随着国际排放法规的日益严格和驾车者对于动力性能的需求,小排量高动力性能发动机成为了国内外研究的重点。增压直喷汽油机在提高升功率、降低油耗和排放方面具有明显的优势和巨大的开发潜力,但它仍存在低速进气不足和瞬态响应滞后的问题。本文以2.0L增压直喷汽油机为研究对象,开展燃烧放热规律分析,并针对稳态全负荷工况低速扫气特性和瞬态工况废气旁通阀控制策略进行研究,以提高其稳态的进气量和瞬态响应性能,具有十分重要的理论和实际意义。首先建立了增压直喷汽油机的稳态仿真模型,研究了匹配不同增压器对发动机性能的影响,确定了采用GT20 C201A增压器的匹配方案。并基于爆震模型,研究了中冷后温度对缸内爆震情况的影响。基于试验气缸压力数据,分析了发动机的燃烧放热规律,并针对不同工况的燃烧信息,拟合得到了燃烧模型的修正公式,可用于发动机无试验数据工况的燃烧模型修正。针对稳态全负荷工况的进排气压力波动进行了分析,对比了进排气压差和扫气参数的变化,确定了全负荷工况可用扫气转速区域为1000~2700r/min。此时,扫气系数大于1.02,单缸扫气量大于20mg,扫气效果较为明显。并以进气量为优化目标,完成了全负荷工况气门正时策略的优化研究,显著改善了发动机低速进气不足问题。通过研究废气旁通阀关闭持续期的影响和PD控制效果,确定了瞬态工况废气旁通阀优化控制策略,即在瞬态变化开始时关闭废气旁通阀,当涡轮增压器转速达165000r/min时通过PD控制旁通阀开度,其中,P参数为-0.03,D参数为-0.005。此时,不仅能显著提高发动机和涡轮增压器的瞬态响应性能,且能有效避免涡轮增压器转速发生超调现象。