内燃机缸内气流运动是影响发动机燃烧过程的重要因素之一,因而也影响着发动机的动力性、经济性和排放性。因此,对内燃机缸内空气运动的研究将为改善燃烧过程,提高内燃机性能提供重要的理论依据。目前,国内外对内燃机缸内气流运动的评价方法很多,这些评价方法有各自的侧重点。本文设计研制了一种发动机缸内气流运动测试评价平台,并提出了自己的评价方法。这个平台和传统的气道试验台相比,能够测量缸内任意角度,任意方向气体运动的特征矢量,从而更准确地反映缸内气体流动的真实情况;并基于LabVIEW开发了一套与该平台相适应的缸内气流运动测试评价平台测控软件,该软件能方便快捷地记录、分析和处理气道试验数据。基于此缸内气流测试评价平台,本文对156FMI发动机进行了缸内气流运动的试验研究。结果表明,缸内气体流动是立体的、复杂的气流运动,传统气道试验台测出的几个孤立点的数据不能完全反映缸内气体流动的全貌;本文研究的成果是以特征角α(缸头角度)、特征角β(叶轮角度)、特征矢量N(叶轮转速)从全新的视角方便快捷地宏观分析评价发动机缸内气流运动的特性。同时,本文对两台同一型号不同厂家的156FMI发动机进行了对比试验研究,结果表明,本文设计的缸内气流运动测试平台及评价方法能有效地分析两台发动机缸内气流运动的特征与差异性,为发动机综合性能的优化和改进提供重要的试验数据和技术依据。为了研究进气道特征参数对内燃机缸内气流运动的影响,本文进行了发动机试验用进气道的快速研制工作,这项工作包括进气道芯子和芯盒的制作。通过改变进气道喉口处的结构形状和截面面积来组织发动机缸内的气流运动。结果表明,进气道特征参数的变化能有效地影响发动机缸内空气运动的矢量大小和方向,并能得到工作所需的斜轴涡流,对组织良好的混合气,优化燃烧过程,改善内燃机的性能具有重要的理论指导意义和工程应用价值。