随着世界范围石油资源的逐渐贫乏和大气污染的日益加剧,天然气发动机所具有的高效、低污染燃烧的特点使得天然气发动机得到了广泛的发展和应用。在发展和应用天然气(CNG)发动机的过程中,最关键技术是天然气供给方式,它在很大程度上影响发动机的动力性、经济性、安全可靠性以及排放性能。本文介绍了天然气发动机及其供气系统的发展概况。本文采用纹影法开展了进气管内天然气-空气混合过程的可视化研究,拍摄了透明进气管内天然气-空气混合过程和天然气喷流的瞬时图像。为改善天然气与空气的混合效果,作者在进气管中设计了一根天然气引气管。首次对比例调节混合器和文丘里管混合器的混合效果进行了比较。发现两种混合器在相同条件下混合均匀度不同。引气管实验发现:喷孔喷气方向与进气管中心轴线平行时会导致混合不良。喷孔数量、喷孔直径和空气的流速是影响天然气混合过程的重要参数。可视化研究发现,作者改进的文丘里管混合器的混合效果优于普通文丘里管混合器,翼形管混合效果要好于圆柱引气管。喷气管实验发现:喷流在管内会形成流动分层,并在管内持续很长一段距离。喷管直径、喷射速度、空气流量和节气门开度对控制天然气喷流的扩散有重要影响。