可变涡流进气技术是在发动机运行过程中,通过可变的进气模式,对进气运动进行组织,使进入缸内的充量大小和涡流运动能够适合发动机不断变化的运行工况,从而起到改善发动机的性能的作用。本文以一台2.0L四气门直喷式柴油机为研究对象,进行了可变涡流进气系统研究,使其在不同工况实现不同的进气模式,满足各个工况下对涡流比的要求,从而改善发动机动力性和经济性,降低排放指标。首先分析了进气系统中气流运动的流动阻力和能量损失以及进气涡流在促进油气混合。改善发动机性能方面的作用,并对可变涡流进气系统进行了设计研究,提出了其设计要求。一般实现方法及具体设计方案,包括进气歧管铝改塑设计和涡流控制阀的设计,并对进气歧管铝改塑前后的发动机进气流量和动力性进行对比,结果表明,进气流量和动力性有一定的提升。研究了CFD数值仿真方法在柴油机进气系统设计中的应用,使用AVL-FIRE分别对柴油机的单螺旋进气道。单切向进气道和双进气道型式的气体运动进行了仿真,分析了不同型式进气道的流通干涉特性。涡流特性。湍流特性,结果表明,双进气道的气流会产生干涉,造成少量流量损失,且不同型式气道具有的不同的涡流特性,该差异性为可变涡流进气技术的实现提供了可能性。针对该四气门柴油机,设计了可变涡流进气系统,并提出了两种涡流控制阀方案,对两种方案分别建立了进气歧管-可变涡流控制阀-进气道-进气门-气缸系统的三维计算模型并进行仿真,研究了不同方案的涡流控制阀对进气流通特性和涡流运动的影响并选出了较优方案。进一步研究了节流造成的流量分配对进气流动特性的影响。使用AVL-BOOST建立了该柴油机的一维整机模型并进行仿真,比较了进气流量。扭矩和功率的实验和仿真结果,分析了柴油机可变涡流进气系统对发动机工作过程中不同转速时进气流量特性和涡流特性的影响,为发动机控制方案的选择提供了理论指导。本文采用CFD数值仿真的分析手段,对可变涡流进气系统的进气流通干涉特性。涡流特性以及流量分配对流动特性的影响等方面进行了比较全面的分析。在可变涡流进气系统设计分析方面,本文具有一定的指导意义。