与传统的气道喷射汽油机相比，缸内直喷汽油机在改善燃油经济性、动力输出和冷启动排放等方面体现出了较为明显的优势，因而成为了当今车用汽油机的主要发展方向。本文以AVL公司的三维仿真软件FIRE为平台，对一款低压空气辅助缸内直喷汽油机的工作过程进行了计算分析，进而为直喷汽油机燃烧系统的设计优化提供依据。首先，建立了空气辅助缸内直喷汽油机的进气道及燃烧室的几何模型和计算网格。分析了进气道及缸内的工质流动，在对喷雾模型进行了有效性验证的基础上，比较了不同喷油时刻条件下原机与新燃烧室方案的混合气形成过程，探讨了原机与新方案燃烧特性之间的差异。结果表明：（1）计算分析了原机的缸内气流运动状况：随着气门开启幅度的加大，进气门两端下方分别形成了方向相反的两个滚动涡，之后两者相遇并相互挤压，到压缩行程缸内仅存在单一方向的滚流运动；活塞运行接近上止点（700°CA）时，缸内滚流运动已不明显，此时挤流强度较高，有利于加快火焰传播。（2）与原机相比，新方案在压缩行程后期缸内平均湍动能显著增加，其中最大增幅达20.3%，从而提高了压缩上止点前20°CA时缸内混合气浓度分布的整体均匀度；当喷油时刻为420°CA和440°CA时，新方案均能在两个火花塞间隙处形成适合稳定点火的混合气浓度。（3）原机的缸内火焰传播不均匀并且明显滞后于新方案，后燃现象较为严重。采用新方案后缸内的火焰传播得到了较大的改善，燃烧相位提前，最大爆发压力和压力升高率均有较大幅度的上升，发动机的热效率得到了提高。（4）由于改善了缸内火焰传播，燃烧过程新方案缸内温度分布的整体均匀度明显高于原机。