在“节能减排”成为当前全球热点的时代背景下,本文首先介绍了混合动力汽车的发展现状。结合国家“863”重大项目——“新型电容混合动力轿车整车产品研发”,对发动机的各种建模方法作了全面的研究和比较。采用较为成熟和完善的“发动机平均值模型”的建模方法和思想,针对本混合动力系统中的1.5升排量的汽油机,建立了完整的发动机平均值模型,对混合动力系统中多能源管理系统的开发以及发动机性能预测具有较高的实用价值和指导意义。本文首先建立了传统汽油机的平均值模型,其中主要包括三部分:进气歧管模型,燃油蒸发模型和动力输出模型。对进气歧管的“充排效应”,沉积于进气歧管壁面上的油膜所产生的“湿壁效应”以及发动机指示热效率等重要现象和参数作了详细的探讨和分析,初步建立了发动机平均值模型的总体框架。在传统发动机平均值模型的基础上,从热力学第一定律和能量守恒定律出发,建立发动机的热模型。该模型可以预测发动机各部分的温度,尤其是发动机冷却液温度的变化过程。在此基础上,分析了缸内燃油分布和传递过程,建立了发动机冷起动过程中的碳氢排放模型。并且建立了包括“温度模型”、“储氧模型”和“转化效率模型”三个子模型在内的三效催化转化器模型,实现了对发动机冷起动过程中碳氢排放转化效率的准确预测。通过发动机在稳态工况下的台架试验和冷起动试验,对本文所建立的发动机平均值模型进行了试验验证。试验结果表明:在典型工况下,对发动机进气流量,进气压力,冷却液和转矩等参数的仿真误差可以控制在5%以内;对冷起动过程中碳氢排放的仿真结果也较为精确,并能反映出碳氢排放的总体变化趋势。最后,阐述了推迟点火可降低碳氢排放的机理。试验表明:该方法可以有效缩短三效催化转化器的“起燃时间”,降低冷起动过程中碳氢排放。此外,本文还介绍了瞬态油膜补偿策略,阐述和分析了冷却液温度,节气门开度及其变化率等参数对油膜“湿壁效应”的影响。通过动态油膜补偿试验,证明了油膜补偿策略的有效性和精确性。