均质充量压缩着火(HCCI)是一种能够提供高效率、低排放(特别是碳烟和NOX)的新型燃烧方式。但是缺乏直接的燃烧控制手段限制了HCCI燃烧的推广应用。燃油分层能够影响缸内组分进而影响HCCI燃烧过程,具备成为控制HCCI燃烧手段的潜力。本文正是着眼于缸内燃油分层在HCCI燃烧控制中的应用问题,以激光诊断技术为主要研究手段,展开了喷油策略和气门策略对HCCI缸内燃油分布和燃烧过程影响的研究。以一台产品发动机改造而来的光学发动机为基础,搭建了光学发动机测量平台。利用激光诱导荧光技术,结合粒子图像测速和化学自发光法拍摄,研究了不同喷油和气门策略对缸内燃油分布的影响,同时分析了缸内流场对燃油浓区位置的作用,以及不同气门策略下自燃着火的位置分布。不同喷油策略下压缩末期缸内燃油的分布结果表明:喷油时刻的推迟可以在缸内形成明显的燃油分层,但同时带来燃油不均匀度的循环变动增加。进气涡流对其分层的位置有明显的引导作用,缸内流动可以改变燃油浓区的分布位置。试验还发现采用压缩末期晚喷策略时,发动机IMEP的循环变动随喷油时刻推迟逐渐增加,但可以利用浓区位置的燃油浓度循环变动的优化,来降低晚喷时的燃烧循环变动。本研究对比分析了负气门重叠角(NVO)、排气门二次开启(EGRB)和正气门重叠角(PVO)三种废气控制策略对缸内燃油分布及自燃着火的影响。结合不同的喷射方式三种气门策略对燃油分层的控制效果也不相同。气道喷射条件下三种气门策略形成的燃油分布都比较均匀,但利用废气历程的差异仍能对着火时刻进行控制。在缸内直喷条件下NVO策略最易形成燃油分层。