基于废气重压策略的汽油HCCI燃烧(也称CAI燃烧)可以同时有效改善发动机油耗和NOX排放,因而受到内燃机研究领域广泛的关注,并被认为是最可能在实际中得到应用的技术方案之一。基于废气重压策略的汽油HCCI燃烧的实现依托于可变气门运动机构,气门参数的调整是燃烧控制的重要手段。气门参数对HCCI燃烧的控制作用是通过控制缸内充量的组分、温度及其分布来实现的。虽然气门参数对缸内残余废气和新鲜充量的控制作用已经得到验证和应用,但是缸内充量和温度分布特征对燃烧的影响同样重要。因此,本文研究了不同气门参数和喷射策略对缸内充量和温度分布规律及其对燃烧过程的影响。缸内充量和温度分布特征及其对燃烧的影响更为复杂且不易进行测量,本文在光学发动机平台上,以激光测试技术为主要研究手段,并结合仿真研究和台架实验,研究了废气重压策略下缸内流动特性及不同气门参数对缸内流动过程的影响,研究了在不同喷油方式下压缩末期缸内燃油分层程度及气对燃烧的影响,并针对缸内温度场的测量发展了基于激光诱导荧光的单线双示踪粒子的测温技术。研究结果表明,废气重压策略下进气过程中缸内充量运动在排气门侧表现为大尺度的滚流运动,进气门关闭之后滚流运动迅速破碎消失,而进气过程中的滚流运动是决定进气道喷射方式下缸内燃油分布的关键因素。进气门参数对进气过程滚流比的影响取决进气门最大升程相位(IVP)和进气门升程。早的IVP位置和高的进气门升程可以在进气过程中获得更大的滚流比,以在压缩末期得到更为均匀的燃油分布。在进气道喷射方式下,缸内充量分层对燃烧的影响在高废气率下表现得更为明显,可以提前着火时刻并延长燃烧持续期。在缸内直喷的晚喷策略中,缸内流动对燃油的分布具有很强的引导作用,其燃油不均匀度主要受混合时间及喷雾形态影响。喷油时刻可以通过改变燃油分层有效地控制燃烧相位,但是喷油时刻的推迟会带来燃油分布循环变动的加剧,致使燃烧恶化。利用气门参数调整改变喷油背压,可以调整燃油分布不均匀程度并降低燃油分布循环变动。发展了基于PLIF技术的单线双示踪粒子测温技术,选用3-戊酮和TEA作为温度测量的示踪粒子,测量了废气重压策略气门相位下的缸内温度分布,发现其缸内温度呈现明显的分层,而引入进气前回流过程并不会改变缸内温度场的分布。