变化，分析了柴油和单组分替代燃料对缸内喷油雾化过程的影响。通过燃油喷射过程缸内湍动能和涡流比的变化，分析柴油及其单组分替代燃油对缸内气体流动的影响，进而研究了对燃油喷雾粒子云图演变过程的影响。　　结合柴油及其单组分燃油雾化过程，通过放热规律研究了燃料在预混燃烧期和扩散燃烧期的已燃和未燃燃料质量、平均缸内压力以及放热量，分析了单组分替代燃料对燃烧速率的影响。　　并通过缸内平均温度和缸内温度在不同曲轴转角、不同位置的分布情况，研究了柴油及其单组分燃油的燃烧着火区域及扩散情况。结合缸内温度分布和氧浓度，分析了NO和soot排放物生成历程，进一步研究了单组分燃油的排放物生成机理。