随着排放法规的日益严格和对经济性越来越高的要求,柴油机高效清洁燃烧理论与技术一直都是柴油机研究的前沿课题。在柴油机燃烧控制技术中,喷油与EGR控制是柴油机燃烧控制的重要技术措施,本文使用三维CFD计算软件AVL-Fire,在其现有的柴油机ECFM-3Z燃烧模型基础上,研究了EGR控制的低温燃烧模式局部物性空间及时间特性以及其如何实现同时降低NOx及Soot机理,研究了柴油机单次喷射喷油定时与EGR耦合控制的燃烧机理。本文首先借助于数值模拟手段研究通过单次喷射耦合废气再循环的方法实现的低温燃烧中主要参数对NOx及Soot排放的影响机理;随着EGR率不断增大Soot排放先增加后减少,增加主要是EGR抑制Soot氧化速率更为明显,Ф-T路径并没有明显脱离高Soot生成区域。局部火焰温度随氧浓度的降低而降低,当氧浓度降到某一转捩点时,滞燃期延长使Ф-T图中的燃烧路径明显避开的Soot生成区域;火焰局部温度降低导致NOx排放大量减少,达到同时降Soot和NOx的目的。提高喷油压力,增加了燃油对空气的卷吸,加快了油气之间的混合,燃烧持续期缩短, NOx增加,而Soot生成峰值相当,但后期氧化增加,从而导致Soot排放降低。低氧浓度时,进气压力增加,滞燃期缩短,燃烧放热加快,燃烧后期温度随进气压力增加而降低,Soot降低,NOx增加;主要原因是氧的绝对量增加,Soot后期氧化速率增加,NOx增加主要是因局部温度大于1900K的区域随进气压力增加而增加。最后,作者通过调节喷油定时和EGR率使主燃烧相位CA50保持在几乎相同的时刻,以探讨喷油时刻控制与EGR控制对燃烧及排放的影响。实验及计算结果均表明:喷油定时提前耦合大EGR率的燃烧效率及热效率均较喷油定时推迟耦合小EGR率的高,但前者最大爆发压力、压力升高率和NOx较高,而Soot则先增加后降低。随着主燃烧相位CA50的推迟,缸内局部温度及平均温度均降低,燃烧效率降低,NOx降低;Soot先增加后降低。