汽油压燃(GCI)能同时获得高热效率和低排放的一个重要原因在于:利用长滞燃期,尽可能将燃油喷射和燃烧过程分离开。但在大负荷工况,这种特征容易导致燃料的预混程度过高,最大压升率过高。因此,大负荷拓展一直是GCI的研究热点和难点。已有研究表明,优化喷油策略在一定程度上能缓解大负荷压升率过高的问题。喷油策略的改变其本质是改变缸内的混合气分布特性,而试验研究很难观察到缸内的混合气分布,因此有必要使用数值模拟方法,从混合气分布的角度对GCI大负荷拓展进行研究。本课题首先研究了气道预混加缸内直喷策略以及缸内两次喷射策略的混合气分布特性对GCI燃烧和排放的影响。结果表明,燃烧放热的速度与着火时刻缸内混合气分布情况密切相关。对于气道预混加缸内直喷策略,随着气道预混比例的增加,着火时刻的当量比离散度先降低后升高,放热率峰值先升高后降低。对于缸内两次喷射策略,随预喷时刻的推迟,预喷燃油形成的当量比浓区逐渐由燃烧室凹坑转变为缩口处和挤流区。当燃烧室凹坑和缩口处同时着火时,燃烧速度最快。利用所得出的规律,通过优化燃烧边界条件,将GCI燃烧向更大负荷拓展。结果表明,通过边界条件的优化,平均指示压力(IMEP)从18.68 bar提升至20.36bar,提高了9%。soot排放从0.47 g/kW-h降低到0.020 g/kW-h。在优化边界条件后的基础上,探究同时引入气道预混和缸内预喷的气道预混结合缸内两次喷射策略对GCI大负荷拓展的影响。相比于只有气道预混或只有缸内预喷的策略来说,同时结合气道预混和缸内预喷的策略IMEP有所改善,但改善的程度较小,仅分别提高0.21%、0.24%。三种策略的最大压升率都在12 bar/°CA以下。在大负荷拓展中,若引入合适比例的气道预混或加入较早的预喷,压力升高率基本可以满足限制,限制负荷进一步拓展的是过高的燃烧爆发压力。