由于传统Otto循环汽油机采用节气门控制负荷,油耗高,热效率低,不能满足混合动力汽车的需求,目前市场上混合动力汽车普遍采用的是Atkinson循环汽油机。Atkinson循环汽油机由于具有高膨胀比、通过进气门晚关控制负荷的特点,因此在热效率、燃油消耗上较Otto循环汽油机有独特的优势,因此对Otto循环汽油机改进设计为Atkinson循环进行研究是很有必要的。本文采用数值模拟计算和实验验证相结合的方法,将某Otto循环汽油机改进设计为Atkinson循环汽油机,并对Atkinson循环汽油机的性能进行实验分析以及对仿真方案进行验证,论文主要工作和创新点如下:(1)在一维仿真软件GT-POWER中建立原Otto循环汽油机仿真模型,通过软件模拟计算并与实验结果进行对比,误差在5%以内,两者有较好的吻合,验证了仿真模型的准确性。(2)通过模拟计算从指示热效率、泵气损失和燃油消耗率方面对不同的压缩比、进气凸轮工作包角、进气门关闭时刻进行对比分析,选择最佳压缩比和进气凸轮工作包角,依据最佳改进方案,对关键零部件进行重新设计,从而完成Atkinson循环汽油机的设计开发。(3)根据实验台架标定结果,从外特性、典型工况和万有特性方面对Atkinson循环发动机性能和原机进行对比分析,实验数据表明整机最低燃油消耗率降低至230g/(k W·h),再将实验结果和仿真计算结果进行对比,验证仿真设计方案的合理性。