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在能源危机和环境污染的双重压力下，实现清洁、高效的燃烧成为世界各大汽车厂商面临的主要问题。由于缸内直喷汽油机在功率和扭矩方面的优异表现，以及在降低油耗和排放方面的巨大优势，使其成为汽油机研发中的一项重大课题，在发动机中小转速和中低负荷范围内，分层燃烧很有意义，并且在未来会得到广泛的应用。从目前的发展状态来看，需要进行深入的研发工作，才能对提高热效率和降低污染物排放方面的潜力，进行深一步的挖掘。本文建立了缸内直喷汽油机模型，通过数值计算与分析，研究了单次喷油策略和二次喷油策略对分层燃烧过程的影响，对缸内直喷汽油机的分层燃烧进行了探索。本文研究的内容和成果有如下几个方面。首先在单次喷油策略下，研究喷油时刻与点火时刻对GDI发动机分层燃烧的影响。结果表明随着喷油时刻的推迟，缸内平均压力和平均温度逐渐降低，缸压峰值位置推后。放热率的峰值随喷油时刻推迟而降低。随着喷油时刻的推迟，NO质量分数也逐渐降低， Soot质量分数则逐渐升高。综合考虑缸压、放热率、燃烧温度以及燃油分层等因素，以及平衡NO和Soot排放,得到最佳喷油时刻为70°CA BTDC。随着点火时刻的推迟，缸内平均压力和缸内平均温度降低，缸压峰值位置逐渐推后。而放热率峰值逐渐降低，峰值出现位置推后。NO质量分数随着点火时刻推后而降低，Soot质量分数的峰值逐步降低，峰值出现位置也逐渐推后，峰值过后部分的Soot被氧化，最后在燃烧后期趋于稳定。兼顾缸压、放热率、燃烧温度以及分层效果等因素，以及平衡NO和Soot排放,得到最佳点火时刻为17°CA BTDC。其次在两次喷油策略下，分析了燃油分配比例、喷油时刻与点火时刻，对缸内直喷汽油机分层燃烧的影响。燃油分配比不同时，缸内平均压力和缸压峰值位置与缸内平均温度几乎一致。随着燃油分配比的增大，放热率峰值逐渐升高，峰值出现位置推后之后再提前。NO质量分数随喷油比例的增大而减少，喷油比例为1:3的Soot的质量分数最低。兼顾以上各个因素，得到最佳的喷射比例为1:3。随着喷油时刻的推后，缸内平均压力逐步降低，相比于单次喷射，最大缸压增加约为3%-7%左右；缸压峰值位置几乎与单次喷油策略相同，放热率的峰值随喷油时刻推后而降低，相比于单次喷油策略放热率峰值增大5%左右，峰值出现位置提前0.5°CA左右。而NO质量分数降低了30%-80%，Soot质量分数大约降低一个数量级。随着点火时刻的推迟，最大缸力降低，相比单次喷射最大缸压升高3%-5%，缸压峰值位置几乎没有改变。放热率峰值逐渐降低，相比于单次喷油，放热率峰值增加10%-15%，而峰值位置提前0.5°CA。随点火时刻的推后NO质量分数逐步降低，相比于单次喷射NO质量分数降低40%-60%，Soot质量分数降低10%-30%。