严苛的排放法规推动了车用发动机技术的革新,发动机进气增压技术是目前各大汽车厂商普遍采用提高燃油经济性的发动机技术,其中涡轮增压应用最为广泛。提高压缩比是提高发动机功率的一重要途径,目前已将汽油发动机压缩比提高到14:1左右。高压缩比虽能提高发动机热效率,但高压缩比也将带来一系列问题,比如爆震。在小排量涡轮增压发动机中,由于气缸容积的缩小,势必需要通过提高压缩比来补偿这部分损失。通常,涡轮增压发动机进气温度较高,排气背压也较高,过高的排气背压将会导致缸内高温废气残留过多。缸内存留适当的废气可充当内部EGR的作用,有助于降低燃烧温度,改善下一循环的燃烧质量。但是当高温废气过多的残留在气缸内,则会恶化燃烧质量,导致发动机产生爆震,降低发动机热效率并且有可能破坏发动机机体组的机械强度或直接损坏发动机机体。本文将研究不同排气歧管结构对某涡轮增压发动机缸内废气残留量的影响,并结合排气歧管流场对发动机排气干涉进行解释。首先对根据某企业提供的2.0L涡轮增压发动机结构参数在GT-Power中搭建了四缸汽油机模型并根据台架试验数据对发动机仿真模型在1600-2400r/min范围内进行了标定,验证误差均在5%左右,满足精度要求。其次对4-1和4-2-1一维原始发动机模型性能参数进行了计算,分析得到4-2-1原始模型不能反映其结构对排气干涉影响的规律。在原始模型的基础上,搭建了发动机GT-Power软件与CFD求解器FLUENT的耦合模型,将一维排气歧管模型用歧管三维计算域代替,对发动机性能和歧管流场同时进行计算。经过耦合计算可知,耦合模型可以较好的反映出发动机排气干涉现象。耦合模型计算出的缸内废气残留系数均比原始一维的模型高并且4-2-1模型对缓解排气干涉的效果更明显,缸内的废气残留量更低。同时也发现四个气缸之间的废气残留系数差异较大,呈现出一缸和四缸最为接近,二缸和三缸的系数较为接近的一种趋势。通过分析排气歧管流场可知,4-2-1排气歧管中废气出现涡流的区域更小,出现涡流的位置基本上靠近排气歧管出口端,并且其涡流黏性的强度更低,而4-1排气歧管中由于本身的几何结构特征的影响,歧管内发生气流阻塞的面积更广,涡流粘性强度更大。最后,在4-2-1排气歧管的基础上增加隔板,可进一步降低气缸残留的废气,并能使个气缸的残留系数更平均,则可以在原仿真模型的基础上适当增大点火提前角,提高发动机热效率,同时降低发动机有害气体的排放。本文采用一/三维耦合方法对两种排气歧管对缸内废气残留系数进行了探索性研究,得到了采用不同歧管时缸内废气残留量的趋势,并提出每个气缸的残留系数有可能并不一致。