柴油机新型燃烧方式能很好的解决传统柴油机NOx和碳烟排放的Trade-off关系，具有高效清洁的特点，可以缓解当今能源危机和环境保护问题日益严峻的现状。柴油机实现新型燃烧方式的手段有很多，其中晚喷燃烧模式在燃烧相位控制和负荷拓展两方面具有相当大的优势。首先，利用KIVA-3V程序搭建了柴油机燃烧三维模拟计算平台，并对模拟计算中计算压缩比补偿容积处理方法和初边值条件计算方法两项关键技术进行了研究。多个工况的计算值与试验值对比表明，两者吻合良好，验证了所建模型的可靠性。计算研究表明，不同补偿容积处理方法计算的缸内流场分布存在明显差异；提出的初边值条件计算方法可以对预测工况的初始缸内压力、初始缸内温度、初始气体成分和喷油规律进行较精确的计算。其次，对一台6缸涡轮增压柴油机在高压晚喷条件下的燃烧特性进行了三维模拟研究，分别研究了燃油喷射、EGR率和超多喷孔燃油喷射对柴油机混合气形成过程、燃烧特性和排放特性的影响。研究结果表明：（1）提高燃油喷射压力可以明显改善燃油雾化和油气混合状况，使缸内当量比降低；晚喷条件下喷油始点相对于上止点提前或者推迟，都可以延长滞燃期，使着火前的缸内燃油分布更均匀，从而可以获得更低的Soot排放；当在上止点后10oCA喷油时，缸内当量比基本在理论当量比（=1.0）附近，Soot排放几乎为0，但此时的NOx排放却由于预混燃烧比例的增大而显著升高。（2）高压晚喷条件下，随着EGR率的增加，滞燃期逐渐增大，缸内燃烧温度和NOx排放逐渐降低，而Soot排放则呈现先增加后降低的趋势。在较高EGR率下，缸内平均压力和缸内最大爆发压力由于燃烧过程的恶化而显著降低，从而导致发动机动力性能明显下降。在高压晚喷条件下，喷油始点对NOx排放的影响没有EGR显著；Soot-Bump曲线的拐点位置随着喷油始点的变化而变化，并且当EGR率大于30%时，推迟喷油可明显降低Soot排放。（3）采用超多喷孔喷油器可以有效缩短喷油持续期，并有利于燃烧过程中缸内燃油的均匀分布，相对均质的预混合气使其燃烧过程基本呈预混燃烧。采用超多喷孔喷油器、推迟喷油、提高喷射压力和EGR技术等措施能够实现柴油机的高效清洁预混燃烧，在保证动力性的前提下，可以实现NOx排放和Soot排放同时大幅降低。