直喷化是当代小型柴油机发展的趋势。本文以单缸65mm缸径的小型风冷柴油机为研究对象,针对165F型柴油机结构以及性能等方面的不足,对其进行改进设计,以提高燃油经济性能和改善低温起动性能。主要研究内容包括: (1) 分析165F的结构,从燃烧室的形状与布置、进气涡流的组织、喷油器选择以及诸因素的匹配等方面说明小缸径柴油机直喷化的技术难点以及解决的方法。 (2) 采用以模拟仿真软件对工作过程进行模拟仿真为辅助手段的研究方法。从程序结构、求解范围、求解步骤及计算模型等方面对工具软件FLUENT进行描述。 (3) 应用FLUENT软件对敞口形与缩口形两种不同的燃烧室进行气流模拟,并建立数值模型,对燃烧室内的气流进行过程推导,从而说明缩口形燃烧室能够较好的利用挤流。基于以上分析以及165F的结构特点,为DI165F设计合理的燃烧室。通过模拟仿真来说明所设计的燃烧室符合直喷化的要求。 (4) 总结归纳大量气道稳流试验的试验数据,对螺旋进气道的结构特点进行描述,并分析阐述各几何尺寸对进气道性能的影响。并针对165F结构紧凑的特点,为DI165F设计适合其特点的短引导管螺旋进气道。运用FLUENT软件对该气道进行气道稳流试验模拟。 (5) 建立匹配后的进气道-气门-气缸-燃烧室计算模型,并对模型内的气流状况进行详细的模拟仿真。分析气流运动的过程,验证说明设计的燃烧室与螺旋进气道经合理匹配后能够达到DI165F工作的要求。