天然气具有可压缩、密度受压力和温度变化影响大的特点,这就对气体燃料发动机多点喷射燃气供应系统提出了挑战,要求燃气供应系统能够定时定量的向发动机各气缸供给燃气。天然气发动机多点喷射燃气供应系统直接影响发动机的经济性、动力性和排放性。对天然气发动机多点喷射燃气供应系统进行研究,一方面可以优化燃气喷射阀喷射过程中的阀前压力衰减,提高燃气喷射阀的燃气喷射量,减轻阀喷射过程中的不一致性,从而减轻发动机各个气缸工作的不一致性。本文提出了一维三维耦合的仿真建模方法,针对发动机不同工况下的阀前总压变化、燃气喷射量以及气轨内的压力波动特性进行研究,并提出改进优化方案。本文首先采用一维建模方法获得了初步的燃气喷射阀模型,进行了燃气喷射阀规律趋势预测,由于一维建模仿真难以提供准确的动态边界条件,存在一定的局限性。而后根据其局限性,进行了一维三维联合仿真建模,进行了多个喷射压力、多个喷射脉宽下的联合仿真计算,计算结果与实验吻合良好。其中,燃气喷射量计算结果与实验的最大误差控制在6%以内。这样,就获得了准确的燃气喷射阀模型。在得到上述准确的燃气喷射阀模型之后,基于实际实验平台,建立等效的气体燃料发动机多点喷射燃气管路系统一维三维联合仿真模型。其中,管路模型和阀模型等是Flowmaster一维模型,发动机的气轨模型是Fluent三维模型,两个模型借助德国Fraunhofer科学计算和计算方法研究所开发的接口软件——MPCCI实现实时双向的数据传递和耦合。这样,同时兼顾系统整体的动态特性和部件内的详细流动机理,实现了“宏观”和“微观”角度的融合。并且模型计算结果与实验吻合良好。而后,基于上述的发动机燃气管路系统模型动态特性结算结果,同时结合气轨内的流场分析,总结出导致燃气喷射量偏离正常值以及阀前压力衰减过大的原因是气轨内的压力波动过大以及气轨支路和本体之间存在较强的流动分离,并且针对以上两点提出了优化改进方法,即增大气轨本体直径以及在气轨本体和气轨支路设置过渡圆角,并且研究了不同本体直径和不同过渡圆角直径下,燃气喷射阀阀前压力变化规律,确定气轨和气轨上游管路的最佳参数值,完成了发动机燃气管路系统的优化。