本文重点对发动机缸内混合气在焰前反应期、焰后高温期带电粒子的产生机理进行了研究,从理论上对离子电流的成因进行了阐述。研究工作对于将离子电流法应用于发动机运行监测和优化控制等方面具有重要意义。本文研制了置于点火线圈高压端的离子电流检测模块,在此基础上实现了离子电流的提取。基于LabVIEW平台,开发了测量系统软件,在信号采集单元中通过两级缓存机制保证了数据的高速采集；在信号处理单元内实现了采集信号的-键式处理。并分析了干扰信号的来源,运用小波分析的方法对离子电流信号进行降噪滤波处理,去除信号存在的噪声。在低热值气体燃料发动机上进行了离子电流循环变动研究和离子电流的特征及影响因素的试验研究,研究结果表明：离子电流对发动机循环变动更为敏感,基于离子电流方法研究发动机循环变动在某些方面比基于缸内压力更有优势；火花塞电极极性对离子电流强度的影响十分明显,火花塞中心电极极性为正时,离子电流强度比火花塞中心电极极性为负时大的多。正电极面积增加,离子电流强度增强,负电极面积对离子电流影响很小；当过量空气系数较大时,缸内混合气过稀影响到缸内的温度和压力,会导致离子电流焰后区波峰不明显,离子电流强度也会下降；而发动机转速对离子电流影响较小。