发动机进排气系统内的气体流动复杂,直接影响发动机的充气效率、废气排放和换气损失,换气过程的好坏决定燃烧过程的优劣,进而影响发动机的动力性、经济性和排放性。当排气道结构设计不合理时,排气过程的缸内压力将下降迟缓,排气不够顺畅,在排气冲程将更多的消耗活塞的推出功。本研究以4190Z_LC型柴油机排气道为研究对象,以优化流通特性为目的,采用气道稳流试验和数值模拟方法对排气流动进行分析,发现结构不合理之处,进而对不合理之处进行改进,最终确定排气系统的整体优化方案。首先,采用AVL定压差方法对排气道进行稳流试验,得到不同气阀升程的流量系数试验值;其次,采用逆向工程方法获取排气道几何模型,建立与排气道稳流试验台“稳压箱-模拟缸套-气阀-气阀座-气道”相应的排气系统几何模型;然后,在AVL FIRE软件平台上对排气道进行仿真计算,对比流量系数的仿真值与试验值,验证了模型的准确性;接着,通过对三维流场进行详细的分析,找出了排气道结构不合理之处,为该机排气道流通特性的结构优化提供依据;最后,应用传统的结构优化方法,根据流场分析结果对排气道进行优化。研究结果表明:原机排气道、排气阀座紧靠气缸的位置、气阀座和气阀等处存在不合理的流动损失,其中排气道和排气阀座相对缸盖位置对流通性能影响较大,气阀座和气阀对流通性能影响较小;对排气系统整体结构优化后,流量系数大幅提高,平均流量系数提高16.71%,流动性能得到改善。该研究为柴油机排气流道的优化提供理论依据。