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节约能源和降低排放是内燃机工作者追求的目标。内燃机缸内空气运动对混合气形成和燃烧过程有着重大影响，也影响着发动机的动力性、经济性、燃烧噪声和有害气体的排放。柴油机的缸内空气运动有涡流运动和挤流运动，气流对燃油喷注的作用在于促进燃油在燃烧室中的雾化及其与空气的混合过程；汽油机的缸内空气运动有涡流运动、滚流运动和挤流运动等，其作用在于宏观运动破碎时所带来的缸内气体湍流运动的加强，从而提高燃烧速率，改善燃烧过程。组织良好的缸内空气运动有利于满足严格的排放法规和对燃油经济性的需要。而发动机气道的性能是影响缸内空气运动的关键，进气道的质量指标有流动阻力和涡流强度，对组织进气涡流的发动机来说，希望在最小的阻力下有足够的涡流强度，因此，进气系统一直是影响性能的一个重要项目。但是，在柴油机运转时，进气系统一直是间歇的不稳定流动，目前都是在气道稳流试验台上进行稳定流动的模拟试验。
气道压差较大时，按不可压缩气体计算流量系数和涡流强度会产生较大误差，探明与变压差相关的可压缩流体的流动过程、膨胀、超高雷诺数下的流量、流速的影响及对工程计算技术的开发具有重要的理论意义和实际价值。本文通过对缸内空气运动涡流比公式分析，指出充气效率和上一循环残余废气也是影响涡流比不可忽视的重要因素；通过分析滚流形成的物理模型，提出在某一临界曲轴转角内滚流无法形成，我们的涡流比、滚流比预测模型更接近实际。
本文推导出只与压力比有关的可压缩、不可压缩气体的流量系数和滚流强度比值关系式。研究了大气道压差、大雷诺数下无量纲流量系数和滚流强度的变化规律，指出流量系数随着压差的增大而增大，滚流强度随着压差的增大而减小。绘制了大压差下流量系数和滚流强度误差的工作图表，并进行了验证。同时对不可压缩气体滚流比的变化情况进行了研究，指出按不可压缩气体计算的滚流比比实际值要大，其误差随着压差的增大而增大。
变压差气道稳流试验不需要保持缸内恒压差条件，在保证形成充分发展的湍流情况下，其试验结果与恒压差一致。变压差试验操作简单，可成倍地提高进、排气气道流动性能的检测效率，适合于批量生产的流水线上在线检测。