内燃机以其较高的热效率、比功率和优越的可靠性,成为世界上最主要的动力机械,广泛应用于轮船、工程机械及汽车领域。近年来随着能源危机的愈演愈烈及排放法规的日益严格,内燃机的发展面临着严峻考验。相对于进气道喷射汽油机,缸内直喷汽油机在燃油经济性、瞬态响应性及冷启动排放性能等方面表现出极大的优越性,逐渐成为汽油机研发的主流和热门方向,而点火可靠性一直是分层稀燃直喷式汽油机的主要课题之一,为此发展出了点火室式直喷汽油机。在直喷式汽油机的缸盖上增设一个点火室,火花塞布置在点火室内,喷油嘴可以布置在点火室或主燃室内。通过适当的燃油喷射策略和缸内气流的配合,保证点火室内混合气的当量比在易点燃范围内,而主室内的混合气较为稀薄,实现分层稀薄燃烧。本文对该种发动机的缸内工作过程进行了数值模拟,考察系统的可行性。首先建立了系统的三维CAD模型,用AVL Boost进行一维模拟得到三维模拟的边界条件,再用AVL FIRE v8.5进行三维数值模拟。选择了三种不同转速代表三种典型工况进行计算,对点火室式直喷汽油机缸内的气流运动过程、喷雾发展过程、混合气形成过程及燃烧过程进行了数值模拟,分析了喷油提前角以及点火室形状对缸内工作过程的影响。对比不同转速下缸内湍能、连接通道处挤流速度的不同,探索了不同转速缸内工作过程的异同。计算结果表明：本系统在三种工况下都得到了较为理想的混合气分布,火花塞周围在较大曲轴转角范围内都有适宜点燃的混合气分布,表明燃烧系统具有较宽的点火窗口：不同工况下点火可靠、燃烧稳定；实现了点火室式直喷汽油机燃烧系统在典型工况下的稳定运行；三种工况下的缸内燃烧都属于稀薄燃烧,温度较高区域燃烧充分没有富氧,富氧区温度在1500 K以下,避免了热NOx的大量生成。采用较高压缩比和大空燃比的稀薄燃烧方式,提高了燃油经济性。