随着世界能源的紧张、石油价格的不断上涨和排放法规的日益严格,提高汽车发动机热效率和减少汽车尾气排放成为当前汽车领域的两大重要课题。柴油机以其热效率高、经济性好等优点,得到了各行各业地广泛关注。近年来柴油轿车又成为交通领域节能的又一项重要措施。与中重型车用柴油机相比,轿车对其柴油机在高速性、振动噪声、适应轿车多变的工况、排放等方面提出了更高的要求,这些都需要组织高效的工作过程予以保证。因此,研究轿车柴油机的燃烧过程,优化匹配燃烧室形状、喷油过程和缸内气体的流动具有重要的研究意义和工程应用价值。本文的研究内容来自于国内某企业轿车柴油机的开发项目,针对一款国外先进的轿车柴油机,运用三维CFD仿真软件AVL FIRE进行了对标仿真研究。首先对该轿车柴油机的燃烧室进行了几何和物理建模,仿真分析了压缩、喷雾、燃烧和膨胀过程,利用试验数据对模型进行了有效性验证;在此基础上,研究了不同喷油提前角和燃烧室的凸台形状对发动机性能的影响。计算结果表明:1、喷油提前角对缸内流动和燃烧过程的影响:减小喷油提前角,挤流对喷雾的影响增强;喷油时刻的最高温度较高,滞燃期短,期间形成的适合燃烧的预混合气较少;缸内最高温度较低,NOx排放减少,但燃烧后期燃油浓度的最大值较大,将导致大量碳烟的生成。故适当的减小喷有提前角,有利于降低NOx排放。2、燃烧室凸台形状对缸内流动和燃烧过程影响:加强气缸内气流运动的强度,保持较长的涡流持续期,促进合理的湍动能分布,有利于改善燃烧室壁面附近燃油和空气的混合质量,避免燃烧室中出现局部高温、局部混合气过浓的现象,其中A型燃烧室有利于改善碳烟和NOx排放,发动机各项性能指标较好。