随着汽车工业的迅猛发展和全世界汽车保有量的持续增多,汽车排放的有害物对大气污染日益严重,内燃机的发展面临着巨大挑战。另外,世界石油资源日趋枯竭,石油资源的限制和大气环境的恶化,已成为影响国家经济发展和人们生活质量的重大问题。为了解决由汽车带来的大气污染问题和日益严峻的能源问题,世界各国在制定各种严格的车辆排放法规的同时,大力发展代用燃料汽车。其中,二甲醚作为一种新型的清洁燃料格外引人注目。在柴油机上试验结果表明,二甲醚能够实现柴油机高效、超低排放和无烟燃烧。目前,二甲醚在柴油机上的推广应用还处于研究阶段。而研究柴油机掺烧二甲醚的燃烧性能,对于开发和优化柴油机具有指导意义。本文系统地论述了缸内工作过程的三维数学模型和数值计算方法,并且运用了奥地利AVL公司的FIRE软件对ZS1100型柴油机实现几何模型的建立和网格划分及其网格生成,并对所选取的计算模型进行了验证;然后针对柴油和二甲醚不同的掺合方案,对发动机气液两相流动过程和燃烧过程等缸内过程进行了模拟计算。通过对仿真结果的比较,发现柴油机掺烧二甲醚后,气缸内的压力和温度都有很大程度的降低,燃烧较纯柴油时柔和,滞燃期缩短。随着二甲醚比例的增加,柴油机的排放性能有明显改善,NOx和碳烟排放均下降。从以上结论可以看出,柴油掺合二甲醚的发动机有以下两方面的重要意义:第一,发挥了作为替代燃料的重要作用,能在一定程度上缓解能源危机;第二,作为一种清洁燃料,能大大降低柴油机的排放,对降低环境污染有很重要的意义。