能源与环保是当今世界发展的两大主题。随着社会经济的发展,非道路用柴油机的污染物排放问题日益得到人们的普遍关注。世界主要国家均制定了非道路用柴油机的排放法规。对于小型非道路用柴油机而言,优化油/气/燃烧室三者之间的匹配是降低尾气排放的重要手段之一。进气过程进入柴油机气缸内的空气量及其涡流强度对柴油机的动力性、经济性和排放性能有着重要的影响。采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法对进气道流动进行计算分析,可以为进气系统优化设计提供依据。本文首先在气道稳态流动试验台上,对TY3100柴油机的螺旋进气道进行稳流试验研究,分析了定压差条件下进气道的流动性能,和压差对气道稳流试验结果的影响。结果表明,螺旋进气道涡流比和流量系数均随气门升程的增大而增大,但增加的趋势逐渐减缓。同一升程下的流量系数基本不随压差变化而变化;同一升程下的涡流比,在湍流未充分发展区随压差增大而增大,在湍流充分发展区基本不随压差变化而改变。然后,采用STAR-CD软件对TY3100柴油机螺旋进气道进行了三维稳态流动计算分析。通过逆向工程建立了螺旋进气道三维模型,根据气道稳流试验提供边界条件,计算结果与试验结果具有较好的一致性。根据数值模拟结果分析,对螺旋进气道提出改进方案,并进行了模拟计算验证。其次,对增压工况下进气道稳态流动数值模拟,对比分析了增压工况与非增压工况下螺旋进气道内的流动特性,提出了在增压工况下理论流量的计算方法。另外,本文探索了TY3100柴油机采用四气门技术时的进气道设计方法,提出了双进气道布置方案,并应用STAR-CD软件对双进气道条件下的稳态流动进行了模拟计算。模拟结果为TY3100柴油机采用四气门技术时进气道设计与布置提供了理论依据。