柴油机进气和压缩过程缸内气体流场状况直接决定着发动机的燃烧性能和排放性能的好坏。进气系统包括进气歧管、进气道、气门等部件,这些部件的结构参数的优化有利于发动机缸内涡流分布以及混合气的形成,从而影响着发动机的整机性能。论文以某四气门高压共轨增压柴油机进气歧管、进气道、气门为研究对象,以计算流体力学(CFD)为理论基础,以优化进气系统相关部件结构参数提高发动机进气流量系数和涡流比为主要目的,采用气道稳流试验与三维数值模拟仿真相结合的方法对该柴油机在进气过程中缸内气体流动特性进行研究分析。首先,在原模型的基础上对螺旋气道过渡圆半径以及切向气道截面积进行修改,设置三组仿真方案,建立了整机一维动力学模型,计算出仿真方案的入口边界、壁面边界以及出口边界,然后对模型进行三维数值模拟分析。最后得到缸内气体的涡流分布、流速分布以及流量系数和涡流比。研究结果表明:气门开度最大时,修改切向气道的截面积有利于提高缸内涡流运动的形成,高流速区域范围越来越广,更容易获得较多的进气量。而气门开度较小时,螺旋气道与切向气道的气流干涉现象比较严重。在整个进气过程中,进气道出口处、气缸盖附近以及气门结构周围气体流动非常复杂,随着缸内气体向下运动,气体的涡流运动也逐渐表现出了一定的规律性。其次,采用稳流试验台实验研究与稳态数值模拟的手段对不同进气门倒角对缸内流动特性影响进行研究,提出了 3种不同的仿真方案和实验方案,同时介绍了稳流试验台组成、原理、操作步骤。研究结果表明:稳流试验结果与仿真计算结果两者误差较小,在可允许的范围内,确定了仿真研究的可行性;与原气门倒角相比,小气门倒角的发动机缸内能更容易获得较多的涡流运动以及更多的进气量,同时缸内的混合气混合充分,更利于缸内气体的充分燃烧;小气门升程时,气门倒角对缸内流动特性的影响很大,而大气门升程时,气门倒角对气体流动的影响相对较小。此外,还研究了进气歧管结构参数对各缸进气差异性的影响,主要针对进气总管长度直径、进气支管长度以及谐振腔容积相关结构参数进行研究,并确立了进气歧管结构优化方案。同时对原进气歧管模型进行简化,搭建新的进气歧管-进气道-气缸模型,然后给予相关的边界条件与初始条件,采用稳态计算的方法,基于CFD理论对模型进行三维仿真分析,得到了不同方案下进气歧管内和气缸内气体流动的分布规律以及各缸进气的差异性。研究结果表明:增加进气总管长度和进气歧管长度,采用小管径进气总管和一定范围内小容积谐振腔能有效的改善发动进气不均匀性。