由于柴油机具有较高的热效率，以及在HC和CO排放上均优于汽油机。然而，柴油机的NOx和碳烟排放量存在“此消彼长”的关系的规律，同时减少两种排放物相当困难。由于后处理器技术成本较高，且受到后处理器转化效率的限制，因此通过内燃机机内净化有可能是最有效、最经济的净化措施，由此提出了一种新型的燃烧方式，即：低温高密度燃烧技术，通过提高进气压力、EGR等措施来降低燃油燃烧温度，以避开NOx和碳烟的排放区域，就有可能实现超低排放，达到不使用后处理装置或只使用简化后处理装置，就能同时降低两种排放物的目的。由于传统的实验方法对柴油机的工作过程的研究成本较高，那么通过计算机三维软件对柴油机进行模拟仿真不失为一种好手段。本文阐述了低温高密度燃烧的原理以及研究现状，系统地介绍了软件计算过程的控制方程组、湍流燃烧模型和排放模型。利用三维模拟软件FIRE对4100车用柴油机工作过程进行仿真模拟，首先建立模型并验证模型的正确性以后，运用正交试验法建立18次试验方案，并分析了进气压力、进气温度、喷油提前角和喷油持续期四个因素对柴油机经济性、动力性、排放性等各项性能指标影响的主次顺序，另外，分别得出了动力性、经济性、排放性以及能同时降低碳烟和氮氧化物排放的各优化方案。