现代内燃机的技术日新月异,如今被广泛应用的新技术中,涡轮增压、可变气门、可变歧管等均以改善内燃机换气过程为目的,由此可见换气过程在内燃机工作中的重要地位。而扫气作为内燃机换气过程中一个重要的组成部分,直接影响着内燃机缸内残余废气量与受热零部件的热负荷,继而影响发动机的动力性、经济性、排放水平以及整机的可靠性。长期以来,二冲程发动机的扫气过程始终是热门的研究对象,但四冲程发动机,尤其是四冲程柴油机的扫气过程研究却未能得到大范围的开展,本文即致力于涡轮增压四冲程柴油机的扫气特性研究。本文采用实验、一维工作过程数值模拟与三维CFD数值模拟三者结合的方法,研究四冲程涡轮增压柴油机的扫气特性,主要工作内容及结论如下:首先,开展柴油机进排气瞬态流动台架实验,并根据实验所测的压力波数据进行该型发动机扫气特性的分析,结果表明该机在高转速及低转速扫气性能较差,尤其是高速低负荷工况的扫气性能急需改善。其次,本文利用GT-Power软件进行该型柴油机的一维工作过程数值模拟,模拟结果表明排气门正时对扫气性能的影响最大,进气门正时次之,排气管的结构参数在有限的变化范围内对其影响较小。然后,本文进行了发动机性能与扫气过程的一维参数优化,确定了发动机较优性能下的进排气正时及排气管结构,即在保持排气歧管长度不变的同时将直径减小5mm,进、排气门正时均推迟10°CA。优化后全工况缸内残余废气系数及排气温度均得以降低,尤其是高速低负荷工况残余废气系数降低1%左右,排气温度降低12℃左右,但动力性稍有下降,燃油消耗率升高约0.2%左右。最后,利用AVL-Fire软件进行了该型柴油机优化前后的三维瞬态数值模拟,进一步分析原型机与优化后机型的三维流动形态,对比优化前后的扫气流动细节,分析了扫气性能得以优化之处。