汽油机复合燃烧（SI-CAI）能够有效地改善汽油机的燃油经济性,同时提高对稀释燃烧的控制能力,因此成为近年来内燃机领域的研究热点。但汽油机大负荷出现的爆震或爆压超限等问题,仍然限制高稀释复合燃烧汽油机的运行范围。因此,本研究从整体燃烧放热过程控制的角度出发,基于大负荷工况下对高稀释复合燃烧中的混合气活性分布状态以及缸内热状态调控,建立前期着火-火焰传播过程与火焰传播-后期自燃过程的调控机制,优化发动机在高稀释大负荷工况下放热过程和热效率。首先,通过对发动机在高稀释大负荷工况下放热率形态的分析,寻找得出兼顾热效率和机械强度的有效放热形态,明确放热率曲线中第一放热峰的放热量是影响整个放热过程最终性能的关键要素。其次,通过调控缸内混合气的物理状态以及燃料活性分布实现不同放热过程,研究发现:DME晚喷时刻可以有效调控放热率形态。晚喷时刻推迟,DME分布更加集中加上缸内温度的升高,DME滞燃期缩短,放热速度增加。前期放热速度增加使得放热率第一峰位置提前,放热率形态由“三阶段”过渡为“双峰”放热,晚喷时刻主要通过调控复合燃烧中火焰传播阶段放热量影响第一峰放热量;通过调控早喷与晚喷的DME比例可以改变混合气缸内活性分布从而调控第一放热峰峰值高度,放热率形态趋近于“梯形”。最后,后期自燃放热过程主要受缸内热氛围调控。第一放热峰放热量的增多,提高了缸内温度,后期自燃放热在更高的热氛围下发生,自燃持续期缩短。为进一步优化放热过程,结合一维仿真提出通过改变内部残余废气率和有效压缩比的方法,调控缸内热状态和稀释状态,在保持整体放热速度的同时控制压力升高率,指示热效率可进一步提升至41.2%,相比于传统PFI燃烧34.326%的指示热效率提高了20.2%。