基本概述：目前，天然气发动机工作的方式主要有两种，第一种是点燃式，这种方式和传统汽油机工作方式类似，天然气和空气在进气冲程形成均质混合气，由火花塞点火引燃天然气空气均质混合气。第二种工作方式为压燃式，由于天然气着火温度非常高，使得天然气很难被压燃。天然气发动机采用压燃方式工作，通常天然气是由缸内直喷的柴油引燃，但是法规对双燃料发动机的工作模式进行了限制。

（1）点燃式天然气发动机：点燃式天然气发动机按照混合气浓度分可以分为当量燃烧和稀薄燃烧两种方式，混合气的形成方式通常有进气道喷射以及缸内直喷的方式。采用当量燃烧的天然气发动机是目前应用的主要型式，这是因为采用当量燃烧可以使用三元催化器来降低排气污染物。发动机燃用当量混合气是为了使三元催化器具备较高的转化效率，以同时有效降低THC、CO及NOx排放。图1为TWC的转化效率随过量空气系数的变化，由图可知，在当量比附近，TWC对NOx和THC有着接近100%的转化效率，随着过量空气系数的增加，转化效率大幅降低。由于天然气不含碳碳键，而且以预混的方式燃烧，因此，天然气发动机的颗粒物排放较低。采用当量比燃烧的天然气发动机结合三元催化器比较容易达到国六排放标准。

另外一种点燃式天然气发动机是稀薄燃烧火花点火式天然气发动机，相比于当量比燃烧火花点火式天然气发动机而言，稀薄燃烧的方式能够明显提升发动机的热效率。这是由于稀混合气具有较高的比热比、较低的燃烧温度，且可以降低发动机的泵气损失。另外，与理论混合气相比，稀混合气抵抗爆燃的能力更强，因而稀燃天然气发动机可以使用更高的压缩比，从而进一步提高发动机的热效率。当气缸工作容积不变时，提高进气压力可以增加稀燃天然气发动机的输出功率且在全负荷时其热效率非常接近柴油机。

（2）稀燃点火式天然气发动机采用较高的进气压力，从而使进气的总热容提升，这会降低缸内的燃烧温度，使得NOx的生成受到了抑制，因此，总体而言，稀燃火花点火天然气发动机的NOx排放处于较低的水平，但是，仍然无法满足国六排放的标准。目前，常用的稀燃点火式天然气发动机为了降低NOx排放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。

（3）柴油天然气双燃料发动机通常都采用西港公司的HPDI（High Pressure Direct Injection）技术方案，该技术方案如图4所示。由图可知，天然气和柴油的喷嘴集成在一个喷嘴上，柴油和天然气的喷射时刻都是灵活可调，目前柴油的喷射时刻都在压缩上止点前，当柴油喷入缸内后经历着火准备，天然气喷入缸内，从而实现柴油引燃天然气。为了满足国六排放法规，柴油引燃天然气发动机采用了机内净化+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。

行业产量：随着世界环保要求日益严格,天然气能源得到了越来越广泛的应用,近几年中国燃气汽车发展较晚,随着汽车燃料短缺和城市的空气污染越来越严重,国家高度重视燃料问题的研究,由手天然气发动机的特殊结构,天然气发动机机油和制定相应的标准是必然的趋势.据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国燃气发动机油市场发展分析及未来投资潜力可行性报告》统计数据显示：2017年中国燃气发动机油产量约为6.95万吨，较上年增张2.96%。

2011-2017年中国燃气发动机油产量现状分析

数据统计：中金企信国际咨询

根据中金企信国际咨询统计数据：2017年中国燃气发动机油市场需求规模约为7.06万吨，较上年增长2.32%。

2011-2017年中国燃气发动机油市场需求现状分析

数据统计：中金企信国际咨询

根据中金企信国际咨询统计数据：2017年中国燃气发动机油市场销售收入25.57亿元，较上年增长4.54%。

2011-2017年中国燃气发动机油市场消费现状分析

数据统计：中金企信国际咨询

产业现状：在内燃机中燃烧替代燃料是缓解能源危机及改善缓解污染的措施之一。天然气由于其燃烧清洁、辛烷值高、资源丰富及价格便宜等优点获得了广泛关注。天然气发动机具有燃烧清洁、储量丰富、价格便宜、使用安全等优势，随着天然气在我国能源结构中比例的上升，天然气重卡的比例也会逐年提升。

在我国燃气发动机油的发展中，一些较大规模的燃气发动机油厂家也已经生产出了自己的产品，如玉柴燃气发动机油公司生产的 CF/SJ 15W-40 气体发动机专用油，这一型号的发动机油专门为以压缩天然气（CNG）和液化石油气（LPG）为燃料的气体发动机研发，采用低硫高粘度指数基础油和新型低灰分清洁型添加剂精制而成，具有抗氧化、抗硝化、抗腐蚀、抗磨损、低灰分的性能，能很好地防止火花塞堵塞和燃烧室积垢。

由于我国的燃气发动机发展稍有滞后，在燃气发动机油的发展中与发达国家也有一定的差距，虽然越来越多的国内燃气发动机油生产厂家在这一领域进行研究开发，但目前尚没有形成统一的国家标准或行业协会标准，各厂家在生产过程中，也都是按照自己企业制定的标准进行。