在世界经济与汽车产业飞速发展的今天，能源危机与环境污染两大问题成为了制约汽车发展与人类进步的重要因素，因此全世界都在寻找清洁的替代能源，以满足越来越严格的排放法规以及世界可持续发展的要求。天然气作为现今应用最为广泛、相关技术最为成熟的石油代用燃料，具有储量大、热值高、价格低廉和排放清洁等优点，但同时存在火焰传播速度慢以及燃烧不够稳定等问题。如何在保证天然气发动机动力性、经济性以及排放性的同时改善燃烧稳定性与均匀性成为了当今研究的热点。天然气发动机系统的老化可能会引起各缸之间燃烧过程的显著差异，从而导致震动和污染物排放的增加，对内燃机工作稳定性以及使用寿命都有较大的影响。本研究采用的方法是通过发动机各气缸盖上的缸压传感器收集各工况的缸压信号，结合燃烧分析仪给出的数据对各缸均匀性问题进行研究。本研究对CA6SL2-30E3N重型天然气发动机在ECS13工况试验下的各缸均匀性进行了分析，包括平均指示压力以及放热速度等数据，得到发动机工作均匀性随转速以及负荷的变化规律。通过阅读文献得知，造成发动机燃烧的不均匀性的主要原因之一是进气量不均匀。因此对进气总管的位置进行改动，分别设置为前端进气以及后端进气，并根据各进气位置的发动机800-2100r/min转速的全负荷试验，对比三种进气方式对发动机燃烧均匀性的影响。同时，考查三种进气方式对发动机动力性、经济性以及排放性的影响。分析试验发动机原机进气方式的ESC13工况数据，结论如下：1.低转速时，25%和100%负荷下的IMEP偏差比明显高于其他负荷；当负荷达到50%、75%以及100%时，IMEP偏差比随着转速的增大明显增加。2.负荷一定时，各缸CA10的偏差比随转速的增大呈明显上升趋势；各转速下的25%负荷工况，各缸CA50的偏差比均明显高于另外三个负荷；50%与75%负荷下各缸CA50偏差比差别并不大；而100%负荷下的CA50偏差比则明显高于前两者。3.全负荷试验中，IMEP偏差比随转速的升高先降低后升高，当转速为1300-1400r/min时，发动机各缸均匀度最好, IMEP的偏差比仅为0.33%； CA10和CA50的偏差比随着转速的升高有增大的趋势，CA90的偏差比随转速的升高而降低。改变天然气发动机进气位置获得结论如下：1.前端进气方式IMEP的偏差比在各转速下均高于另外两种进气方式，变化趋势与原机中部进气方式基本一致；前端与后端进气方式CA10的偏差比随转速的变化趋势基本保持一致，均匀性均好于原机的中部进气方式；三种进气方式CA50的偏差比随转速的变化趋势与CA10类似，而各进气方式下CA90的偏差比随转速的变化基本一致。2.当发动机工作在低转速工况时，三种进气方式100%负荷下的扭矩输出基本保持一致；而当转速继续增大时，前端进气方式的扭矩输出略高于另外两种进气方式，而后端进气方式的扭矩输出最低。3.当发动机转速处于800-1700r/min范围内时，三种进气方式下NOx的排放量并没有明显的差异，而当发动机在高转速工况下工作时，中部进气方式的NOx排放高于另外两种进气方式；发动机THC排放量随转速的增加呈先增加后降低的变化趋势，当转速达到1800r/min以上时，前端进气与中部进气方式下THC的排放量随转速增加的变化趋势基本相同，均略高于后端进气方式。4.三种进气方式下发动机的比气耗随转速增加呈先降低再升高的变化趋势，当发动机工作在转速为1100-1700r/min的工况下，经济性明显好于其他转速工况。当转速为800-1800r/min时，前端进气方式的比气耗明显低于其他两种进气方式，；当发动机转速上升至1800r/min以上时，中部进气与前端进气方式的经济性随转速变化的趋势基本一致，均优于后端进气方式。5.该发动机的循环变动系数随转速的增加呈先增大后降低的变化规律，相对来说前端进气方式下各缸循环变动较小，各缸均未超过8%；无论采用哪个进气位置，靠近进气总管的一到两个气缸的循环变动总是最大的。