随着石油资源的日益减少,寻找可替代能源已成为当务之急。天然气具有资源丰富、低污染的优点,因而受到了人们的极大关注。发展天然气发动机是解决传统能源危机的一个有效办法。本文介绍了天然气工业以及天然气发动机的发展状况,并指出天然气发动机在我国的巨大潜力。本文设计了具有分隔式燃烧室(涡流室)的火花点火天然气发动机。所用天然气试验样机是由S195单缸柴油机改装而成,改装工作包括燃烧室的改装设计,电控系统和供气系统的设计。燃烧室由位于活塞顶的主燃室,位于气缸盖上的副燃室和连通主副燃烧室的通道组成。设计了电控系统,分别控制天然气的喷射过程与火花塞的点火过程。针对天然气喷射系统,在进气管处设置低压喷射阀,天然气在进气系统中与空气混合后被吸入主燃烧室内,形成稀混合气;副室内设置高压喷射阀以此在副燃烧室内形成浓度较高的混合气,副燃烧室的混合气被点燃后喷射进入主燃烧室,二次点燃主燃烧室内的稀混合气,以此来形成分层燃烧。试验证明,该系统能够实现稳定点火;主燃烧室的形状对HC有很大的影响;通道直径对NOx的生成有很大的影响;高压低压气的比例同时影响HC和NOx。