高辛烷值燃料的高抗自燃特性利于制备均匀的混合气,在拓展发动机清洁燃烧负荷范围方面潜力巨大,高辛烷值燃料压燃燃烧模式受到国内外学者的广泛关注。压燃燃烧高辛烷值燃料能实现高效清洁燃烧,但常温小负荷时压燃着火困难,高负荷时大量预混混合气同时着火导致燃烧粗暴等问题限制了高辛烷值燃料压燃燃烧模式的应用。本文以发动机试验为主,深入研究发动机的喷油控制参数和进气状态参数对小负荷下汽油压燃燃烧的燃烧稳定性、粗暴性和排放性能的影响;研究高负荷工况,喷射压力、EGR率、进气门晚关系统等控制参数对汽油压燃燃烧模式燃烧过程和排放性能的影响规律。最后对比研究汽柴油混合燃料对燃烧的影响,寻找到一种适用于发动机常温下稳定压燃燃烧的高辛烷值燃料,并拓展该燃料清洁高效燃烧的负荷范围。小负荷工况的燃烧稳定性研究表明,通过提高冷却液温度、提高进气压力和温度、降低EGR等手段能缩短汽油燃料的滞燃期,改善汽油压燃燃烧模式的燃烧稳定性,提高平均指示热效率。优化控制进气压力、EGR率及两次喷射的比例等参数能有效控制放热速率和燃烧粗暴程度,实现清洁高效燃烧。如喷射比例为50%且喷射正时为（-70,-24）时,将进气氧浓度控制在17.5%附近,同时缸内充量密度控制在30.6kg/m~3附近,实现6bar负荷下平均指示热效率高达52.7%的清洁燃烧,且燃烧粗暴性指数RI仅为4.3MW/m~2。高负荷工况,降低缸内氧浓度能抑制燃烧粗暴性,将氧浓度控制在14.5%附近能将NOx排放控制在0.4g/kwh以内。采用进气门晚关系统（IVCT）能降低发动机的有效压缩比和缸内压缩温度,增大燃料的滞燃期,促进混合,降低soot排放和传热损失率,利于拓展负荷范围,实现发动机清洁高效燃烧。如采用IVCT,在3.0bar进气压力下,实现16.5bar负荷时,平均指示热效率为52.3%的高效燃烧,较相同进气量工况的平均指示热效率增大2.4%。耦合进气门晚关系统（IVCT）,优化控制两次喷射的预喷比例和喷射正时,适度提高进气压力能加速油气混合和降低燃氧当量比,通过推迟主喷正时来缩短主喷燃料的混合时间能降低燃烧粗暴程度。同时,缸内充量的总热容和绝对含氧量高,传热损失率和不完全燃烧损失率降低,利于提高平均指示热效率。如采用进气门晚关系统（IVCT）和3.4bar的进气压力,采用100MPa的喷射压力和9.39%的预喷比例,实现15bar负荷下平均指示热效率高达53.7%的清洁燃烧。与采用进气门晚关系统且相同预喷比例下进气压力为3.1bar工况相比,平均指示热效率提高近1个百分点。增大汽柴油混合燃料中的汽油比例,混合燃料的辛烷值增大,辛烷值的增幅与汽油比例成正比。当混合燃料中的汽油比例高达90%后,混合燃料的燃烧过程与G100燃料接近。相同进气状态下,降低燃料活性利于降低传热损失率,但不完全燃烧损失率的增幅高于传热损失率的降幅,同时排气损失率变化小,导致平均指示热效率降低。优化控制进气压力、EGR率、喷射压力和喷射正时等参数能有效控制不同活性汽柴油混合燃料的燃烧过程,实现各燃料的清洁高效燃烧。最后寻找到一种在常温下实现发动机中小负荷压燃燃烧模式稳定运行的G90混合燃料,并将清洁高效燃烧的负荷范围拓展到原机的80%。