张宗澜，陈泓，林思聪，刘明嘉，杜家坤，李钰怀

广州汽车集团股份有限公司 汽车工程研究院，广东 广州 511434

0 引言

进气道几何结构对汽油机进气性能影响重大，是汽油机设计的重要内容之一，进气道影响缸内气体流量和滚流比，滚流比对汽油机的动力性和经济性有重要影响[1-4]。大量研究表明，高滚流比进气道可以加强汽油机缸内气体流动，改善油气混合质量，增加点火时刻湍动能强度[5-7]，加快燃烧速度，进而获得更好的燃烧相位。流量系数和滚流比均是评价进气道性能的重要参数，一般情况下，流量系数与滚流比是矛盾的，流量系数影响发动机进气量，不宜太低，进气道开发的原则就是在保证合适的流量系数前提下尽量提高滚流比。目前汽油机广泛采用高滚流比的进气道设计，常用数值模拟、气道试验的方法评估进气道的稳态流动特性[8-10]。

针对某2.0 L增压直喷汽油机，设定合适的进气道性能目标，进行进气道设计，试制气道芯盒，采用三维粒子图像测速(three-dimensional particle image velocimetry，3D-PIV)稳态流场测试方法，研究进气道的性能，同时通过缸内三维仿真分析进气道对缸内流动影响，以获得最优进气道设计方案。

1 进气道性能参数

1.1 流量系数

通过气门座的实际空气流量与理论空气流量之比称为流量系数μσ，计算公式为：

平均流量系数[11]

式中：α为曲轴转角，°；vm为活塞平均速度，m/s；vα为活塞实际速度，m/s。

1.2 滚流比

在一定气门升程下，垂直缸径平面的气体角速度与发动机平均角速度之比称为滚流比。……