柴油机应用越来越广泛,但是车辆排放法规也越来越严格,尤其是NO和微粒之间的矛盾关系很难解决,所以我们必须寻求有效的排放控制措施。研究表明EGR能够显著地降低NO,但仍需从微观角度细致深入地揭示其作用机理;EGR对碳烟颗粒产生的影响比较复杂,因此应该从宏观和微观两个角度探讨和揭示EGR对碳烟微粒的影响;利用Φ-T图综合分析缸内整体燃烧过程,找出碳烟和NO的生成条件;在EGR作用的基础之上,加入涡流比这一单因素,探讨涡流强度对柴油机性能的改善作用。本文运用仿真手段针对以上几个问题依次展开研究。　　 利用三维仿真软件AVL FIRE中的ESE模块建立4100直喷式柴油机的几何模型和计算网格;通过CFD模块设定边界条件、初始条件,设定合理的计算步长,选取喷雾子模型、燃烧子模型、排放子模型并调整各个参数,构建科学而合理的模拟平台。每循环供油量,缸内的初始条件压力、温度、密度及涡流强度等,边界条件气缸盖温度、气缸壁温度等都保持不变,首先设置单因素EGR率变化,找出EGR率对柴油机性能的影响;再设置单因素涡流比变化,分析涡流强度的改变对柴油机性能的影响。　　 首先对3200r/min、50％负荷、涡流比2.3、无EGR工况的燃烧过程进行三维数值模拟;然后分别加入0.1、0.15、0.2、0.3、0.4等的EGR,模拟它们的燃烧过程,分析EGR对燃烧和排放的影响;设EGR率为0.4不变,改变涡流比(1.5、2、2.3、2.6、3、3.5、4),得到涡流比该柴油机燃烧及排放影响规律。结果表明:一、EGR能显著地降低NO。二、随着EGR的增大,缸内燃烧平均温度降低,根据温度降低幅度,碳烟呈现不同的态势,当缸内温度大于1800K时,EGR能增大碳烟生成量;当缸内温度小于于1800K时,EGR能减少碳烟生成量。三、由Φ-T(当量比-温度)图分析得知,当量比小于2,而且局部燃烧温度保持在2200K以下才能避免高浓度NO产生;碳烟的生成条件是高当量比和中间燃烧温度区域(1800K～2200K)。四、加大涡流比能改善缸内燃烧,在小幅度升高温度的同时能大幅度降低NO;动力性和经济性在涡流比为2.6时达到最高。