柴油机缸内混合气的形成质量对燃烧及排放性能有着较为重要的影响。本文提出的直喷柴油机伞喷涡流室燃烧系统，有效结合了直喷式和传统分隔式涡流室柴油机的优点，即在直喷柴油机活塞上设置涡流室，同时结合伞状喷雾扩散性强且喷油速率快的特点。在压缩冲程时利用挤流及湍流运动，引导伞喷喷雾进入涡流室内实现快速混合;着火后利用涡流室内急剧升高的压力使得未燃混合气冲出涡流室，再次混合后充分燃烧，减少了碳烟的生成，达到柴油机高效清洁燃烧的目的。　　本文运用Fire软件对所提出的新型燃烧系统进行了三维数值模拟。分析了不同的燃烧室几何形状（喉口通道宽度）、喷油特性参数（喷油锥角、喷油定时、喷孔直径）以及进气系统参数（涡流比）下缸内气流运动规律及油气混合过程，研究了各参数对新型燃烧系统燃烧过程及排放性能的影响规律。着重揭示缸内气流演变规律;探究喷雾发展过程、燃烧过程以及污染物生成规律，明确颗粒物生成区域，提炼出表征其燃烧特性及着火控制的关键参数。　　研究结果表明，新型燃烧系统可以有效的提高缸内空气利用率，快速形成较为均匀的混合气，使燃烧过程得到进一步改善;选取适中的喉口通道宽度为5mm时可以增强气流运动强度的同时使燃烧过程更加柔和，可靠性得到保证;喷油锥角对燃燃烧室内油气空间分布有重要影响，喷油锥角为140°时可以减少附壁现象，引导更多燃油进入涡流室内参与混合;缸内温度、压力峰值随喷油推迟及喷孔直径增大成下降趋势，采用喷油定时为25℃A BTDC、喷孔直径0.15mm可以兼顾NO及Soot排放;涡流比过小会导致燃烧持续期增加，涡流比过大则会导致压力升高率过高，降低可靠性。