背景
隨著石油資源的日益枯竭和環境污染的日漸加劇，以及排放法規的愈加嚴格，內燃機的發展面臨著越來越嚴峻的挑戰。柴油機的燃油經濟性優於汽油機20%~30%，但其較高的氮氧化物NOx和顆粒PM排放成為制約其發展的瓶頸。因此，採取有效措施降低柴油機的有害排放並推廣其套用，對改善環境污染和延緩能源危機問題具有重要的理論意義和實際價值。
能源問題
以石油為代表的化石類資源屬於非再生能源，儲量有限。石油被稱作是工業的血液，它不僅是內燃機的燃料而且是多種化工產品的原材料。隨著全世界內燃機保有量的增加及石油化工的發展，石油麵臨著日益短缺的嚴峻問題。
環境問題
富油混合氣大氣污染是諸多環境問題的突出表現之一。大氣污染大致可分為兩類：一類是全球性污染，主要是指廢氣中的 等氣體造成溫室效應，致使全球變暖，同時使地球臭氧層遭到破壞;一類是區域性污染，是指廢氣中的HC, CO，NOx，顆粒排放，苯、甲醛等有毒氣體對人類健康的損害。
柴油機燃料燃燒
在柴油機情況下，燃料濃度隨空間和時間變化很大，同時取決於當地的油/氣混合狀況，它還強烈地影響著當地的化學反應動能。另外，液體燃料的噴射所產生的高度各向異性的湍流場與層流反應過程發生劇烈的相互作用。因此，這種最終體現在各個燃燒區域的局部化學/湍流互動作用是由瞬態的化學反應率和流動變數的隨機脈動強度兩方面所決定的，也就是說，它取決於化學反應和物理過程的時間尺度之比。
