直喷式柴油机的燃烧特点决定了其尾气中含有大量的碳烟颗粒。直喷式柴油机的火焰浮起长度(Flame Lift-off Length)被认为是影响碳烟生成的一个重要参数。定容燃烧弹内相对静止的环境下可以为我们提供单一参数变化来研究其对火焰浮起长度以及碳烟生成的影响。本文主要以数值模拟的方法研究了直喷式柴油机缸内湍流扩散燃烧火焰浮起长度的相关问题,并对采用组孔技术及其与EGR(废气再循环)相结合时对燃烧室各参数以及排放的影响,提供了一个降低碳烟及NOx排放的途径。本文以Sandia国家实验室的定容燃烧弹和中国一拖的6NB-E柴油机为原型建立了一个三维数值模型,并通过与实验数据对比,验证了模型的有效性,并且部分研究在6NB-E柴油机上得到应用和验证。本文以单参数变化为主要方式分别研究了喷孔直径、涡流比、进气温度、进气密度、氧浓度等参数对于火焰浮起长度及不对称性的影响。以以上研究结果为基础提出了小孔径的组孔技术,深入分析了该技术对于燃烧室内各参数以及排放的影响,接着对组孔与EGR技术相结合进行了研究,达到改善燃烧、降低排放的目的。模拟的结果发现涡流比对火焰浮起长度的影响并不显著;初始进气温度和初始进气密度对于火焰浮起长度的影响比较明显;氧浓度的小范围变化对火焰浮起长度的影响较弱;模拟研究还发现小孔径组孔技术能有效改善燃烧,降低碳烟排放,但是会带来NO_x大量生成的坏处。采用组孔与EGR相结合的技术可以实现碳烟与NO_x的共同减少,达到降低排放的目的。