随着能源短缺和环境问题日益严峻,解决传统内燃机大量消耗化石能源且其排放物造成大气污染问题的研究越来越受到人们的关注,因此开发利用绿色清洁代用能源和研究新型高效低排放燃烧模式是目前研究的热点。天然气具有成本低、排气污染小、热效率高等优点,且我国的天然气有很大的利用潜能。同时均质充量压燃是一种新型的清洁高效燃烧模式,因此本文在以天然气为燃料的情况下,对HCCI发动机的燃烧特性进行模拟研究。文中利用CHEMKIN化学动力学软件建立零维单区模型并且对模型的可靠性进行了验证。基于验证后的模型,分别开展了不同掺氢比和不同压缩比对天然气HCCI发动机的燃烧特性的影响。本文的主要研究结果如下:（1）掺入氢气后缸内温度和放热率先略下降后上升而缸内压力变化不明显,着火时刻不断提前。燃烧过程中生成的CO和CO2浓度降低而NO的浓度升高。氢气的掺入为体系提供大量H自由基,加快了链分支和链传递反应以及HO2和OH的生成速率;NO的总生成速率出现两个峰值,且它们随掺氢比增加的变化趋势不同;（2）增大压缩比,缸内温度、压力及放热率也随之增加,着火时刻不断提前;压缩比增大对生成的CO及CO2浓度影响较小,但会造成NO的浓度大幅度上升;增大压缩比O和OH的总反应速率加快,其对CH4的消耗反应以及CO的氧化反应也加快,使O和OH到达峰值浓度时刻提前。NO的总生成速率随压缩比的增大而上升,其中对热力型NO的生成速率影响较大;（3）在不同压缩比下掺入氢气,缸内温度和压力峰值以及放热率随掺氢比增加的变化趋势不同,但着火时刻会随之不断提前。同时压缩比增大使各掺氢比下初始燃料的消耗时刻提前。掺入氢气对CO和CO2的浓度影响较大,而NO浓度会随掺氢比和压缩比的增加而升高。在未掺氢时压缩比对O、OH和H的反应速率影响较明显,且掺氢对基元反应的促进作用会随着压缩比的增加而减弱,但掺入氢气同时提高压缩比能加快化学反应速率,也能提高燃料转化率。NO的总反应速率峰值上升,且随压缩比增大,掺氢对NO的反应速率影响变大。