随着世界经济的飞速发展，汽车保有量逐年增加，由此造成的能源危机和环境污染等问题日益严重，人们对汽车发动机的性能有了更高的要求。本文以GW4G15汽油机为研究对象，通过对大量国内外发动机性能指标对比可知，GW4G15汽油机的升功率、升扭矩在相近排量发动机中处于中下水平，其性能有提高的潜力。通过对发动机性能的相关影响因素进行详细分析，并对不同标杆样机进行对比，我们制定了GW4G15发动机性能优化的主要技术方案，对凸轮型线、排气歧管、缸内摩擦组件等进行优化。首先在原机基础上，通过试验验证了优化凸轮型线对GW4G15汽油机性能的提升效果。结果表明：凸轮型线优化后，气体流动损失减小，充量系数提高；外特性上发动机动力性、经济性均优于原发动机。在优化型线的基础上，通过试验验证了优化排气歧管对GW4G15汽油机性能的提升效果。结果表明：排气歧管优化后，排气系统阻力减小，残余废气系数减小，进气量增加，充量系数提高；外特性上发动机动力性、经济性均优于原机。在优化凸轮型线、优化排气歧管的基础上，进行了摩擦组件的机械损失、活塞漏气量、机油耗及外特性的试验研究。结果表明：缸内摩擦组件优化后，发动机机械损失功率、活塞漏气量、机油消耗量均减少；优化后的发动机在中高速时的动力性和经济性均得到显著改善。通过优化凸轮型线、排气歧管和摩擦组件，得到优化后发动机，试验验证了发动机优化后对GW4G15汽油机性能的提升效果，对比了最大扭矩和最大功率两种工况下的燃烧特性。结果表明：发动机优化后，在最大功率工况和最大扭矩工况下发动机缸内最高燃烧压力均有所增大，且出现时刻均提前，最大压力升高率增大，燃烧开始时刻提前，燃烧持续期变短，同时发动机进排气性能均进一步提高；外特性上发动机动力性、经济性均优于原机。GW4G15发动机的性能提高成功，可以为发动机新机型的设计提供一个良好的思路，同时为长城汽车公司其它发动机性能优化提供借鉴意义。