汽油机热效率及燃油经济性低于柴油机,其中节气门带来的泵气损失是降低汽油机燃油经济性的主要原因之一。采用质调节负荷控制方式,通过对各工况点喷油参数进行标定,可取消汽油机节气门,以减小汽油机换气过程中的泵气损失,同时利于进一步挖掘汽油机的节油潜力。本文基于GT-POWER和CONVERGE对HONDA单缸小排量四冲程汽油机,分别开展了一维性能仿真及三维燃烧数值模拟的模型构建,基于台架试验数据设置了相关边界条件,并利用试验数据对模型的精度进行了验证,确保所构建原机模型准确。利用GT-POWER一维性能仿真模型对无节气门汽油机进行喷油标定,得到无节气门汽油机在原机典型工况点下的喷油MAP图,并对比分析了原机和无节气门汽油机的主要性能,与相同动力性带节气门原机相比,在最大扭矩转速3000r/min的原机30%节气门开度负荷工况,无节气门汽油机有效燃油消耗率降低20.1%,指示热效率提高24.9%,NOx和HC排放量基于工况有不同程度增加。利用Isight对无节气门汽油机的燃空比和点火提前角进行了多目标优化,采用最优拉丁超立方试验设计方法对优化区间进行单工况点采样,并基于GT-POWER仿真数据建立优化使用的Kriging模型,采用遗传算法NSGA-II在所建Kriging模型上进行多目标寻优,得到各工况点下的最佳燃空比和点火提前角。利用CONVERGE对原机和无节气门汽油机3000r/min,平均有效压力8.55bar工况点进行数值模拟,分析无节气门汽油机缸内流场和燃烧情况。无节气门汽油机的缸内涡流和滚流的结构、分布演化过程与原机相近,但因无节气门泵气损失,使进气阶段与压缩大部分阶段的缸内气流运动强度普遍高于原机,缸内循环平均湍动能增加。中小负荷工况无节气门汽油机能燃用更稀薄混合气,但会导致火焰传播速度变慢,燃烧持续期延长。