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自内燃机出现以来,燃烧产生的排气污染物就成为最严峻的挑战之一。随着机动车保有量的迅速攀升,内燃机排放污染问题日益凸显,特别是在一部分领土面积较大的国家。影响内燃机燃烧和排放特性的因素众多。本文使用Ricardo WAVE一维仿真软件对一台1.0L排量的JL465Q5汽油发动机进行了建模,并分析了海拔从0米到5000米、发动机转速从800转/分钟到5000转/分钟变化时对发动机性能和排放的影响。为了能够更加真实地模拟该发动机的性能,建模所使用的参数均采纳前期研究验证过的数据,包括进气系统、燃油喷射系统、气缸、排气系统和排放后处理系统的参数。此外,部分WAVE亚模型的参数也使用的是此前研究中经过校核的数据。为了分析在不同海拔高度和不同转速下,发动机的性能参数和燃烧排放特性,本研究共划分了55个算例进行仿真计算。由于空气密度随海拔的增加而迅速下降,高海拔运行对发动机的各项性能均存在显著影响,特别是在外特性点。由于在高海拔条件下,发动机的燃烧恶化,制动功率和热效率均有显著降低,海拔每升高500米,发动机的制动功率和热效率分别降低约6-7%和0.1-0.28%。本文还分析了海拔和发动机转速对常规污染物(CO、HC和NOx)的影响。随着海拔和发动机转速的升高,CO和HC排放均增加;NOx排放随着海拔的增加而上升,但随着发动机转速的增加而有所下降。在中高转速条件下,三元催化器有着较高的转化效率,对于CO和HC分别可达80%和90%以上。但是由于WAVE模型中的三元催化器反应动力学模型过于简单,并没有考虑NO2的去除机理加之NO的消除强烈依赖于CO的浓度,本文所得到的NOx转化效率明显偏低,在高转速条件下,仅约为60%。此外,本文还借助海拔模拟装置和底盘测功机,对两台搭载2.5L自然吸气发动机的斯巴鲁力狮和斯巴鲁森林人轿车在不同海拔条件下的等速油耗进行了实验室测试。由于高海拔条件下,环境空气的密度降低,进而减小了空气阻力,在6个测试车速下,两辆试验车的油耗均随着海拔的升高而有所降低。在相同的海拔条件下,两台试验车的等速油耗均随着环境温度的降低而有所上升。