汽油机火花点火-可控自燃（SI-CAI）复合燃烧虽然具有显著的节能减排潜力,但受制于后期自燃过程的稳定性控制,尚未得到广泛的实际应用,主要原因是由于汽油燃料易混合不易自燃。因此,在均质条件实现汽油可控自燃对缸内温度和稀释度条件的控制要求非常苛刻,带来实际应用中燃烧放热过程控制难的问题。针对该问题,本文从燃料特性调控出发,提出了两种燃烧控制手段,对复合燃烧的着火和整体放热过程进行优化。第一种方法是以缸内直喷少量高活性燃料形成燃料活性分层为特征的微火源引燃策略;第二种方法以复合热力循环实现汽油燃料缸内重整为特征的重整复合燃烧策略。本文采用仿真结合实验的方式,详细了分析了两种复合燃烧控制方式实现策略及其控制效果。微火源引燃控制汽油复合燃烧是通过引入其他燃料实现汽油燃料改型的方案。本文从离散型和集聚性两种微火源引燃方式内部机制入手,探究了不同类型微火源引燃复合燃烧过程的反应路径和控制策略。其中离散型微火源提高了缸内可燃混合气火焰传播的绝对速度,集聚型微火源与火花点火之间相互作用,提高了缸内可燃混合气火焰传播的相对速度。两种微火源之间的组合可以通过强化着火和前期火焰传播过程,实现对后期自燃放热过程的有效控制。基于复合热力循环的汽油重整复合燃烧是通过改变汽油自身燃料特性的方案。本文针对汽油重整复合燃烧所需缸内稀释度和温度条件进行了可行性探究。研究了重整过程反应路径及其产物对可燃混合气活性和火焰传播速度的影响。仿真结果显示重整过程可以提升稀释条件下混合气的层流火焰传播速度,但同时也会造成能量损失使缸内温度降低。因此,在实践中需要平衡重整反应的消耗和收益。在此基础上,进一步探究了高稀释度条件下重整燃油比例对提升火焰传播速度的影响。通过在相似工况对两种汽油复合燃烧方式进行对比分析,证实调控汽油燃料的化学特性是控制复合燃烧放热过程的有效手段,并总结了两种复合燃烧控制策略对前期火焰传播和整体放热过程的控制机制异同点。