天然气发动机因其资源丰富、燃烧相对清洁而备受关注。其中柴油引燃天然气双燃料发动机具有使用成本低,中高负荷热效率与柴油机相当、NOX和碳烟排放低等优势,然而其低负荷热效率低、碳氢排放高成为了制约双燃料发动机发展推广的重要原因之一。为改善上述缺点,本文以6缸增压中冷柴油/天然气双燃料重型发动机为研究对象,通过实验和数值模拟手段对双燃料发动机低负荷下敏感燃烧边界参数对引燃柴油和天然气燃烧相位的影响进行了详细研究,为组织缸内合理燃烧、优化燃烧过程提供理论支持,指明优化方向。首先在25%负荷,分别在低（1335 r/min）、中（1656 r/min）、高（1978 r/min）三个转速下,保持天然气能量替代率为85%,对引燃柴油的喷射时刻进行较大范围的控制,探究其对双燃料的发动机燃烧相位的影响规律。结果表明,喷油时刻对发动机燃烧过程影响明显,决定了发动机的燃烧效率和排放水平。观察两种燃料各自燃烧相位发现,柴油与天然气在燃烧前的化学反应是同时开始的,但天然气的燃烧始点略滞后于引燃柴油的燃烧始点。另外,在燃烧重叠期内,缸内燃烧良好,整体温度氛围较高,发动机做功能力强。将引燃柴油喷射时刻从5°CA BTDC提前到35°CA BTDC的过程中,柴油的化学滞燃期明显呈延长趋势,天然气的燃烧持续期呈缩短趋势,最短的天然气燃烧持续期约为15°CA。两种燃料的燃烧持续期有着明显的相位对应关系。随着喷油提前,在传统压缩着火模式中两种燃料的燃烧持续期和燃烧重叠期都呈缩短的趋势;但在两阶段燃烧模式中,柴油燃烧持续期开始有延长趋势,而天然气的燃烧持续期和两种燃料的燃烧重叠期依然继续缩短。但燃烧重叠期与整体燃烧持续时间的比值始终随着引燃柴油喷射时刻的提前而增大。最短的天然气燃烧持续时间对应于较低的有效能量消耗率（Brake Specific Energy Consumption,BSEC）和排放水平。然后在25%负荷,低（1335 r/min）、中（1656 r/min）、高（1978 r/min）三个转速下,分别研究了传统压缩着火燃烧模式和两阶段燃烧模式中天然气替代率（85%、90%、95%）对双燃料发动机燃烧相位的影响规律。结果表明,替代率决定着柴油的流量,也就是引燃天然气的“点火能量”的大小及分布范围,进而影响引燃柴油和天然气的燃烧相位。随着天然气替代率增加,BSEC升高,燃烧效率下降,但同时加快了缸内燃烧模式转变的过程。天然气替代率从85%升高到95%的过程中,引燃柴油整体滞燃期并未发生明显变化,但物理滞燃期缩短,化学滞燃期延长。观察到更高的燃烧重叠期与总体燃烧持续期的比值,对应于较高的燃烧效率和较低的排放水平。