采用AVL FIRE软件,数值解析了考虑针阀运动过程时,LPG在旋流喷油器内部气穴流动过程以及LPG喷出后的喷雾发展过程。解析过程中使用了基于LPG燃料热物性修正的喷雾模型,结果表明,在针阀开启后的整个LPG喷射持续期内,喷油器内的气穴流动现象一直存在；而使用汽油为燃料时,仅在针阀开启前期时旋流喷油器喷孔壁拐角处有气穴产生,但随着针阀升程进一步增大,拐角处的气穴区变小进而消失。将喷油器内部流动的解析结果作为喷油器出口条件,并使用修正后的喷雾模型,数值解析了LPG和汽油的喷雾发展过程。经与实验结果对比显示,解析结果和试验结果之间具有良好的一致性。与汽油相比,燃料喷射过程中产生的减压沸腾现象使得LPG的喷雾锥角增大,而喷雾贯穿距离则减小为进一步扩大LPG发动机的稀燃极限,解决部分负荷下火花塞电极附近混合气过浓导致的HC和NOx排放升高等问题。利用液态LPG的燃料特性,本文提出了一种充分兼顾“喷雾引导”和“璧面引导”优点的新型燃烧系统—喷雾壁面复合引导燃烧系统。使用建立的LPG燃料物性数据库及修正的喷雾模型,在验证了计算模型准确性的基础上,使用AVL FIRE软件,对复合引导燃烧系统喷油器布置位置、喷孔直径、喷射方向、活塞凹坑形状等参数进行了优化,并确定了燃烧系统参数。最后数值解析了喷雾-壁面复合引导LPG直喷发动机部分负荷下混合气形成过程。结果表明：采用压缩冲程后期(40°CA BTDC)喷射,点火时刻(20°CA BTDC)能在火花塞电极附近形成稳定分层混合气。采用复合引导燃烧系统可进一步扩大分层稀燃极限,空燃比最高可达65：1。