本文建立了汽油机燃烧过程的多区诊断及预测模型，其中包括氮氧化物生成模型和废气再循环降低氮氧化物生成的优化模型。在质量燃烧率的计算中，直接反映了紊流对燃烧过程的影响。编制了计算程序，进行了变参数性能预测计算。将已燃区按规定分成若干小区，多区模型更能真实地描述缸内的燃烧现象。全文共分八章： 第一章综述了汽油机燃烧过程的数学模型和实验方法的发展与现状，提出了本文将要进行的工作。 第二章建立了汽油机燃烧过程的双区和多区诊断及预测模型，其中包括火焰传播模型、传热模型、点火计算和火焰核发展模型、NO_x的生成模型以及工质物性参数的计算模型。 第三章为了改进燃烧模型的模拟预测精度和对复杂燃烧室的适用性和效率，提出了一种计算燃烧室形状的新的几何模型。 第四章介绍了气缸压力的测量方法，并提出了一种测量汽油机燃烧过程火焰传播的新方法——光电测量法。该法实用性强，测试方便，有较强的抗干扰能力和较高的分辨率，是研究汽油机火焰传播性质的一种有效工具。 第五章采用上述诊断和预测模型对BJ492Q发动机进行了模拟计算和实验研究，并探讨了点火提前角、残余废气系数、燃空比、压缩比和火花塞位置对发动机性能的影响。 第六章提出了基于热力学燃烧模型对EGR进行数值模拟的方法，系统地研究了车用汽油机加装EGR系统后对排放、油耗、功率的影响，并结合排放标准。提出了EGR参数的全局优化的新思路。 第七章在湍流燃烧速度方面探讨了分形在燃烧模型中应用。运用分形理论，得到了求取预混湍流火焰前锋外廓线分形维数的方法。 第八章给出了本文的研究结论。