随着石油资源的日益短缺和排放法规越来越严格，作为代用燃料的天然气以其自身燃烧安全、有害物排放低、储量丰富、使用方便等特点，在车用发动机上得到了广泛应用．目前发动机生产商都研发了天然气发动机产品，如美国CUMMINS的C系列和日本本田公司的CIVIC系列天然气发动机[1].国内的发动机生产厂近年来也都在研发天然气发动机上投入很大，并开发出相应的天然气发动机产品.
　　在现有柴油机的基础上改装压缩天然气发动机，设计相对简单，制造成本低廉，工艺继承性好，具有较高的经济价值．本文研究的CNG发动机就是由产品柴油机改造开发而成，在CNG发动机开发过程中柴油机需要适当降低压缩比，即增大活塞顶部的燃烧室容积．但该CNG发动机开发后，多批产品中存在有进气回火与排气放炮的问题，通过调整配气相位、减小气门叠开等方法后回火问题得到一定缓解，但排气放炮现象依然存在．针对上述问题开展了以下研究工作．
　　1?燃烧室设计与CFD分析模型
　　1.1?燃烧室改进设计
　　开发的CNG发动机结构参数及性能指标如表1所示．由于天然气燃料的火焰传播速度较慢，通过分析判断认为，放炮现象可能是因缸内燃烧滞后或燃烧不稳定造成[3]．为有效解决问题，利用CFD软件进行了燃烧优化，在原直口燃烧室的基础上重新优化设计了缩口燃烧室．改进前后燃烧室活塞参数对比见表2，原直口燃烧室及改进的缩口燃烧室结构见图1和图2．经计算验证，优化改进后，活塞质量有所减轻，活塞燃烧室容积略微加大，压缩比基本不变，余隙容积大大减小．余隙变化后，气缸垫未做改动．改进后燃烧室的缩口和底部上凸更加有利于产生缸内湍流[4-6]．采用此改进后的燃烧室，发动机的上述问题得到了较好的解决．
　　应用FIRE软件建模，在燃烧室改进前后，发动机的进、排气道与气门没有区别，所以在建模分析燃烧室形状对火焰形成与传播的影响方面忽略了气道、气门的影响，只构建燃烧室内部腔体网格进行模拟，如图3所示．
　　在计算过程中，为了能够运用带有移动边界且与实体相配合的计算网格，在广义的坐标系中，需要求解控制方程的非正交形式，再利用有限容积法与欧拉法把偏微分方程和传输方程离散化．
http://www.cqgejin.com/