利用LPG、DME(二甲醚)等作为汽油、柴油的替代燃料来解决日趋严重的能源问题和环境问题已成为一种趋势。目前,LPG发动机使用过程中的动力性下降问题制约了其推广应用,研究LPG缸内直接喷射发动机将有助于解决其动力性下降的问题。本文建立了LPG缸内直接喷射发动机三维模型。仿真发动机原型为柴油机,通过加装火花塞成为点燃式直喷发动机,可实现混合气均质燃烧。所建模型包括燃油喷射模型和燃烧模型。喷射模型包括瞬时蒸发模型、破碎子模型和碰壁子模型,其中瞬时蒸发模型为国内首次对LPG引入;燃烧模型包括相关火焰燃烧和NOX排放子模型。在Fortran平台下编写LPG(本文仅考虑纯丁烷)的物化特性(0～5000K)。采用有限体积法对方程进行离散,并使用SIMPLE算法对离散后的控制方程组进行数值求解。发动机总体运转性能的优劣,主要是根据燃烧热效率、发动机噪声和运转粗暴性、有害排放物水平等方面来评价。但由于燃烧热效率的提高必然引起有害排放物水平的上升,因此提高发动机的整体性能必须综合考虑各方面因素,在可行的前提下逐步调整发动机的结构和运行参数。本文通过改变喷油持续期、喷嘴直径、点火提前角以及燃烧室形状的参数对LPG缸内直接喷射发动机进行仿真分析,确定了上述参数对LPG缸内直接喷射发动机性能的影响规律。研究表明:在综合考虑缸内压力、缸内温度以及NOX排放水平的前提下,选择适当的喷油持续期、喷嘴直径以及合理的点火提前角和燃烧室形状可以显著提高LPG缸内直接喷射发动机的性能。