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随着排放法规的日益严格,以及能源危机的不断加重,对于发动机的节能和环保性能提出了越来越高的要求。发动机的进气过程决定了缸内气体的运动,从而影响着燃烧室内的油气混合以及燃油燃烧,直接影响到发动机的燃油消耗率、动力性能以及发动机的排放性能,因此研究发动机的进气过程有着非常重要的意义。通过数值模拟的方法研究发动机进气过程,能够为发动机进气系统设计提供理论性和前瞻性的指导。本文采用CFD方法,利用STAR-CD软件对四气门柴油机的进气过程进行了三维稳态数值模拟。本文研究了计算模型中三种不同进口边界处理方式(进气道直接进气、稳压腔进气和进气歧管进气)对计算结果的影响,计算结果表明,采用不同的进口边界处理方式,会导致进气道和缸内的流场变化,同时也会导致不同气门升程下压差变化。本文计算采用了进气歧管进气的方式。其次,研究了网格局部加密对模拟计算结果的影响。分别对网格加密的四气门柴油机模型和不加密的四气门柴油机模型进行模拟计算,结果表明,对于进行局部加密的网格模型,计算收敛性更好,计算结果精度也更高,而没有进行网格加密的模型则显示出收敛困难的现象。因此,对于几何特征较为复杂、敏感的区域,应对其进行网格加密。第三,本文研究了气体的可压缩性对计算结果的影响,分别在四气门柴油机模型中设置气体为可压缩和不可压缩,并对它们进行了模拟计算。结果表明,考虑气体可压缩性的结果更接近实际,但是考虑气体可压缩性的计算时间比不考虑气体可压缩性计算时间明显增加。当进气过程最小截面处马赫数大于0.26时,要考虑气体的可压缩性。气体的可压缩性与进气流量和气门升程有关,当进气流量较大时,在所有的气门升程下都要考虑气体可压缩性;当进气流量较小时,只有在小气门升程下才需要考虑气体可压缩性。最后,在上述研究结果的基础上,对四气门柴油机进气过程进行了三维稳态数值模拟,三维稳态数值模拟能够为发动机性能模拟计算提供流量系数,同时也能得到进气道和气缸中的速度场、压力场和湍动能场的分布情况。计算结果显示,在同一进气流量下,随着气门升程的增大,流量系数会逐渐增大,在小升程下,流量系数增加较快,随着气门升程进一步增大,流量系数增速减慢。