开发高效的天然气专用催化器,并进行催化器与天然气发动机的优化匹配是降低汽车排气污染物的重要措施。天然气发动机的燃烧与排放特性直接影响后排气处理器的工作效率,因此,评价催化器的转化效率,并开展车用天然气发动机小负荷工况下的燃烧和排放特性方面的研究是有意义的。通过对一款汽油机供气系统和电子控制系统的完善,完成了单一燃料多缸顺序喷气天然气发动机的改造,并建立了节气门开度和进气管真空度的数据采集系统,为发动机的试验研究提供了一个良好的平台。针对天然气发动机催化器在小负荷时的转化效率较低这一评价结果,在轻型车常用小负荷工况下对天然气发动机的燃烧与排放特性进行了系统研究。研究表明:在相同负荷工况下,过量空气系数增大,燃烧持续期变长,循环波动增大。点火提前角和喷气时刻对天然气发动机燃烧与排放的影响与过量空气系数有关。在lambda小于等于1.0时,喷气时刻早,发动机COVimep大、燃烧持续期延长,CO、THC排放量增加;而当lambda大于1.0时,喷气时刻晚,发动机COVimep小,燃烧持续期缩短,CO、THC排放量减少。通过喷气与点火时刻的调整改变天然气发动机的燃烧与排放特性,可以作为优化催化器与天然气发动机匹配的一种方法。