近年来，世界上众多国家，例如美国、德国、日本、韩国、泰国等都相继制定了天然气动力应用的发展规划。
近年来，世界上众多国家，例如美国、德国、日本、韩国、泰国等都相继制定了天然气动力应用的发展规划。我国相继实行了“清洁汽车”、“十城千辆”等政策，大力推广新能源汽车，使得天然气发动机在城市公交、出租车上得到的广泛的应用我国对天然气发动机的研发工作起步较晚，从上世纪八十年代开始，但发展迅速，尤其是全国开展“清洁汽车”行动后。天然气发动机未来仍将保持高速发展的态势。
虽然我国天然气发动机的发展较快，但在总体技术上与国外先进水平仍有不小的差距，这阻碍了我国天然气发动机的自主研发和更广泛的推广。
天然气发动机主要有两种工作方式，第一种是点燃式，顾名思义，就是由火花塞点火引燃燃烧室内的混合气。第二种则是压燃式，通常是由缸内直喷的柴油进行引燃。天然气主要成分是甲烷、乙烃、三碳丙烷以及氮气和二氧化碳，不同状态气体组分的含量会有所不同。
从公开的数据来看，即将实施的国六标准，主要对PEMS的PN、远程排放管理车载终端数据发送要求、高海拔排放要求和PEMS测试范围进行了重新定义。
点燃式发动机按照混合气浓度可以分为当量燃烧和稀薄燃烧两种方式，采用当量燃烧的天然气发动机是目前应用的主要形式，这是因为采用当量燃烧可以使用三元催化器(TWC)来降低排气污染物。
在当量比为1：1时，TWC对含氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(THC)有着接近100%的转化效率，但是随着空气浓度的增加，转化效率大幅降低。天然气发动机的颗粒物本身排放量就较低，采用当量燃烧，结合三元催化器比较容易达到国六排放标准。
为了提高发动机的热效率，发动机也经常使用稀薄燃烧的方式，也就是空气质量在燃烧室内占比较重。目前，为了满足国六要求，通常会采取燃烧室以及进气道结构优化、预燃室设计、分层燃烧技术、废气再循环等技术，对天然气发动机进行优化。
如果使用的是压燃式发动机，为了满足国六排放法规，采用机内净化+后处理的技术方案，机内净化主要是采用EGR技术来降低NOx的排放。目前常用的后处理器组合包括DOC+DPF+SCR，与柴油机的后处理器组合差别不大。
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