能源与环保是现代社会发展的两大主题,汽车行业的迅猛发展不仅加快了世界有限能源的消耗,也造成了严重的环境污染。为了缓解能源压力,降低尾气排放污染,汽车工作者致力于高效、低污染燃烧技术的研究,其中富氧燃烧技术以其优越的节能和环保效应,成为当前关注的热点之一,但国内在这方面的研究较少。本论文以试验和数值模拟为主要技术手段,综合研究富氧燃烧对汽油机动力性能、经济性能、燃烧特性以及排放特性的影响。结合国内外研究现状和理论分析,选取试验O₂（氧气）浓度为21%、23%、25%、27%和29%,设计富氧进气试验装置,测试了O₂浓度对汽油机示功图、放热率、功率、转矩、油耗、有害排放的影响。结果表明:随着进气中O₂浓度的提高,峰值压力、放热率、功率、转矩均明显升高;峰值压力发生时刻和峰值放热时刻提前;油耗下降,同时实现了经济性和动力性;CO（一氧化碳）和HC（碳氢化合物）排放量显著下降,在冷起动阶段尤为明显,但是NO_x（氮氧化物）排放显著升高。综合以上因素,本文研究了最佳富氧浓度问题。建立了针对富氧燃烧汽油机的准维湍流模型（包括工质特性计算模型、传热模型、湍流火焰传播的分型模型、几何模型及NO排放模型）,研究在最佳富氧浓度时的性能优化。比较燃烧模型计算结果和实测数据,验证了模拟计算方法的可靠性。以此为据,探讨点火提前角、压缩比、火花塞位置对富氧燃烧汽油机性能的影响,通过优化富氧燃烧汽油机的运行参数,保障富氧燃烧汽油机具有较低的排放、良好的可靠性和经济性。