节能减排问题是当今内燃机发展过程中亟待解决的难点。缸内直喷汽油机结合涡轮增压、可变气门正时、废气再循环、高滚流进气系统等技术,可优化燃烧与排放性能。为了提高混合动力车用GDI发动机的热效率,形成高质量的混合气至关重要。为此,采用CFD软件AVL-FIRE,对一台车用高效直喷汽油机的进气过程进行了三维稳态模拟,重点分析位于进气道出口下方靠近缸壁侧、围绕着气门的环形气流阻挡结构masking(除图例及标注外,文中masking称为:挡流环)对进气过程的影响。通过建立不同挡流环结构的稳态气道模型,模拟分析挡流环结构参数对滚流比,流量系数和缸内流场的影响,为高滚流进气系统的优化设计提供参考。首先,依据某GDI发动机原进气道建立三维稳态进气模拟模型,采用AVL-FIRE软件模拟得到各气门升程下的流量系数和滚流比,与稳流试验台上测得的稳态进气数据进行对比,整体大致吻合,各气门升程下的误差在7%以内,平均滚流比误差在4%以内,验证了模型的准确性。为探究挡流环对进气过程的影响,在原高滚流进气道的结构基础上,改变进气门轴线与气缸中心线的夹角,得到夹角分别为15°、20°和25°的三种高滚流进气道,并在不同夹角的气道上增挡流环,进行稳态进气模拟。结果表明,随着夹角增大,平均滚流比增大而平均流量系数减小。增加挡流环后,平均滚流比增大,平均流量系数减小。其中在小气门升程下的滚流比显著增大,流量系数减小,大气门升程下滚流比略有减小,流量系数略有增大。可见挡流环对滚流比和流量系数有一定影响,有必要进一步讨论挡流环结构参数对进气过程的影响。取上述进气门轴线与气缸中心线夹角为20°的高滚流进气道,分别改变气道模型中挡流环的宽度、高度、圆角半径及圆周范围后进行模拟分析。结果表明,在一定范围内,分别减小挡流环宽度,增加挡流环高度,减小挡流环圆角半径以及增大挡流环圆周范围时,平均滚流比有所增加,平均流量系数有所减小。其中挡流环高度的变化对进气过程的影响最显著,各气门升程下的滚流比和流量系数变化也最大。挡流环高度由1mm增大到5mm时,平均滚流比增加6.4%,平均流量系数减少11.4%。挡流环宽度由1mm减小到0.2mm时,平均滚流比增大1.9%,平均流量系数减少5.8%;圆角半径由3mm减小到1mm,平均滚流比增大3.9%,平均流量系数减少4.1%;圆周范围由90°增大180°,平均滚流比增大了2.4%,平均流量系数减少3.1%。此外,增加挡流环后,缸内流场分布发生变化,对气道出口处的流动分离及缸内的湍动能分布也有一定程度的影响。