可变气门正时在提高发动机动力性,同时满足燃油经济性和排放性方面具有显著的效果而被广泛应用于发动机中。但采用传统的试验方法对进排气相位进行全方位扫描确定不同工况下发动机的最佳进排气门正时,会因为巨大的工作量而消耗大量的人力和物力,不利于发动机产品的开发。因此,本文旨在减少某增压直喷发动机可变气门正时试验标定的工作量,应用数值模拟方法,基于热力学原理,分析不同工况下进排气门正时的影响,确定增压直喷发动机可变气门正时的控制策略,完成不同工况最佳气门正时的数值标定。主要研究工作如下:从发动机热力学循环模拟的原理和方法出发,根据某款增压直喷发动机的基本结构、工作原理和相关试验数据,建立整机仿真模型,并通过发动机外特性台架试验对该仿真模型进行了校正和验证。缸内压力,扭矩,燃油消耗率等参数的模拟值和试验值的对比结果证实了所建立的增压直喷发动机仿真模型具有较高计算精度。基于所构建的增压直喷发动机仿真模型,利用不同转速在最大气门重叠角下的扫气系数和扫气量将全负荷工况分为扫气区域和非扫气区域,并分析了全负荷工况下进排气门正时对各区域转速性能的影响,形成了增压直喷发动机全负荷工况不同区域下可变气门正时的控制策略,结果表明:在1200~2400r/min转速的扫气区域内,应增大气门重叠角以利用扫气作用增大缸内进气量,并降低爆震倾向;中转速工况内,在废气旁通阀的联合控制下,采用最提前的排气门正时,同时以最大动力性优化进气门正时,可以较大提高发动机动力性的同时,付出较小的燃油经济性和增加较小的涡轮机机械负荷和热负荷;当发动机转速进入高转速区间时,为利用增压效应气体惯性流动作用,应采用较延迟的进气凸轮正时角,并将排气凸轮正时角从263°CA的初始相位上适当提前以减少排气倒流和泵气负功。通过数值模拟方法确定的增压直喷发动机全负荷工况可变气门正时控制策略能够明显改善发动机动力性。此外,对比了试验标定结果与数值标定结果,表明数值模拟能够作为一种简单有效的方法应用于可变气门正时控制策略的研究中,同时能够为试验标定提供正确的方向,减少试验标定时间和成本。分析了中低负荷工况下,增压直喷发动机燃油经济性随进排气门正时的变化规律,完成了中低负荷工况可变气门正时的数值标定;其次,从残余废气系数出发,分析可变气门正时对怠速工况性能的影响。结果表明:在低负荷低转速区间内,进排气凸轮正时角均相对较滞后;随着转速和负荷增大,进排气凸轮正时角相对提前,并在中高转速,中低负荷工况内,进排气凸轮正时角都采用最提前角度;在怠速工况内,为减少气缸内残余废气系数,保证燃烧稳定性和改善发动机燃油经济性,应采用最小气门重叠角;通过数值循环模拟计算方法形成的增压直喷发动机中低负荷可变气门正时相位策略能够在一定程度上改善增压直喷发动机的燃油经济性,此外,试验标定结果与数值标定结果的对比再次表明了数值模拟能够有效应用于进排气门正时的标定工作中。