缸内直喷（GDI）发动机在功率和扭矩方面的卓越性能，以及在降低油耗和污染物排放方面的巨大优势，使其成为发动机研发中的一项重大课题。然而缸内直喷机燃油经济性的提高一直受到爆震的限制。避免爆震首先要优化燃烧，因此本文以CFD缸内仿真模拟计算的方法，通过仿真缸内燃烧过程，分析直喷汽油机燃烧相关参变量与燃烧以及爆震的关系，对影响直喷汽油机缸内燃烧和爆震的主要因素作出评价。在一款自主试制成功的单缸低压空气辅助直喷实验样机试验台架上，利用发动机缸压采集系统开展直喷发动机燃烧分析试验研究，以获得的缸压曲线对直喷发动机缸内燃烧仿真模型进行模型验证。利用验证后的计算模型，针对正常燃烧和爆震燃烧两种工况点进行仿真，根据输出的三维结果分析两种工况的燃烧过程，精确到具体位置和时刻的相关参数对燃烧火焰的影响：在大点火提前角的爆震工况中，火焰面密度的传播刚开始与火焰速率的传播同步，后期逐渐滞后于火焰速率的传播，缸内的火焰并非完全沿着火焰锋面扫过的方向传播，在火焰面扫过燃烧室所有面积前，燃烧火焰已经在整个燃烧室内发生，所以爆震发生。正常燃烧对比爆震的燃烧，由于点火提前角推迟，火焰发展也相应推迟。燃烧并非集中在压缩上止点区，燃烧过程更加平稳。引入爆震预测性参量——爆震因子的概念，从不同角度分析压缩上止点时的爆震因子与当量比、缸内温度以及燃烧室的结构的关系：1．当量比接近1时，混合气是最容易被点燃的，相应的，也容易发生自燃；2.在压缩上止点时，燃烧室内的温度场分布是以两火花塞为中心辐射状逐渐降低的，爆震因子在缸内温度较高的区域较高；3.爆震因子的分布与燃烧室内结构联系紧密，在结构复杂区域包括比较狭窄、尖锐的位置以及燃烧室靠近排气门边缘，都有较高的分布；4.减小点火提前角可抑制爆震的发生，将点火时刻由13°CA BTDC改为6°CA BTDC之后的三维结果与之前对比发现，爆震因子最大值减小了6倍以上。爆震因子的绝对值是一个相对性的概念，方便在不同工况，不同空间范围内进行爆震发生可能性的预测，对于发动机设计开发阶段的工作有指导作用。