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在全球范围内，以压缩天然气（CNG）为燃料的汽车已有超过70年的历史。最早的压缩天然气（CNG）站在1931年建于意大利，之后世界上许多国家开始研究燃气汽车技术。中国在四川南充于1988建立了第一个加气站并开始发展燃气汽车。截至去年十一月，中国已建立了730多个气站，改装车辆近300000辆。目前，天然气是世界汽车代用燃料的主流，在中国约90%的替代燃料车辆为天然气汽车。对于美国，其目标是，公交车有7%的车辆使用天然气，50%的出租车和公共汽车专用天然气汽车；德国天然气汽车数量将达到100000至400000辆，加气站将从目前的180提高到至少300座。发展天然气燃料，用于缓解石油供应带来的压力以及经济发展的负面影响。不久的将来，中国仍将主要使用压缩天然气，液化石油气，及汽车代用燃料的乙醇汽油。汽车代用燃料，是否可扩大应用，取决于中国的替代燃料资源分布，可用性，替代燃料的生产和应用技术的发展；替代燃料的生产规模、投资及生产成本。其价格和石油燃料的竞争力及石油供应给我国带来的压力，决定了我们必须适应和发展替代燃料。用天然气做替代燃油将是中国和世界汽车发展的必然趋势。考虑到中国的能源安全及资源的分配，发展各种替代燃料的车辆，都是刻不容缓的。本文论述了在天津一汽夏利汽车股份有限公司提供的CA4GA11.3升发动机基础之上，采用试验与理论分析相结合的方式，对CNG轿车发动机及整车进行了深入研究及开发。理论分析主要包括对现有研究结果的分析，天然气供气系统的分析、压缩比设计计算、试验结果及外特性分析、发动机燃烧过程分析、建立了天然气发动机的专用试验平台，分析适合于天然气发动机的燃烧系统，通过调整点火提前角、过量空气系数和喷气时刻对CNG发动机动力性、经济性和排放性能进行优化，提高了CNG发动机的整体性能。对CNG单燃料发动机电控系统进行开发、分析电控系统组成及ECU硬件结构、进行台架标定及外特性试验。对CNG专用催化剂进行研究开发、研究催化转化原理及工艺路线、对试验结果进行分析讨论。同时对整车动力性、及排放进行了试验分析，改善了天然气发动机的动力性和经济性。