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进行了发动机进气系统、燃烧系统、天然气供给系统、点火系统和电控系统等的设计。研究了天然气发动机稀薄燃烧规律，提出了空燃比分区控制的稀薄燃烧控制方案，实现了不采用EGR情况下NO，排放物的有效控制，仅通过匹配氧化催化转化器，使发动机排放达到了欧Ⅲ（ESC）法规要求。试验结果表明，CA6SE1—21N天然气发动机不仅达到了原柴油机的标定功率水平，而且具有良好的可靠性。