节约能源和保护环境是人类社会可持续发展的两大要素。内燃机的进一步发展必须满足低油耗和低排放的要求。汽油机稀薄燃烧不仅可以有效的降低燃油消耗,减少温室气体CO2的排放,还可以大大降低HC和CO的排放,但稀燃条件下NOx的排放问题限制了稀燃汽油机的发展。因此,进一步研究稀薄燃烧及NOx排放控制技术非常重要。在稳流气道试验台上测量了试验用YH465汽油机的气道特性和缸内流动,YH465汽油机存在较强滚流和较弱涡流,可以实现稀薄燃烧。用AVL-boost软件建立YH465汽油机一维数值模拟模型,通过试验验证,模型具有较高的准确性,可以用于稀薄燃烧的数值模拟。针对稀薄燃烧与排放策略的特殊要求,开发了汽油机稀薄燃烧电控系统,该系统用精确的喷油和点火控制实现稀薄燃烧。在空燃比阶跃控制过程中,尝试采用模糊自整定PID参数的控制方法,达到了使转速在空燃比阶跃过程中的波动在预期可接受的范围之内。在YH465汽油机数值模拟模型上从缸内已燃质量率出发,进行了稀薄燃烧的经济性和排放性特征研究。模拟分析了缸内气流运动对稀薄燃烧的影响,存在最佳涡流比和最佳滚流比。在NOx排放控制方面,模拟了优化空燃比策略、减小点火提前角策略、浓稀转化策略和EGR策略,减小NOx排放的效果明显。在YH465汽油机上进行了稀薄燃烧的循环波动和稀燃极限研究,该汽油机的稀燃极限在20.5～23之间,节油率在10%以上。对优化空燃比结合三效催化器策略、浓稀转化结合三效催化器策略和EGR策略进行了试验研究,结果与模拟值一致,优化空燃比策略部分工况达到欧Ⅱ排放标准;浓稀转换策略的排放达到欧Ⅱ排放标准;EGR策略的排放远远低于欧Ⅱ标准值,借助三效催化器达到欧Ⅲ标准。