Atkinson循环汽油机通过进气门晚关来调节负荷,节气门大部分情况下保持全开,很大程度上降低了泵气损失,并且采用比传统汽油机更高的压缩比,相应的膨胀比得到提高,减少排气能量的损失,提高了循环热效率,使得发动机具有更好的燃油经济性,因此被广泛应用在混合动力汽车上。本文基于GT-power建立一维仿真模型,对爆震工况点进行验证标定,得出爆震边界判断标准,在此基础上,研究了不同进气持续期、气门最大升程、进气歧管长度及形式对发动机经济性和动力性的影响。通过一维仿真优化,选择进气持续期为240°CA,气门最大升程为8mm,进气歧管长为300mm以及中间进气形式歧管作为最终试验研究对象。运用CFD模拟软件FIRE进行不同燃烧室形状对缸内进气过程和燃烧过程的影响分析,以及不同进气歧管对燃烧过程的影响,研究表明,改进燃烧室提高了点火时刻的湍动能,加快了火焰传播速度,缩短了燃烧持续期;两种进气歧管对缸内燃烧过程的影响差别不大。依据仿真优化设计结果,搭建试验台架对仿真结果进行验证,并进一步验证发动机的节油效果。进气持续期240°CA、气门最大升程8mm和改进燃烧室匹配,对300mm长进气歧管(方案一)和中间进气形式歧管(方案三)分别研究,结果表明:在保证发动机动力输出前提下,方案一最低油耗区比原机平均比油耗降低8 g/(kW·h),方案三最低比油耗区比原机降低9 g/(kW·h),两种方案的低油耗区域均比原机明显扩大;对两种方案节油显著工况点的燃烧特性进行分析可以得出:滞燃期和燃烧持续期均缩短,有效提高了燃烧等容度,与原机相比有较低的泵气损失,这些因素共同作用使得比油耗降低。方案一、方案三的有效热效率分别为34.5%和34.7%,比原机有效热效率最大分别提高1.2%和1.4%。综合结果,方案一与方案三均能满足该发动机的优化设计目标。