采用天然气发动机替代柴油发动机是解决日益严峻的环境污染和能源问题的有效方案,而燃气控制的精确性及喷气定时决定了天然气发动机的性能,尤其是大功率天然气发动机要求燃气流量大、控制精度高,对燃气喷射阀提出了更高的要求。因此,本文针对天然气发动机燃气喷射阀,对其进行流量特性研究,为燃气喷射阀的系统匹配和流量精确控制提供了理论基础。首先,提出了一种直通式外导向燃气喷射阀,依照燃气喷射阀的工作特性对阀芯与阀座上环带的结构参数、驱动组件部分的结构参数进行确定,并根据流体连续性方程和能量方程,推导出燃气喷射阀流量方程,借助ICEM CFD与FLUENT软件建立其流体仿真模型。其次,开展燃气喷射阀的静、动态特性研究,研究了燃气入口压力和温度以及升程对燃气质量流率的影响,得到了各物理量在阀芯不同开度下的变化规律。针对燃气喷射阀的动态特性,利用动网格技术,分析了阀腔内气体的流动状况以及速度传播特性,发现亚音速流动时压力扰动对于出口流速影响明显。建立不同阀芯运动曲线,得到了不同喷射脉宽、喷射压力下的喷气规律。最后,针对燃气喷射阀的多次喷射特性,分析了多次喷气循环下喷射规律的变化以及导流腔长度对燃气波动量的影响,结果表明导流腔长度的减小能够降低燃气波动的幅值但波动频率也会升高。通过改变燃气入口角度,得到不同导流腔长度下出口质量流率随入口角度的变化规律。在气体反向泄漏进入阀腔时,分析了回流的气体扩散情况,发现稳压腔结构能够增大燃气流出的滞后性,减小了瞬时泄漏量,最大可减小1.54g/s,同时,对回流气体在稳压腔式燃气喷射阀中的变化进行了分析,研究表明回流时燃气浓度分层是导致燃气泄漏量阶跃变化的主要原因。