随着汽车工业的飞速发展,世界性石油资源短缺和环境污染问题日益严重,必将对汽车发动机的传统石油燃料及其燃烧形式提出挑战。天然气由于具有排放污染低、价格便宜、资源丰富等特点,从而成为一种极具发展潜力的代用燃料。但天然气发动机也有其缺点,通常其动力性能指标与汽油机相比将会下降。利用谐振进气系统是提高天然气发动机的充量系数,改善其动力性能的一种行之有效的方法。本文结合一汽集团与吉林大学合作开发的CA4102天然气发动机项目,在GT-POWER软件平台上,首先建立了天然气发动机的计算模型,并对其性能进行了仿真计算,计算结果与试验结果基本吻合,验证了仿真模型的正确性。然后利用验证后的模型进行了谐振进气系统和配气相位的优化设计。通过模拟计算,分析了谐振进气系统各结构参数和配气相位对充气效率的影响规律,提供了改善CA4102天然气发动机动力性的方案。采用此方案,CA4102天然气发动机的动力性与原机相比最大功率提高了8kW,达到了78kW,最大扭矩点扭矩提高了30N.m,达到了295N.m。本文为谐振进气系统的设计提供了良好的理论基础,并对如何利用GT-POWER软件进行发动机谐振进气系统设计,实现多方案的选择,具有一定的实际意义。