氢气作为内燃机的代用燃料具有储量丰富、燃烧产物更加清洁等特点，同时氢的着火界限较宽、火焰传播速度快、易于着火，使得氢气在内燃机的应用中还存在着早燃、回火、爆燃等异常燃烧问题，这严重阻碍了氢内燃机在实际应用中的发展与推广。本文通过分析喷孔直径、喷射时刻和点火时刻三种参数对氢发动进气过程和燃烧过程的影响，探究了通过改变喷孔直径、喷射时刻和点火时刻优化氢发动机非正常燃烧的方法。
本文选取嘉陵JH600发动机为原型，利用SolidWorks建立了包含进气道和气缸的氢内燃机三维仿真模型。选取不同的喷孔直径、不同的点火时刻、喷射开始时刻，利用AVL-Fire对其在最大扭矩转速（4500r/min）、当量燃空比0.6的工况进行仿真计算。通过比较喷氢过程进气道氢气浓度变化、进气结束时进气道残余氢气量、燃烧结束时缸内温度和废气量等参数变化与喷孔直径、喷射时刻、点火时刻之间的关系。结合进气道喷射氢内燃机回火机理，以及分析引起回火的因素。得到喷孔直径、喷射时刻、点火时刻与抑制回火的关系。
结果表明：喷孔面积、喷射时刻对回火的抑制作用主要体现在对进气过程混合气形成的影响上，喷孔面积过大或过小都不利于抑制回火。过分推迟喷氢开始时刻也不利于抑制回火的发生。点火时刻对氢内燃机回火的影响主要体现在对缸内残余废气以及缸内温度的影响上。将喷孔面积设计为4mm左右、喷氢开始时刻设置在430°CA左右、点火时刻设置在705°CA左右有利于抑制发动机发生回火。在保证发动机动力性的前提下，适当的减小喷孔面积、推迟喷射和点火时刻对进气道喷射氢内燃机的回火抑制有积极作用。
- 作 者：
- 胡乐磊
- 学科专业：
- 车辆工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 华北水利水电大学
- 导师姓名：
- 杨振中
- 学位年度：
- 2015
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
