缸内直喷汽油机（GDI）凭借其精准的控制喷油策略,以及高效率、低油耗和低排放的特点,逐渐得到研究推广。但由于直喷汽油发动机采用了较高的压缩比,使得缸内热负荷与压力大幅增加,易引发爆震现象,极大地制约了发动机性能的提升。由于水具有较大的汽化潜热且能参与一系列燃烧化学反应,因此将喷水技术运用到发动机中能有效地抑制爆震的发生。本文笔者采用数值模拟的方法研究进气道喷水对缸内燃烧的影响,首先通过调整余隙容积增大压缩比以及增大点火提前角的方法诱导某型直喷汽油机发动机发生爆震;然后探究不同的进气道喷水器的布置方案以及喷水压力对水雾滴在缸内的分布以及对发动机燃烧和排放的影响;最后在给定的喷水器布置方案以及喷水压力条件下,探究不同喷水比例对直喷汽油机爆震燃烧以及排放的影响,以及在喷水条件下增大发动机循环做功量的可能性。首先通过三维软件建立了发动机的几何模型,并根据各模型机理选择了相应的子模型。选定模拟计算开始时刻为360°CA,结束时刻为960°CA。通过网格无关性验证确立了网格的基本尺寸为4mm。在转速为2000r/min的低速高负荷工况下,将模拟得到的缸内平均压力曲线与实验数据进行对比验证了本文所选模型的准确性。为了实现发动机的爆震工况,在选定的初始条件和边界条件不变的情况下通过将点火提前角增大至704°CA,同时调整余隙容积,将原机模型压缩比由9.6增大至10.2实现对爆震的数值模拟。接着探究了在爆震工况下,根据发动机模型的进气道结构,选择高位有倾角和低位无倾角两种喷水器布置方案探究喷水器位置对水雾滴运动,点火前的湍动能和当量比分布的影响。结果表明低位无倾角的喷水器布置方案下水雾滴越不容易与进气道发生碰撞并且更早喷入气缸内,同时能有效提高点火时刻前的湍流强度和改善当量比分布;然后在低位无倾角的喷水器布置方案下,选择2.5bar、5bar和7.5bar三种喷水压力模拟不同喷水位置与喷水压力对直喷汽油机燃烧和排放的影响。结果表明:高位有倾角的喷水器布置方案对缸内爆震趋势的抑制作用小于低位无倾角的布置方案;在低位无倾角的喷水器布置方案下,2.5bar喷水压力对缸内爆震燃烧趋势的抑制作用最弱。最后在第三章模拟的爆震工况下,选择低位无倾角的喷水器布置方案,设置喷水压力为5bar,模拟研究喷水比例为0、10%、20%、30%、40%和50%共6种工况下进气道喷水对缸内直喷汽油机燃烧、循环做工量和排放的影响。结果表明,喷水比例较低时进气道喷水不能抑制末端混合气的自燃趋势,但在喷水比例达到30%后,爆震强度和压力振幅都明显降低,爆震燃烧趋势得到有效抑制;累积放热量随着喷水比例的上升而减小;循环做工量在喷水比例的为30%时达到最大;Soot和CO的排放都随着喷水比例的提高而增大;但NOx的排放随着喷水比例的提高显著降低,30%喷水比例下NOx的排放相对于未喷水时下降了91.97%。