为了实现对高速直喷式高压共轨柴油机混合气形成过程及放热率的主动控制。寻找出理想的放热规律和浓度场分布,以及浓度分布特性和放热规律对性能和排放的影响规律。利用GT-suit软件研究了高压共轨喷射系统中的电磁控制系统、液压力控制系统、喷油器针阀和喷孔参数对喷油规律的影响;对燃烧室结构进行了参数化,利用FIRE软件研究了缩口燃烧室的缩口比、径深比和中以凸台对缸内气流运动强度及气流运动强度保持性的影响;并在前述研究的基础之上研究了喷油器流量特性、喷孔参数、喷雾位置、喷射压力和喷射正时与缩口燃烧室匹配时缸内浓度场及燃烧过程的变化。结果表明,通过对缩口燃烧室结构的优化并与高压共轨喷射系统进行合理匹配可以控制混合气形成过程,从而实现对混合气浓度场分布特性和放热规律的控制。提出了通过控制目标放热率来控制柴油机的燃烧过程的方法,并给出了以燃烧噪声、经济性和排放来确定目标放热率的思路。采用在计算网格中设置虚拟采样点的方法对缸内浓度、温度和各排放物的生成速度进行了量化。由此研究了反应区域内的浓度、温度、浓度梯度和温度梯度对soot和NOX的影响规律,并绘制了快速NO生成速率的Φ-T图。