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OPOC发动机是一种以结构简单、紧凑、噪声小、功率高、油耗低著称的二冲程发动机。但目前为止该发动机仍停留在发动机台架试验状态,迟迟不能面世,距其市场化还有许多的技术难题需要解决。前期针对OPOC发动机的研究主要以发动机扫气过程或进、排气口为研究内容,对其燃烧与排放的研究不足,本文从EGR率、EGR冷却温度和多段喷射三个角度着手研究其对OPOC发动机燃烧和排放性能的影响,以期加快OPOC发动机的研制工作。首先以OPOC发动机为研究对象,借鉴传统发动机研究的理论方法,搭建OPOC发动机一维整机模型,并验证其可靠性。在此基础上以发动机左缸为研究对象,搭建OPOC发动机三维燃烧模型,并验证。在已验证的一维整机模型的基础上,设计了EGR率控制方案,通过EGR阀的开度调节EGR率;在EGR率不变的基础上,设计了EGR冷却温度控制方案,通过EGR中冷器控制废气的冷却温度;仿真分析不同EGR率和EGR冷却温度对OPOC发动机缸内压力、温度、放热率、动力性以及排放特性的影响。结果表明:随着EGR率的增大,缸内燃烧压力的峰值随之降低,且出现时刻随EGR率的增加出现后移趋势,缸内平均温度也明显降低并向后推移,最大放热率也随之降低,NO和碳烟的生成受到抑制,但当EGR率大于62%时缸内燃烧急剧恶化;当EGR冷却温度降低时,缸内平均温度和放热率的峰值随之降低,但在大EGR率的情况下EGR冷却温度的变化对缸内压力的变化影响不大,NO和碳烟也随EGR冷却温度的降低而降低。最后运用已验证的可靠的发动机三维仿真模型,结合正交实验的方法研究多段燃油喷射参数(燃油喷射量、燃油喷射间隔)间相互影响对OPOC发动机燃烧与排放的影响。并采用相关性分析、极差分析和方差分析三种分析方法对结果进行分析,最终结果表明:(1)后喷量是影响缸内平均指示压力的首要因素,其中后喷量增大会引起缸内平均指示压力下降。预喷量是影响指示氮氧化物和指示碳烟排放量的首要因素,其中预喷量的增大会引起指示氮氧化物增大和指示碳烟排放量减小。(2)平均指示压力可以有效的体现OPOC缸内循环热效率和性能的影响,适用于对三段燃油喷射策略的评价,OPOC柴油机在使用三段燃油喷射时最大燃油喷射策略是,预喷燃油量为10%,预-主喷间隔为30deg,后喷燃油量为5%,主-后喷间隔为30deg。