柴油机由于其良好的经济性和动力性,在世界范围内得到广泛的应用。然而,在柴油机的燃烧过程中,局部过量空气系数低、油气混合不均匀及燃烧温度高的现象导致了PM的高排放。作为环境空气中PM2.5的重要组成部分,颗粒物对生态环境和人类健康造成巨大的危害。面对即将实施的国Ⅳ排放法规,需要引入机内净化+排放后处理的技术才能满足对柴油机排放的控制。对于机械泵柴油机,除了通过排放后处理系统使NOX和PM其中之一达到限值外,机内燃烧净化是使另一污染物达标的关键措施。优化柴油机燃烧过程是从根本上改善柴油机排放的方法,而进气系统的优劣又是决定燃烧过程好坏的关键因素之一。优化进气道、组织良好的缸内流场是减少碳烟的有效措施。本文通过对一台8.9L机械泵柴油机进气道的仿真研究,提出有效的结构优化方案,为降低颗粒排放提供理论依据。本文首先采用AVL FIRE软件的ESE模块,建立柴油机燃烧系统部分模型,对发动机工作循环的压缩和膨胀过程进行数值模拟,分析涡流比对颗粒排放的影响规律,为进气道的设计提供优化目标。其次应用平均流量系数、平均涡流比对排气道的性能进行定量分析,使用CFD软件FIRE对进气道的流动性能进行数值模拟,比较了螺旋+切向的混合气道与不同结构的双切向气道的流动特性。结果表明,混合气道的进气涡流强度比双切向气道大,但流通系数比双切向气道小；气道偏心距、气道夹角和气门锥角对双切向气道的平均流通系数和平均涡流比均有一定影响。最后对优化后的进气道进行进气道-气门-燃烧室整个系统的建模,模拟包括进气、压缩、燃烧和膨胀过程的发动机循环,验证了进气道在降低颗粒排放中的潜力。