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能源危机和环境问题使节能环保成为内燃机发展的主题。缸内直喷技术(GDI)配合可变气门正时技术(VVT)和废气涡轮增压技术是被认为最有前景的技术,可以实现汽油机的高效清洁燃烧。本文基于某配有DVVT的1.5T缸内直喷汽油机,利用试验台架和三维数值模拟方法,研究了在气门开启持续期不变的情况下,该发动机在2000r/min时,不同进排气VVT策略对发动机缸内流场、燃油雾化、燃烧过程和排放的影响。在发动机台架上以原机气门正时为零点。调节进、排气VVT,以最佳燃油消耗率为目标。结果表明,当将原机的进气门正时推迟时,发动机的燃油消耗率先减小,后增大,但是均要小于原机,同时扭矩也下降。当将排气门正时正时改变时,提前开启排气门可以使得发动机油耗降低,但功率也会随之下降;延迟开启排气门会使发动机的油耗恶化,而扭矩并无明显改善。在CFD软件中,独立调节进气门1或者排气门1的正时,使两个进气门(或排气门)的正时不同步,实现非同步气门正时。结果表明,采用非同步排气门正时时,缸内的流场与原机均不同。湍流动能均呈现“三峰”变化,而且缸内的平均湍流动能均大于原机的(排气门1提前20°CA开启时变化最大),缸内的气体的平均流速均大于原机,并使得燃油蒸发加快,在上止点时缸内的混合气更加均匀,但会使得缸内的残余废气质量增大。综合考虑排放和爆压,排气门1提前20°CA开启有很大的动力和排放优势。将进气门1的正时延迟或者提前后,非同步进气门正时下缸内流场的变化更加复杂。在进气行程,非同步进气门正时下缸内的平均湍流动能均略大于原机的。但是在压缩行程进气门1延迟20°CA开启使缸内湍流动能小于原机。非同步进气门正时下的滚流比要略大于原机的,且在进气行程时,滚流比峰值出现的位置要略早于原机。进气门1延迟20°CA开启也使燃油蒸发率要小于原机。非同步进气门正时下缸内的残余废气质量与原机相差不多,但是其燃烧速率会明显小于原机。在排放方面,进气门1提前20°CA开启使NOx排放优于原机,CO排放较原机差;而进气门1延迟20°CA开启时的排放则与之相反。