1、2013年初以來的全國大范圍的霧霾天氣把汽車尾氣排放問題推向了風(fēng)口浪尖，從日趨嚴(yán)格的排放法規(guī)可以看出，目前內(nèi)燃機開發(fā)設(shè)計的目標(biāo)不僅僅看重動力是否強勁，清潔的燃料與低有害物質(zhì)的排放越來越成為設(shè)計者與使用者關(guān)心的問題。天然氣因其具資源豐富、價格低廉與排放污染低等優(yōu)勢成為內(nèi)燃機的理想替代燃料。市面上可在原柴油機或汽油機的基礎(chǔ)上進行相應(yīng)改裝，讓汽車能更方便與廣泛地使用天然氣。本文以某發(fā)動機廠生產(chǎn)的4102柴油機為例，對改裝而成的天然氣發(fā)動機進行

2、模擬研究，主要研究工作有:
　　(1)基于GT-Power建立4102柴油機的整機模型，利用某發(fā)動機廠提供的臺架實驗數(shù)據(jù)來驗證模型的正確性，待模型正確性驗證后將其改裝成直噴式天然氣發(fā)動機。
　　(2)對影響天然氣發(fā)動機燃燒與排放的諸多因素，如火花塞間隙，點火提前角，噴氣提前角，空燃比等的影響進行模擬計算，分析各參數(shù)在不同負荷下對發(fā)動機缸內(nèi)燃燒壓力和溫度、放熱率、已燃天然氣比率、有效扭矩、燃氣消耗率與有害排放量的影響，為參數(shù)的

3、優(yōu)化提供依據(jù)。
　　(3)基于實驗設(shè)計(DOE)優(yōu)化方法對目標(biāo)參數(shù)進行合理設(shè)計，利用統(tǒng)計學(xué)的方法對模擬出的大量數(shù)據(jù)進行方差分析與回歸分析，得出擬合曲線。再用數(shù)學(xué)方法對擬合方程進行優(yōu)化，并經(jīng)驗證后得出滿足預(yù)期目標(biāo)的參數(shù)優(yōu)化組合。
　　研究結(jié)果表明:
　　以4102柴油機為基礎(chǔ)改裝的直噴式天然氣發(fā)動機經(jīng)優(yōu)化后動力性可完全恢復(fù)，不同工況下，燃氣消耗率比原柴油機稍高，排放比原柴油機低。同轉(zhuǎn)速下，最佳點火提前角隨負荷的減小而增大