本文针对传统汽油机燃油经济性差，泵气损失大等问题，开发了一款基于全可变气门机构的多缸原理样机。旨在通过降低泵气损失、降低气门机构机械能损失及缩短燃烧持续期等方法来改善汽油机的燃油经济性，同时兼顾其排放性能。本文主要研究工作及结论如下：为了实现利用全可变气门机构控制负荷，改善燃油经济性，本文在一款国产四缸汽油机的基础上，通过对其缸盖重新设计，创新性的研发了进排气门相位和升程均连续可变多缸汽油机原理样机。针对HCCI/SI燃烧对大范围调整配气正时的要求，在现有的VVT相位器基础上，通过协调叶轮受力面积及响应速度，折中相位器内部密封性及调整范围，自主研发了可在100°CA范围内连续调整配气正时的VVT相位器。为验证自主研发的多缸机全可变气门机构的实际性能，研究全可变气门机构的控制规律及影响因素，搭建了全可变气门机构测试平台，研究VVT、VVL在稳定转速及变化转速下的稳定性能及响应性能，研究并解决由于加工和装配误差造成的各气门不一致性的问题。为探索全可变气门机构执行器的耗能规律及气门机构驱动功率的变化规律，研究不同占空比下全可变气门机构执行器消耗的电能；研究随气门升程增大气门机构驱动功率的变化。研究了节气门控制的SI燃烧、进气门控制的SI燃烧以及负气门重叠角策略下的HCCI/SI混合燃烧三种负荷控制方式的燃油经济性，分析了各种燃烧模式下的泵气损失、气门机构的机械能消耗、燃烧速度等。试验结果表明，采用进气门控制负荷及采用负气门重叠角控制负荷能够提高燃油经济性，其原因一方面是降低了泵气损失，另一方面是降低了气门机构驱动功率，且两者对燃油经济性的改善效果相当。