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通过在稀燃工况下对一台天然气发动机进行实验，得到了不同当量比工况下的天然气发动机缸内压力时间序列，重构了稀燃天然气发动机燃烧过程的三维相空间，并计算了各工况下的庞加莱映射，以此为基础研究了稀燃天然气发动机缸内燃烧过程的动力学特性及本质。
结果表明，在稀燃条件下，天然气发动机的缸内燃烧过程在相空间中呈现出混沌特性；随当量比的降低，天然气发动机的缸内燃烧速率下降，缸内燃烧相空间的庞加莱映射的确定性因素不断减弱，随机性因素不断加强。