传统Otto循环汽油机的负荷为节气门“量”调节方式，在城市路况下进气节流损失严重，造成不可避免的泵气损失，从而导致油耗增加，在一定程度上降低了混合动力汽车的节能减排的优势。相比之下，Atkinson循环是一种热效率很高的循环，它膨胀比大于压缩比。通过VVT控制可以实现Atkinson循环，并且在部分负荷通过控制进气门关闭时刻来调节负荷，可代替传统的节气门控制，减少进排气过程的泵气损失。膨胀比大于压缩比能够更大程度地将热能转化为机械能，提高发动机的热效率，降低燃油消耗率，在混合动力汽车上得到广泛的应用。本文就是基于上述的研究意义，采用数值模拟和实验验证相结合的方法验证了建立的汽油机工作过程仿真模型的正确性，并研究了压缩比和配气相位对发动机性能参数的影响和提出了改善汽油机经济性与动力性的优化设计策略，对车用Atkinson循环发动机的优势进行研究，论文主要研究工作与创新之处为：（1）采用GT-POWER软件建立了车用汽油机仿真模型，并对其节油性能进行了研究分析，实验结果验证了仿真模型的正确性。（2）分析与评定了无节气门节流损失时Atkinson循环发动机节油潜力和节油率相关参数，并推导了节油潜力计算公式，为Atkinson循环发动机节油开发提供了较好的参考依据。（3）通过发动机台架试验数据，得到了发动机万有特性曲线上Atkinson循环的节油潜力MAP图，揭示了无进气节流损失的Atkinson循环发动机节油规律，对典型工况进行了模拟计算，获得了Atkinson循环发动机搭载到混合动力整车后需要的动力分布规律。