汽油压燃（GCI）作为一种先进燃烧概念在提升发动机性能方面具有较大潜能。本文针对GCI发动机,采用改进的非支配排序遗传算法耦合三维CFD程序KIVA-3V,在宽的负荷范围内开展全参数协同优化,实现了发动机性能的全面提升,并得到相应的最佳控制策略。优化参数包括了发动机运行参数、燃油各组分比例和活塞碗几何参数。在优化中首先在宽的负荷范围内对运行参数和燃油组分进行了联合优化,优化后GCI发动机可以实现满意的燃油经济性和完全满足欧六标准的排放性能。在低负荷下燃烧过程受到初始温度和压力支配,随着负荷升高,燃油活性对发动机性能的影响越来越重要。随着负荷的升高,发动机燃烧相位需要随之向后推迟,且缸内出现了明显的当量比和温度分层,防止发动机产生过高的声响强度（RI）。研究中采用了正庚烷、异辛烷和甲苯的混合物作为汽油替代物,在低负荷下倾向采用更高比例的高活性燃油组分来确保发动机可靠地着火。随着负荷的升高,低活性燃油组分的比例逐渐增多,且只有在高负荷下需要一定比例甲苯来控制缸内放热率。通过多载荷权衡评估,发现辛烷值（RON）在70左右的燃油在整个负荷范围内均可以有良好的性能表现。随后针对高负荷下高活性燃油不适用问题,加入活塞碗几何形状做进一步优化,使高负荷下GCI发动机热效率得到进一步的提升。研究发现活塞碗宽度对GCI发动机性能有更显著影响,大的活塞碗宽度有助于降低发动机传热损失,对氧化未燃碳氢也有促进作用。开口型活塞碗、早的喷油时刻和高活性的燃油都有助于降低指示燃油消耗率（EISFC）,但是会导致缸内压力升高率过高,使发动机产生的RI升高。与之对应的,缩口型活塞碗、晚的喷油时刻和低活性的燃油则能够明显的降低缸内放热率,有利于控制发动机产生的RI,但是同时也会导致发动机热效率的降低,EISFC随之升高。因此,在高负荷下的控制策略需要平衡这些关键参数以达到最佳的发动机性能,最佳控制策略为高活性燃油搭配晚喷策略以及开口型活塞碗。通过上述优化,确保GCI发动机在宽负荷工况下实现高效清洁和稳定的燃烧。