随着能源和环境问题的日益突出，寻找清洁发动机代用燃料成为当务之急，天然气作为替代燃料具有经济性好、抗爆性好、排污少、发动机使用寿命长、怠速稳定性好及过渡工况响应较好等特点，所以天然气是目前公认较理想的替代燃料之一。　　 以一台四气门汽油机为基础机型，在基本不改变原机结构的前提下，研制出缸内直喷CNG发动机，并对其进行燃烧性能试验。本文主要研究工作包括:　　 1)基于一四气门汽油机，改装成缸内直喷CNG发动机，并在试验台架实现了CNG缸内直接喷射和发动机的正常工作。改装的内容主要包括:供气系统的设计、燃烧室结构设计和压缩比的确定。　　 2)开发缸内直喷CNG发动机数据采集与分析系统，该系统是在Windows操作系统平台上采用Visual Basic6.0软件编写，能够对发动机燃烧过程的特征参数进行实时采集与分析，通过计算可以得到示功图、压力升高率、放热率等反映发动机燃烧性能的主要参数。　　 3)从转速、负荷和点火提前角对缸内直喷CNG发动机的燃烧特性的影响进行试验研究与分析，分析结果表明:负荷一定时，随着发动机转速的提高，最高气缸压力、最高气缸温度及放热率都有不同程度的下降;在相同的转速下，随着负荷的增加，发动机的压力、温度及放热率都增加;点火提前角对缸内直喷CNG发动机的压力、温度等参数有显著的影响，每个工况均存在一最佳点火提前角，此时发动机动力性最佳，气耗最低。　　 4)开展缸内直喷CNG发动机的燃烧循环变动特性研究，研究结果表明:负荷一定时，随着转速的提高，发动机的燃烧循环变动率增加;转速一定时，随着负荷的增加，发动机的燃烧循环变动率减少;平均指示压力反映出的燃烧循环变动比最高气缸压力反映出的循环变动更明显:最高气缸压力与其对应的曲轴转角之间存在很好的对应关系，最高气缸压力到达时刻越早，则最高气缸压力值就越高;平均指示压力与最高气缸压力不相关，两者几乎是完全独立的变量。