缸内直喷技术及涡轮增压技术相互协同的小型强化技术是提高汽油机燃油经济性和降低排放最有效的方法之一。小型强化技术的使用增加了缸内的热负荷以及使缸内压力大幅度提高,由此引起了爆震燃烧。爆震燃烧限制了小型强化技术在实际中的应用和发展,是限制增压直喷汽油机性能提升的主要制约因素。笔者采用数值模拟研究了缸内直接喷水技术减弱增压直喷汽油机爆震趋势,提高其燃烧排放性能的可行性。本文首先通过增大点火提前角的方式诱导某型增压直喷汽油机发生爆震燃烧从而确定末端混合气发生自燃的位置。然后探究了不同喷水时刻在点火时刻前水雾滴在缸内的分布情况及对燃烧排放性能的影响。最后,对初始设置的喷水参数进行了修正,在给定的喷水时刻下,探究了喷水量对增压直喷汽油机爆震以及燃烧排放的影响。为了使缸内直接喷水更好的抑制爆震,需要确定爆震发生的位置。对某型增压直喷汽油机数值模型进行了实验验证,确保数值模型的准确性。在高速高负荷工况下通过增大点火提前角的方式实现了对爆震的数值模拟并确定了爆震发生的位置。结果表明:末端混合气自燃将会引起流场流速急剧增大,最大流速超过150m/s;末端混合气自燃引起缸内爆震时,可以在气缸壁面附近区域观察到火焰孤立出现;监控点压力变化最为剧烈的是1号、4号监控点区域,其中4号监控点压力峰值超过23MPa,表明这两个区域是最易发生爆震的区域。为了更好的降低爆震也需要确定水雾滴能够分布在爆震发生最剧烈的区域。因此,笔者研究了喷水时刻在-120°CA~-20°CA时水雾滴在缸内的分布情况及对燃烧和排放性能影响。结果表明:-80°CA喷水时刻缸内水雾滴分布最为均匀;不同喷水时刻对燃料与空气的混合几乎无任何影响;喷水时刻为-80°CA时,4号监控点区域压力变化最小,因此认为此喷水时刻具有降低爆震的潜力。在喷水时刻为-80°CA时,水雾滴的分布存在“湿壁”现象,对初始设置的喷水参数进行了修正。探究了0~25%喷水量在对降低爆震趋势以及燃烧和排放性能的影响。结果表明:修正后水雾滴的分布更加均匀,对爆震的抑制效果更好;随着喷水量的增加,水雾滴在缸内的分布区域逐渐增大,喷水量超过20%时,水雾滴基本分布在整个缸内区域;随着喷水量的增加,爆震强度逐渐降低,喷水量为25%,爆震强度降低到0.286MPa;对于循环做功而言,随着喷水量的增加,循环做功量逐渐减小,喷水量为10%时循环做功仍然高于实验工况45.14J,汽油机效率提高了3.81%;对排放分析则有:喷水量在5%-25%时,随着喷水量的增加,NO_X排放逐渐降低;未喷水时NO_X排放比5%喷水量略低,喷水量在5%-25%时,碳烟排放随着喷水量的增加而逐渐增大,喷水量为5%时碳烟排放低于未喷水碳烟排放,未喷水时的CO排放高于缸内直接喷水时的CO排放,缸内直接喷水能够降低CO排放。