由于石油消耗量的不断增长、能源安全的不确定性和排放法规的加严等因素,生物柴油发动机和更优的缸内燃烧持续成为各国学者的研究热点。在DK4柴油机上燃用地沟油（Waste Cooking Oil）生物柴油时发现,在不改变原有的技术条件下,DK4柴油机各项性能指标均较差,究其原因是因为该燃料与柴油相比具有粘度高、密度大、低热值低等理化特性;同时发动机工作过程中因油气混合时间短,使得燃料与空气的混合不充分而导致的。进气道自身结构和形态对缸内的气流运动状态有着直接影响,进而会影响油气的充分混合和发动机的燃烧与排放。本课题通过在进气道前端（进气歧管处）加装导流叶片的方式来改善缸内气流运动状态,促进此类高粘性生物柴油在缸内的雾化蒸发和与空气的混合,最终达到改善发动机燃烧和排放性能的目的。在气道稳流试验台上采用变压差法和涡流动量计法,对DK4柴油机双螺旋进气道进行了稳流试验,并计算得到了流量系数、涡流比这两个气道流动特性的评价指标。通过Solid Works三维建模软件创建了气道-气门-气缸的几何模型,并使用气道稳流试验测得的试验数据作为数值模拟的边界条件。通过Fluent软件对其进行数值模拟,得到了流量系数、涡流比计算值和气道与缸内速度、湍动能云图等微观气流运动信息。分析了直线形、折线形和弧形三种形式的导流叶片,并分别对其进行几何建模和数值模拟。计算结果表明,直线形导流叶片对气道流动特性的改善效果更好。应用均匀试验设计法设计了4因素9水平的试验方案,建立了各方案下的几何模型并进行数值模拟,计算结果发现导流叶片的加装对绝大多数模型的流量系数都有微小的提升,最大增幅为2.91%;对所有模型而言,在中大气门升程下都能显著提升涡流比,最大增幅为24.81%。采用直观分析法和回归分析法对试验数据进行处理分析,优选出Case2模型为最合适的导流叶片进气道模型。利用Converge软件分别对原进气道与导流叶片进气道模型进行了瞬态数值模拟。计算结果表明:导流叶片进气道模型的涡流比高于原进气道模型,整体增幅为9.46%;其缸内累计进气量比原进气道模型提高了7.02%。这与稳态数值模拟结果趋势相一致,表明进气道前端加装导流叶片对缸内气流运动特性确实有促进作用。对比分析了喷油油束发展情况和缸内燃烧排放特性。结果表明:由于导流叶片的加装增大了缸内涡流强度,从而使得油束偏转角增大;因Case2模型燃料雾化蒸发和与空气混合更优,缸内燃烧更加充分,使得Soot排放降低;由于缸内温度的升高,使得NOX的排放增加。