罗 坤，黄勇成，朱 赞，董 伟

(1.西安交通大学 能源与动力工程学院，西安 710049；2.广西玉柴机器股份有限公司，玉林 537005)

0 概述

随着能源危机和环境污染的加剧，清洁替代能源在内燃机上的应用受到越来越多的关注。在替代燃料中，天然气的应用技术相对较为成熟。天然气的储量较大，其主要成分甲烷在化学燃料中碳氢比是最低的，因此燃用天然气产生的二氧化碳排放也相对较低[1]。近十年来天然气被广泛应用于各种车型当中，截至2019年7月底，中国天然气汽车保有量超过670万辆，加气站超过9 000座，数量都位于世界第一[2]。

随着排放法规日益严格，天然气发动机采用稀薄燃烧结合选择性催化还原(selective catalytic reduction, SCR)后处理方案的成本颇高，且难以满足重型发动机国六排放法规要求[3]。而文献[4-6]研究表明，采用当量燃烧模式结合高比例废气再循环(exhaust gas recirculation, EGR)方案时可在仅加装三效催化转化器(three-way catalyst, TWC)的条件下满足国六排放法规要求，可有效地降低天然气发动机成本。

在当量燃烧结合高比例EGR模式下，天然气火焰传播速度与汽油相比偏慢[7]，加之大排量天然气发动机缸径偏大，其缸径一般为100～120 mm，两个因素的耦合作用使得大缸径点燃式天然气发动机的燃烧持续期较长，指示热效率偏低。点燃式发动机缸内燃烧速度主要受控于点火后火核发展和湍流火焰传播速度，而两者均与缸内气流运动、湍流强度大小和分布密切相关[8]。优化缸内气流运动和提升湍流强度可加快燃烧过程，从而提高点燃式发动机的指示热效率。……