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针对直接将汽油机改为LNG发动机导致的发动机动力性下降问题，本文创新的提出了一种针对高速LNG发动机配气的相位优化方法。采用拉丁超立方采取样本点，以气门重叠角、进气迟闭角和排气提前角为设计变量，发动机基本性能为约束，发动机动力性为优化目标，结合二次响应面法(RSM)建立代理模型，在进行精度验证后，最后用遗传算法(NSGA-II)进行最优解的求取，结果表明：在减小气门重叠角的前提下，选取的最佳进气迟闭角、排气提前角符合设计要求并且通过了仿真验证，其性能得到了很大的提升；针对优化后的配气相位，本文又重新设计凸轮型线以满足配气机构的运动学及动力学要求，完善了高速LNG发动机配气相位的优化。最后进行了相应的试验验证，结果表明，此方法在保证改进后的基本性能前提下，可以很好的解决LNG发动机的动力性下降问题。