2． 3 压缩比和燃烧室

柴油机的压缩比一般为 16 ～22，柴油机改为点燃式天然气发动机时必须降低压缩比。在选择压缩比时应充分考虑发动机效率、避免爆震。国内外研究经验表明，点燃式天然气发动机压缩比值通常选为 10. 5 ～12 左右。通常柴油机缸内有较强的进气道形成的涡流，这不利于天然气的着火燃烧。在设计燃烧室时应设法减小缸内气体流动的强度，加强缸内的局部紊流，加速火焰的传播，提高燃烧速度。

根据国内外实验数据表明: 楔型燃烧室比球形燃烧室的初燃期长，而主燃期短。这有利于加大点火提前角，减少后燃，提高热效率，降低排气温度。从点火到上止点在火花塞处的紊流强度累计值与初燃期密切相关。楔型燃烧室的挤流面积比球形燃烧室大，燃烧室内的平均紊流强度强，楔型燃烧室开口直径大，燃烧室壁面与火花塞的距离短，即使点火定时提前，也不容易产生爆震，这都有助于缩短主燃期，同时降低排气温度。

2． 4 点火系统

天然气在常压下着火温度达537 ℃，比汽油、柴油均高出很多。但十六烷值低，不能采用压燃方式，而只能采用火花塞点火方式。要求系统具有高电压和高能量。

2． 5 点火提前角标定

点火提前角是一个同时对发动机动力性和排放性能有重大影响的因素。因此，对点火提前角的标定，需要同时考虑发动机动力性和排放性能的优化。在各工况点的标定试验过程中，不断调整点火提前角值，使发动机在动力性满足设计要求的前提下，三种气体排放的综合值达到最低，发动机的整体排放性能满足设计要求。

2． 6 进气系统

火花塞点燃式天然气发动机采用缸外( 进气道)混合方式，发动机负荷由进气量多少来调节的，进气管上应增加节气门和传感器( 压力或流量、温度、位置) 。全负荷时为喷射相同能量的燃料，天然气体积喷射流量是汽油的 770 倍，喷射压力高。为降低进气管内气压的波动，避免传感器输出信号的波动，保证发动机各缸进气的均匀性，进气管应有足够的容积，起到储存与稳压的作用。

2． 7 控制策略

电控技术可以使发动机在各种工况工作时处于最优状态，达到动力性、经济性、排放三者的协调统一。喷气时刻、脉宽、点火正时等控制参数是其控制核心。按照是否有回馈信号又可分为开环控制和闭环控制，由于稀燃时氧化催化剂的废气转化效能受空燃比影响很大，天然气发动机的功率、平均有效压力受天然气成分和空燃比的影响相对于汽、柴油较大，因此闭环控制是最为有效的方案。闭环控制通常采用氧传感器来反馈排气中的实际氧浓度，从而达到精确控制空燃比的目的。

3 结束语

将柴油机改装为火花点火式天然气发动机的技术在我国发展很快，并带来明显的经济效益和社会效益。从实际使用来看，由于材料、设计各方面的不足，发生很多着火困难、动力不足，排放达不到要求等多方面不足，因此技术上还不成熟，要具备一定的市场规模还有许多课题需要解决。本文讨论了国内外在燃烧、供气、点火方面改装的研制方向及具有代表性的相应技术措施。

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