能源短缺和环境污染是目前人类所面临的最大挑战。柴油/天然气双燃料发动机因其具有高热效率和低排放的潜力,有关它的研究日益受到人们的重视。目前,柴油喷油策略对柴油/天然气双燃料发动机燃烧主要反应路径的影响机理尚不清楚。为此,本文采用发动机台架试验和三维数值模拟两种手段,从宏观和微观的角度去探究不同柴油喷油策略下柴油/天然气双燃料发动机燃烧过程和有害排放物的生成机理。首先,构建柴油/天然气双燃料发动机燃烧机理。使用正十六烷表征柴油,使用甲烷,乙烷和丙烷的混合物表征天然气。采用DRG、DRGEP、敏感性分析、ROP分析和异构物集总等方法,简化正十六烷详细机理;结合强力敏感性分析优化简化机理关键反应的动力学参数;将正十六烷子机理耦合到天然气简化机理中,构建一个包含155种组分和645个反应的柴油/天然气双燃料简化机理。对其模拟点火延迟、组分浓度、层流火焰速度和双燃料发动机燃烧的结果进行实验验证,结果表明,该简化机理能够模拟实际柴油/天然气双燃料发动机缸内燃烧过程。然后,对双燃料模式下柴油单次喷射策略（喷油压力和喷油正时）进行探究,结果表明,在大负荷工况下,提高喷油压力或者提前喷油,BTE均会显著增加;在中等负荷工况,提前喷油正时,BTE增加,而喷油压力对BTE影响较小。与纯柴油模式相比,双燃料模式能获得更低的CO₂排放,其中一个原因是,双燃料模式生成CO₂的主要反应路径为CH₂O→HCO→CO→CO₂,而纯柴油模式生成CO₂的主要反应路径为CH₂CHO→CH₂CO→HCCO→HCO→CO→CO₂。最后,考察了多次喷射策略对柴油/天然气双燃料发动机燃烧与排放的影响。结果表明,与单次喷射相比,预喷的加入能够提高BTE并降低THC和CO排放。在预喷正时为–25^–10°CA ATDC时,随着主喷正时提前,火焰传播速度增加,BTE上升,THC和CO排放减少,NOX排放增加;缸内燃烧呈现明显的两阶段放热现象,第一阶段放热率由柴油的扩散燃烧和天然气的预混燃烧主导,第二阶段放热率由天然气的预混燃烧主导;双燃料发动机的能量损失主要来自于THC排放。当预喷正时过于提前（超过–25°CA ATDC）,主喷正时对柴油/天然气双燃料发动机性能的影响较小,能量损失主要来自于传热损失和摩擦损失。