我国是农业大国的国情使单缸柴油机在我国经济发展中扮演着重要角色,然而高油耗、高排放、低升功率等问题使单缸柴油机面临严峻挑战。环保法规对单缸柴油机的要求也越来越严格。因此有必要采取措施来提高柴油机性能。　　 本文研究了纯柴油和乙醇/柴油双燃料的化学反应动力学机理,分析乙醇加入对柴油机均质压缩燃烧的重要物种、自由基和关键反应的影响。结果表明,乙醇在一定程度上抑制了柴油的低温反应,脱氢产物C7H15在低温阶段的裂解反应微弱,一次加氧反应和二次加氧反应起主导作用。模拟还分析了不同进气温度和当量比等边界参数对均质压燃发动机燃烧过程的影响。结果表明,随着进气温度升高,脱氢反应速率逐渐减小,缸内最高温度升高,最高压力下降,CO降低,NO升高;随着燃空当量比增加,脱氢反应速率逐渐增大,缸内压力和温度都升高,CO和NO增加。　　 为了直观地研究燃油浓度场,本文建立ZS195柴油机的燃烧室三维实体模型,并进行网格划分,定义网格移动事件,设定边界条件,实现对缸内燃烧的瞬态模拟。本文主要研究了喷油嘴喷孔数目、喷油嘴位置以及喷油提前角对燃油浓度分布的影响,通过比较分析,找出提高发动机动力性及降低排放的较佳匹配参数。结果表明:增加喷孔数,由原机的4孔增加到6孔,可以提高柴油机的动力性,但NO和SOOT排放明显增加。在增加喷孔数的基础上,通过提前喷油和适当减少喷油量的方法,可保持原机动力性和提高经济性,但NO和SOOT呈现trade-off规律,NO排放增加,SOOT排放得到改善。在原机4孔喷嘴的基础上,采取喷油嘴向气缸中心移动来减少偏移量这种措施,可以改善燃油喷雾质量,有利于燃油与空气均匀混合,从而提高了缸内压力与温度,但NO和SOOT排放都增加了。在移动喷油嘴位置的基础上,减小喷油量,提前20CA喷油,可以保持原机动力性,提高经济性,且能够同时降低NO和SOOT排放,是提高发动机性能的一个较好措施。