近年来，面对日益严峻的环境问题，汽车行业相继出台新的排放法规以控制汽车尾气中污染物的排放。随着欧Ⅵ排放法规的出台，严苛的排放要求使得天然气发动机添加三效催化转化器以降低NOx排放，为保证三效催化转化器的转化效率，天然气发动机的燃烧模式由传统的稀薄燃烧模式转变为当量比燃烧模式。当量比燃烧模式下较浓的混合气使得发动机燃烧速度快，燃烧温度高，缸内热负荷高。针对当量比天然发动机热负荷高的问题，本文通过在当量比燃烧模式下添加EGR来寻求解决方案。为从微观上研究废气再循环技术对当量比天然气发动机热负荷的影响规律，本文利用AVL FIRE软件建立当量比天然气发动机三维仿真平台，并进行模拟计算，研究不同EGR率及点火时刻对发动机性能及缸内火焰传播情况、浓度场、温度场的影响规律，得出如下结论：当量比天然气发动机放热率曲线较陡，放热率峰值较大，缸内温度、压力较高，热负荷较高。火花塞点火后，缸内在火花塞位置处形成初始火核，随后火焰以球面向气缸壁以及燃烧室底部发展。随着燃烧的进行，混合气浓度逐渐下降，其空间分布规律与火焰面密度分布规律基本一致。受混合气燃烧放热的影响，缸内温度场分布规律于浓度场基本一致。随EGR率的增加，燃烧始点后移，主燃期增长，燃烧速度减慢，放热率下降，温度降低；但缸内压力下降，且最大缸压对应的曲轴转角后移使得发动机的功能力大幅度下降。点火时刻的提前使得燃烧始点前移，主燃期缩短，燃烧速度加快，缸内压力增加，放热率升高，缸内温度升高且最大缸内压力及温度对应的曲轴转角前移。可通过合理调整点火时刻解决EGR率的增加导致的发动机做功能力下降的问题。在改变EGR率的同时调整点火时刻，使得最大缸压对应的曲轴转角保持一致，在点火时刻为-32°CA，EGR率为30%时，缸内最高温度下降约600K。缸内温度分布规律随EGR率变化保持一致。