汽油机作为乘用车的主要动力来源,其点火情况与燃烧方式是影响燃烧品质和发动机综合性能的关键因素。作为燃烧室中的高速移动部分,活塞承载了发动机运转过程中的边界条件和初始条件,其顶部形状对缸内工质流动及燃烧过程均有重要影响。本文以提高发动机综合性能为目标,应用内燃机专业仿真软件AVL FIRE研究了不同压缩比下活塞顶部形状对缸内流场及燃烧过程的影响规律。本文系统论述了数值模型构建过程和数值计算方法,介绍了气体流动守恒方程及缸内气体的湍流模型和燃烧模型。以扫描得到的本田WH125-6发动机的进气道、排气道及燃烧室的点云为基础,应用CATIA软件进行逆向曲面建模,并应用网格前处理软件Hypermesh生成了面网格模型。通过BOOST一维性能仿真得出三维数值模拟采用的边界条件和计算初始条件,利用AVL FIRE软件对发动机4000r/min最大扭矩工况进行了缸内循环数值模拟。通过将模拟结果与台架试验结果进行对比分析,校正了模拟模型,验证了模型的准确性及参数设置的合理性。本文构建了压缩比分别为10、11和12的发动机缸内模型,并利用FIRE软件对每种燃烧室模型开展了数值模拟,详细分析了几种燃烧室进气过程中的流场状况和气体在缸内的燃烧过程。通过对比不同方案的性能优劣得出,合理设计活塞顶部形状来提高发动机压缩比有利于发动机整体性能的提升,在本文的方案中,带有渠化结构的压缩比为12的燃烧室方案性能最优。上述研究结果表明,合理设计活塞顶部形状不仅能有效提高发动机压缩比,同时对缸内流场组织和气体燃烧过程也有重要影响。