内燃机工作过程的数学建模是从内燃机各系统的物理模型出发，用微分方程对各系统的实际工作过程进行数学描述，求得各参数随时间变化的规律。它是研究内燃机性能的有力工具，能有效地指导发动机的设计和试验工作。 本文在柴油机基本工作原理、热力学、气体动力学的基础上，对目前广泛用于船舶主机的MAN B&W 6S60MC柴油机的缸内工作过程建立了动态数学模型并进行了系统仿真研究。将柴油机划分为五个相互独立的热力学系统，各热力系统之间又通过边界进行质量和能量交换。通过对代用燃烧放热规律、工质的热力性质、热量的传递、工质的流动等影响柴油机工作过程的相关参数进行了分析，运用能量守恒方程、质量守恒方程和气体状态方程等热力学方程，针对这些热力学系统分别建立相应的物理模型和数学模型，利用数值计算方法通过MATLAB的simulink软件包对该柴油机的缸内工作过程进行了模拟，得出柴油机不同负荷下(25％、50％、75％、100％)的稳态工作过程的工作特性曲线，画出了各负荷下柴油机的P—φ示功图。通过与实际台架试验测得的P—φ示功图进行对比，结果比较接近。 2005年5月19日生效的IMO97议定书MARPOL附则Ⅵ对船舶柴油机的排放气体进行了规定，而柴油机排放气体中Nox的含量与柴油机的爆发压力、压缩压力、燃烧温度等影响柴油机工作过程的参数密切相关。因此本文不仅对研究柴油机的性能，而且对研究如何降低对大气的污染都有一定的帮助。本文的研究成果目前用于大连船用柴油机厂生产的6S60MC船用低速柴油机的性能分析中。