国内汽车产量逐年增加,09年我国已经超过美国成为世界第一汽车生产和消费国。然而,与国外品牌相比,自主品牌仍有很大的差距,自主知识产权的发动机成为制约国内汽车品牌发展的技术瓶颈,主要表现为动力性、经济性与国外同类先进发动机存在较大差距,在当今社会提倡低碳经济的背景下,节能则显得更为重要。本文在国内某企业2.4L汽油机平台的基础上,将发动机排量减小至2.0L和1.8L,实现发动机系列化,同时,采用正向工程的研究方法,重点针对气道、压缩比、配气正时和进气歧管几何形状等方面对发动机的工作过程进行研究并优化,实现对2.0L和1.8L汽油机的强化和节能改进。首先,通过计算机辅助分析方法,对发动机进行一维工作过程模拟对发动机的动力性及燃油经济性进行热力学计算,对比不同进气道和压缩比方案,得出采用加大流通面积的气道和提高压缩比对发动机整体性影响较大的结果;除此之外,还预测了调整进气配气相位及进气管路的几何形状等措施对发动机性能的影响,得出通过调整配气相位和进气管路长度和流通面积可以较大幅度的提高低速扭矩。其次,应用AVL-FIRE软件计算和分析发动机气道及缸内流场和燃烧过程,得出采用加大流通面积的气道可以更好的组织进气,形成有利于燃烧的流场,从而达到了提高动力性及经济性的目的。根据2.0L和1.8L发动机的正向工程仿真研究结果,确定了气道设计、压缩比调整、配气正时优化和进气歧管几何形状等与发动机工作过程相关的主要结构参数。将优化后的气道和压缩比应用于2.0L汽油机上进行了样机试制,并进行了初步试验验证,试验结果表明,与原2.4L汽油机比较,2.0L汽油机升功率提高了13.2%,百公里综合油耗为9.96L,排放指标由国3提升到国4水平,初步达到了强化和节能的效果。后期还将按照本文的正向工程仿真研究结果,采用通过VVT优化配气正时、通过采用可变进气长度的塑料进气管等方案进一步优化发动机性能。