能源紧缺和严峻的环境问题对船舶柴油机的经济性和排放性提出了更高的要求。柴油机的经济性和排放性主要取决于其燃油喷射系统和缸内燃烧过程。本文依托于学校4190型柴油机电控化改造，利用AVL_FIRE软件建立了缸内燃烧模型，研究了燃油喷射系统和燃烧室形状对柴油机性能的影响，为柴油机的电控化改造和燃烧室匹配提供了依据。首先，对不同组合的电控单体泵和喷油器进行泵台架实验，通过实验数据分析初步选出几组电控单体泵和喷油器组合；将选出的电控单体泵和喷油器组合进行柴油机台架实验，通过实验得到的柴油机性能参数对电控单体泵和喷油器组合做进一步筛选，最终得到适合于该机的燃油喷射系统。其次，利用AVL_FIRE软件，采用ESE模块建立4190系列柴油机燃烧室的几何模型并对其进行动网格划分。通过柴油机台架试验和BOOST模型计算得到仿真计算的初始参数，利用模型对该型柴油机高压循环进行仿真计算。通过试验所得缸压曲线验证了模型的准确性。对模型进行三维流场分析，根据缸内流场以及生成物的形成过程，对燃烧室形状进行优化计算。设计了与原机燃烧室面积相同的缩口和开口两种燃烧室模型，通过仿真计算得出缩口形状的燃烧室有利于柴油机性能的提升。最后，在缩口燃烧室模型的基础上，分别对不同的燃烧室径深比、口径比和侧壁与底部过渡半径进行仿真计算。通过仿真计算得出燃烧室侧壁与底部过度半径对柴油机性能影响最大，其次是数径深比，口径比对其性能影响最小。