直喷式内燃机的燃烧噪声问题是直喷式内燃机整机噪声问题的重要组成部分,本文围绕直喷式内燃机燃烧噪声的诊断分析与仿真优化方法展开了一系列研究。主要的工作内容与成果如下:首先,对某型直喷式柴油机进行了燃烧噪声优化试验研究,选取了符合排放和性能指标的喷油参数进行调节,并进行了试验测试流程设计。分别得到了单变量轨压、主喷角、预喷间隔、预喷油量的优化结果。在此基础上,进行了改进版正交试验多变量优化设计及实施,在中低转速区域对整机燃烧噪声进行了优化,并保证了整机排放及性能指标。利用缸压曲线与衰减曲线对整机燃烧噪声进行了预测,建立了低中高三个频段燃烧噪声同各个燃烧噪声指标之间的关系。并分析了两类燃烧噪声,中频隆隆声与高频振荡燃烧噪声随喷油参数,轨压、主喷角、预喷间隔、预喷油量之间的变化规律,得到了较为普适性的缸压相关参数同机械噪声与两类燃烧噪声的直接关系。随后,对该型直喷式柴油机进行了高频振荡燃烧噪声机理的研究,进行了直喷式柴油机缸压高频成分分离及影响因素试验,采用了自适应TVF-EMD方法对缸内高频振荡进行了分离,并定义了三种指标,分别是中心频率,归一化能量和平均中心频率进行研究。分析了内燃机转速、负荷、轨压、及其他参数对高频振荡的影响,并提出了改进方法,该信号处理方法同样适用于其他内燃机。进而,将直喷式柴油机燃烧噪声的研究成果进行了类比推广,针对某型四缸缸内直喷汽油机进行了燃烧噪声试验优化,燃烧噪声源诊断、及缸压高频振荡分离研究,并将固定转速和负荷的场点噪声频率峰值（可以认为是燃烧噪声变化）同缸内直喷汽油机的燃烧室声振荡频率模型进行了比较。之后,以之前的试验直喷式柴油机和缸内直喷汽油机为例,分别建立了一维热力学整机仿真模型,同试验缸压进行了验证,建立了基于一维仿真火焰传播参数同试验整机噪声值的燃烧噪声多元回归预测模型。可以对燃烧噪声进行较为有效的预测。在此基础上,建立了三维流体力学缸内燃烧仿真模型,也同试验缸压进行了验证,最终建立了基于燃烧噪声试验和三维缸内流场仿真相结合的燃烧噪声优化方法。同时探讨了燃烧噪声源优化的深层次机理。最终,建立了一整套直喷式内燃机燃烧噪声试验诊断分析、信号分离及仿真预测优化研究方法。