伴随着能源危机时代的到来，以及世界各国环保意识的日益增强，各个国家都在不断开发高性能、低排放发动机。而对全球范围内应用最广的动力机械柴油机来说，降低耗能和排放已经成为其研究的重点方向，而气道的设计优化对发动机的影响又是非常重大的。气道在柴油机正常运作中，其结构直接影响着发动机缸内进气充量的大小和涡流强弱，而两者对发动机的动力性、经济性和排放都有着重要的影响。因此，气道的设计优化在发动机的开发过程中占有重要的地位。本文首先对气道优化、气道设计理论以及气道数值模拟的研究现状进行了详细回顾，并结合CFD数值模拟软件的研究现状，确定利用AVL-Fire三维流体仿真模拟软件对本文所研究的6110柴油机气道进行仿真分析。同时，本文着重从数学模型建立、数值分析方法以及气道评价上进行了详细的阐述，从而确定本课题研究的主要流程和步骤。课题研究中以原机已有气道稳流试验数据为基础，通过对6110柴油机进气道进行结构分析，运用三维制图软件(Pro/E)建立了气道、气门、气缸等部件在内的三维模型，并结合原机气道稳流试验结果确定模型边界条件。其次利用AVL-Fire三维流体仿真软件，对该柴油机的气道进行了2mm，4mm，6mm，8mm，10mm不同气门升程的三维稳态数值模拟计算，得出速度迹线、流量系数以及涡流比等重要评价指标：进排气道流通系数分别为0.384、0.424，涡流比为2.886。结合速度迹线云图发现气道入口处气体流速相对较高，其它区域相对较缓。究其原因，气门与气门座之间流通截面对进入气缸内的气体质量流影响较大，直接影响着整个气道的流通性能。为此，考虑从进排气道DV值、气门锥角和气门座圈底孔倒角等相关结构参数进行优化。最后，在原机模型的基础上提出两种优化方案，并利用AVL-Fire软件进行仿真验证。总结出方案2进气道综合流量系数在原机基础上提升了0.0433；进气涡流比基本持平，保持在2.88附近；排气道综合流量系数增加了0.0156的改善效果。由此为优化气道流通特性研究提供了理论依据。最后，通过对全文的工作进行总结，指出课题研究中的一些不足之处，并结合本文课题对今后的研究工作进行了展望。