低碳是实现经济可持续发展的必然要求。LPG(Liquefied Petroleum Gas,液化石油气)的主要成分为C3和C4的烷烃,与汽油相比,其碳氢比(C/H)低、辛烷值和蒸汽压高,而混合气热值相当且单位热值价格低,有很大的CO2和其他污染物减排潜力,是一种优良的点燃式发动机代用燃料。进气道液态LPG喷射可获得与同排量进气道喷射汽油机等同的动力性,并能降低有害排放,而使用液态LPG缸内直接喷射可进一步改善LPG发动机的动力性、经济性和排放特性。LPG的蒸汽压比汽油的高得多,更容易形成均质混合气,有可降低缸内直接喷射压力的潜力。因此,本文考察了液态LPG以较汽油直喷低的压力喷射时混合气的形成过程。首先,使用数值解析的方法探讨了保证LPG液化条件下,降低喷射压力形成均质混合气的可能性。在使用可视化实验方法验证了数值解析方法可行性的基础上,进一步使用数值解析方法研究了2MPa喷射压力下,进气前期喷射时,LPG均质混合气的形成过程。结果表明：大负荷工况时,两进气阀同时打开,形成的进气滚流在压缩过程末期破碎成小尺度的湍流；部分负荷工况时关闭一个进气阀,所形成的进气斜涡流在压缩过程末期进一步加强了燃烧室内的湍流运动；采用进气过程前期(60～80°CAATDC)喷射时,即使负荷不同,由于LPG喷雾前端追赶活塞顶部,压缩终了时,在燃烧室内均可形成较为均匀的可燃混合气。部分负荷工况下形成分层混合气可进一步提高燃料经济性。目前,商品化直喷汽油机主要采用壁面引导方式形成分层混合气,但易形成壁面燃油附着,造成HC排放升高。LPG的易蒸发性可显著改善这一缺点。为此,本文使用数值解析的方法研究了壁面引导方式下,LPG以5MPa压力喷射时分层混合气的形成过程。结果表明：与汽油相比,相同的喷射提前角下,LPG喷束在离开喷嘴后迅速扩散,贯穿距离变短,导致部分负荷情况下,在压缩过程末期接近点火时刻时,喷雾前端的浓混合气尚未被弯曲活塞顶面引导到火花塞电极位置；因此采用旋流喷嘴的壁面引导式燃烧系统使用LPG燃料时,部分负荷时的最佳喷射时间相比使用汽油时有必要提前,而大负荷时可保持不变。此外,本文还提出了一种新型壁面引导形成LPG分层混合气的方法。初步数值解析结果表明：由于进气斜涡流和活塞凹坑的存在,初期时混合气基本被锁定在凹坑内。但在凹坑内卷吸涡和凹坑壁面的双重作用下,凹坑内混合气逐渐沿凹坑壁面向上运动,并在燃烧室壁面的约束下向火花塞运动,同时向周围扩散。至点火时刻,燃烧室内可形成分层稀薄可燃混合气。