工业技术的发展带来了工业文明,但同时恶化了地球的环境,人们越来越意识到经济和环保的重要性。发展更有利环境的技术成为当下社会的共识,这些技术包括开发新能源、改造旧设备等。在新能源的发展完全成熟之前,改造旧设备是一条行之有效的方法。基于上述原因,轮机工程学院针对实验中心的4190ZLC柴油机开展燃油系统电控化改造项目,以改善其经济性和排放性。由于改造后的燃油供给压力大幅度提高,原机的燃烧组织会有很大的变化。进气系统性能是决定燃烧好坏的另一主要因素。燃油系统改造之后,进气系统应该如何匹配改造,是保证整机性能的重点之一,故有必要对原机的进气系统进行研究。本文采用逆向建模方法建立进气道曲面模型,在Pro/E软件平台上实体化进气道模型,并完成进气阀、进气阀座以及燃烧室等规则零部件的建模和组装,并在AVL_FIRE软件平台上,开展稳态和瞬态仿真研究工作。首先,通过进气道的稳态流动数值仿真,得到不同进气阀升程时的流量系数和缸内涡流比,与稳流实验台获得的数据结果吻合良好,表明建立的进气道模型是正确的。通过分析稳态仿真的三维流场,发现长气道、气阀座等的局部区域存在不利于进气流动的现象,建议对这些不合理区域进行形状优化;其次,开展瞬态进气过程数值仿真,得到不同转速下缸内平均参数的变化情况,发现:转速越大,缸内进气质量越大,缸内最大质量时刻对应的曲轴转角越大,说明在不同转速时,进气阀迟闭角也应不同,对4190ZLC柴油机来说,也是可以优化的一部分内容;最后,开展进气、压缩、燃烧过程的瞬态数值仿真,研究进气温度和进气压力对柴油机经济性、排放性的影响;结果表明:较低进气温度和较高进气压力时,缸内进气质量更大,更有利于燃油与空气的混合,柴油机的SOOT和NOx的排放降低,对柴油机的经济性提高和排放的降低有利。本文的研究为4190ZLC柴油机的性能改进提供了相关的理论依据。