氢能在燃烧发动机上利用的研究综述
氢气在发动机中的应用研究
Ｋｅ ｏｒ ｓ： ｄ ｏ ｅ ｇｎ Ｍｉ ｔｒ ｏ ｍａ ｉｎ ａ ｄ Ｃｏ ｙＷ ｄ Ｈｙ ｒ ｇ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ； ｘｕ ｅ ｆｒ ｔｏ ｎ ｍｂｕ ｔ ｎ； ｔｍｉａｉ ｎ Ｃｏ ｔｏ ｓｉ Ｏｐ ｉ ｚ ｔ ｎｒ ｌ ｏ ｏ
Ｗ ＡＮＧ Ｚ ａ —ｙ ， ＨＡＯ Ｌ ｎ， ＨＡＮＧ Ｊｎ ｈｎ ｉＺ ａ Ｚ ｉｇ
（ ｈ ｎｌ Ｏｌ ｉ ｄＳ ｅｇｉ ｏ ｅ ｃ ｉｅｙＧ ｏ ｐＣ ． Ｌｄ Ｄ ｎ ｙｎ ５ ０ ２ Ｃ ｉａ Ｓ ｅ ｇ ｉＦｅ ｈｎ ｌ Ｐ ｗ ｒＭａｈｎｒ ｒｕ ｏ ， ｔ．， ｏ ｇｉｇ ７３ ， ｈｎ ） ｉ ｌ ２
引 言
现代发 动机燃 料 大部分 来 自于 石油 。石油 是一 种 不 可再生 资源 ， 随着 时 问的推 移 ， 的使 用受 到很 它 大限 制 ， 并且 会带 来严 重 的环境 污染 ， 以人们 不得 所
能源 ， 氢和 氧燃 烧 时生 成 清 洁 和无 污染 的水 。 由于 氢气 中不含 有 ｃ、 ｓ及其 它有 害杂 质 ， 因此 它在 空 气 中燃 烧 时不 会 产生 Ｃ ＨＣ Ｓ 和致 癌 物 质 ， 以 Ｏ 、 、Ｏ 可 大 大减少环 境 污染 。但 由于 氢气 的燃 烧 速 度 快 、 着
Ａｂｓｒ ｔ： ｄ ｏ ｅ ｓｏ ｅｏ ｌａ ｔａｃ Ｈｙ ｒ ｇ ｎ ｉ ｎ ｆｃ ｅ ｎ，ｅ ｖｒ ｎ ｎ ａ ｎｄ ｒ ｎ ｗａ ｌ ｎ ｒ ｙ，Ｓ ｔｉ ｅｐ ｕ ｏ ｒ — ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｌａ ｅ ｅ ｂ ｅ ｅ ｅｇ Ｏ ｉ ｓｈ ｌ ｆ ｌｔ ｅ ｄ ｃ ｍｉｓｏ ｎ ｒ ｄｕ ｅ ｍｕ ｈ ｅ ｅ ｇ ｎ ｔａ ｆ ｔｅ ｆ ｓｉ ｏｌｗｈｅ ｔｉ ｐ ｌｅ ｎ ｔ ｅ ｅ ｇ ｎ ｓ ｕ ｅ ｅ ｓｉ ｎ ａ ｄ ｐ ｏ ｃ ｃ ｎ ｒｙ ｉ ｓｅ ｄ ｏ ｈ ｏ ｓｌ ｉ ｎ ｉ ｓｇ ｓ ａｗａ ｓ ｂ ｒ ｓ ａ ｉｈ ｓ ｅ ｄ ｗｉ ｄ ａ ｇ ｆｉ ｎ ｔ ｎ ｌ ｔ Ｏ ａ ｎ ｒ ｌｃ ｍｂ ｓｉｎ ｄ ｏ ｅ ａ ｌ ｙ ｕ ｎ ｔｈｇ ｐ ｅ ｔ ｗｉ ｅ ｒ ｎ ｅ ｏ ｇ ｉ ｏ ｉ ，Ｓ ｂ ｏ ｍａ ｏ ｕ ｔｏ ｈ ｉ ｍｉ ｓ ｃ ｓｂ ｃ ｆｒ ｎ ｎｏ ｋ ｈ ｐ ｅ ｓｏ ｈ ｙ ｒ ｇ ｎ ｅ ｇｎ ｕ ｈ ａ ａ ｋ ｉｅａ ｄ ｋ ｃ ａ ｐ ｎ ｎ ｔ ｅ ｈ ｄ ｏ ｅ ｎ ｉｅ，ａ ｅ ｔ ｇ ｇ ｅ ｔｙｏ ｈ ｎｇｎ ｅ ｆｒ ｆ ｃ ｉ ｒ ａｌ ｎ ｔ ｅ ｅ ｉ ｅ ｐ ｒｏ ｍ— ｎ ａ ｃ ｎ ｖ ｎ ｉｓ ｎ ｒ ｌｏ ｅ ｔ ｎ． ｈｉ ａ ｒ ｄｓ ｕ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍｉｔ ｒ ｏ ｍａｉｎ ｏ ｈ ｓｓｏ ｅ ｔｏ ｎ ｅ ａ ｄ ｅ ｅ ｔ ｏ ｍａ ｐ ｒｉ Ｔ ｓ ｐ ｐｅ ｉｃ ｓ ｅ ｈ ｘ ｕ ｅ ｆ ｒ ｔｏ ｎ ｔ ｅ ｂａ ｉ ｆｔ ｓ ｆ ｏ ａ ＺＳ１ ０ ｉ ｇｅ ｃ ｌｎ ｅ ｙ ｒ ｇ ｎ ｅ ｇ ｎ ． Ｉｓ ０ ｓｎ ｌ ｙｉ ｄ ｒ ｈ ｄ ｏ ｅ ｎ ｉ ｅ ｔ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｏ ｂ ｏ ｍａ ｏ ｕ ｔｏ １ ｃ ａ ｉｍ ｆ ａ ｎ ｒ ｌ ｃ ｍｂ ｓｉｎ，ｔｃ ｎ ｌｇ ｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｔ ｙ ｃ ｎ ｒ ｌａ ｎ ｒ ｌｃ ｍｂ ｔ ｎ ａｅ ｓ ｍｍａ ｉｄ．Ｔｅ ｔｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｈ ｔｉｎ ｔ ｎ ａ ｖ ｎｃ ｎ ｌ ｎ ｏ ・ ｏ ｔｏ ｂ ｏ ｍａ ｏ ｕｓｉ ｒ ｕ ｏ ｒｅ ｓ ｅ ｕｔ ｓ ｏ ｔ ａ ｇ ｉｉ ｄ ａ ｅ ａ ｇｅ ａ ｄ ｃ ｒ ｓ ｏ ｎ
氢内燃机氢气利用率
氢内燃机氢气利用率氢内燃机是一种利用氢气作为燃料的发动机。
它的氢气利用率是指在燃烧过程中，将氢气转化为有效能量的比例。
提高氢内燃机的氢气利用率，可以提高燃料利用效率，减少能源浪费，降低对环境的影响。
本文将从氢气的性质、燃烧过程以及氢内燃机的优化设计等方面探讨如何提高氢内燃机的氢气利用率。
了解氢气的性质对于提高氢内燃机的氢气利用率至关重要。
氢气是一种轻质、高能量的燃料，其能量密度是传统燃料的两倍以上。
氢气在燃烧时，只产生水蒸气，不产生有害气体和颗粒物，具有零排放的特点。
因此，将氢气作为燃料使用，可以有效减少环境污染。
燃烧过程对于氢内燃机的氢气利用率有着重要影响。
在氢气燃烧过程中，氢气与空气中的氧气发生化学反应，产生水蒸气和释放能量。
然而，氢气的燃烧速度较快，容易导致过量的空气流入燃烧室，从而降低氢气利用率。
因此，控制好空气和氢气的比例，调整燃烧参数，是提高氢内燃机氢气利用率的关键。
针对氢内燃机的优化设计是提高氢气利用率的重要手段。
首先，优化燃烧室设计可以改善氢气的混合和燃烧过程。
例如，采用适当的喷油器和火花塞设计，可以提高燃料的雾化效果和点火效率，从而增加氢气的燃烧效率。
其次，优化氢气供应系统，确保氢气的稳定供应和均匀分布，可以提高燃烧效果，增加氢气利用率。
此外，采用高效的废热回收技术，将废热转化为有效能量，也可以提高氢内燃机的整体能量利用率。
除了优化设计，提高氢内燃机的氢气利用率还需要考虑氢气的储存和输送。
氢气的储存和输送是氢能源发展的关键技术之一。
当前，常用的氢气储存方式包括压缩氢气和液态氢气。
压缩氢气储存方式简单、成本较低，但储存密度较低；液态氢气储存方式储存密度较高，但液氢的温度和压力要求较高。
因此，选择合适的氢气储存方式，确保氢气的稳定供应，对于提高氢内燃机的氢气利用率至关重要。
提高氢内燃机的氢气利用率是实现氢能源可持续发展的重要目标之一。
通过了解氢气的性质，优化燃烧过程和机械设计，以及合理选择氢气的储存和输送方式，可以有效提高氢内燃机的氢气利用率。
氢能作为内燃机燃料的研究
氢能作为内燃机燃料的研究ΞΞΞΞΞΞ李径定① 郭林松 楚书华 孙筱云(浙江大学) 古滨庄一(日本武藏工业大学)提 要 该文论述了氢发动机运转中所存在的问题,提出了氢发动机的燃烧改进方案。
研究表明,采用高压喷射、火花点火,并优化调整喷射正时和点火正时,就可控制异常燃烧,获得良好的性能。
关键词 氢能 内燃机 代用燃料Study on H ydrogen as a Substitute Fuel for EnginesLi Jing 2ding G uo Lin 2song Chu Shu 2hua Sun X iao 2yun(Zhejiang U niversity ,Hangz hou )Shoichi Furuhama(M usashi Institute of Technology ,Tokyo ,Japan )Abstract Hydrogen is a new renewable energy resources which causes low pollution while burned.In the paper ,the problems in operation of hydrogen 2fueled engine are summarized ,and a plan to improve the combustion in hydrogen 2fueled engine is put forward.The research shows that abnormal combustion can be controlled and operation performance can be improved by means of high pressure injection for spark ignition and optimum selection of injection timing and ignition timing.K ey w ords Hydrogen Engines Substitute fuel 随着太阳能、原子核能的发展,作为其二次能源之一的氢能必将得到大力开发应用。
氢在内燃机上的应用研究
氢在内燃机上的应用研究
随着能源对环境的影响越来越明显，氢气作为一种节能、环保的新能源，在内燃机领
域受到越来越多的重视。
氢作为一种无污染的清洁能源，具有高热值、更完善的燃烧以及可穿越更多燃烧室等
多种优势。
比如，氢气更容易被内燃机完全燃烧及稳定，从而提升内燃机的可靠性，并可
有效的减少燃烧的排放。
相比数排放，氢能有效地减少噪音，节省能源，减轻内燃机燃烧
过程中发生的应力，延长燃料更换间隔，因此大大提升了内燃机的环保性。
此外，氢气作为内燃机的燃料，可以显著降低排放，提升发动机的动力和性能，从而
有效的改善内燃机的性能，总的硫氧化物排放可降低70%，颗粒物排放也可显著降低。
此外，氢气可以比传统燃料节省较多的燃料，因此在实际经济收益方面也有优势。
综上，氢气可用于提升内燃机的环保性、燃料性能、性能及经济收益。
同时，氢在内
燃机应用还有待完善，除了在技术和设备方面做出更多的进步外，需要不断发展更新技术，以有效控制发动机，优化其性能等。
总的来说，氢气在内燃机的应用具有不可忽视的重要性，氢能提供更加清洁优质的燃料，改善发动机性能。
届时，汽车行业将会有更强的准入条件，以适应更严格的环保要求，发动机技术将会有一定的提升。
因此，氢气可以有效地改善动力传动系统和排放标准，从
而减少汽车产品对环境的污染，为推动可持续发展发挥重要作用。
氢能的利用与研究进展
氢能的利用与研究进展随着可再生能源的快速发展，氢能作为一种清洁能源备受瞩目。
氢能主要分为两种形式：一种是将清洁能源（如风能、太阳能等）转化为氢能，另一种是利用氢能作为燃料进行发电。
本文将从这两个方面分别探讨氢能的利用与研究进展。
一、将清洁能源转化为氢能将清洁能源转化为氢能是实现氢能利用的关键步骤。
在目前的技术水平下，采用水电解将水分解成氢与氧的方法是最为常见和成熟的方法。
但是，水电解存在电能转化效率低、电能存储效率低、电解过程中需要消耗大量的能源等问题。
因此，研究开发新型氢源技术成为当前的热点和难点。
在新型氢源技术领域，光解水是一种被广泛研究的技术。
光解水是利用光干扰水中光催化体，分解水分子成氢和氧的技术。
这种技术不需要外部电力供应，能同时利用太阳能对水进行光催化分解。
但光解水存在光催化效率低、光催化体的稳定性低等问题，因此还需进一步的研究。
值得关注的是，随着新一代核聚变技术的研发和利用，氢能的应用领域将会得到进一步拓展。
核聚变利用氘作为燃料，产生高能中子和氦元素，在燃料消耗的同时，氢气得到充分利用，因此被誉为是最为理想的清洁能源之一。
尽管核聚变技术尚未成熟，但其前景广阔，值得我们关注和期待。
二、利用氢能作为燃料将氢作为燃料进行发电，成为氢能利用的另一种形式。
在利用氢能作为燃料的领域，氢燃料电池、氢燃气轮机作为其中的代表性技术备受关注。
氢燃料电池是一种将氢能转化为电能的技术。
在氢燃料电池中，氢气经过氧化反应与净化后，在电极上与氧气发生反应，产生电和水。
氢燃料电池具有高效率、低污染、噪音低等优点，因此在汽车、电动工具、建筑供电等方面有广泛的应用前景。
目前，氢燃料电池的商用化已成为氢能产业发展的一个重要方向。
但在商用化过程中，氢气的储存、管道运输、加氢设施、安全等问题还亟需解决。
与氢燃料电池相比，氢燃气轮机在大型发电厂等领域被广泛应用。
氢燃气轮机是利用氢气能量转动涡轮发电的技术。
相较于化石燃料，氢气在氧化反应后的排放物只有水，不产生二氧化碳等有害气体，因此具有环保、低污染等优点。
氢能在燃烧发动机上利用的研究综述
氢能在燃烧发动机上利用的研究综述黄佐华 王金华 黄印玉 张勇 刘亮欣 刘兵 蒋德明西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室摘要：氢气是未来燃烧发动机最有前途的燃料，氢能在燃烧发动机上的规模利用将取决于氢能的规模化制备。
燃氢发动机升功率下降，燃烧控制比较困难，目前燃料成本仍然较高，距离规模化使用还有一定的距离。
天然气掺氢燃烧发动机将是氢能在燃烧发动机上应用最有前途和最具可行性的方式。
天然气掺氢发动机虽开展了一些研究工作，但距离发动机推广使用还有很多研究工作要做，特别是天然气-氢气-空气混合气燃烧基础研究方面和发动机燃烧与控制的基础性研究方面。
主题词：氢能；燃烧发动机；利用Utilization of Hydrogen in Combustion Engine-A ReviewHuang Zuo-hua, Wang Jin-hua, Huang Yin-yu, Zhang Yong,Liu Liang-xin, Liu Bing, Jiang De-mingState Key Laboratory of Multiphase Flow in Power Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, 710049, ChinaAbstract: Hydrogen is regarded as the most promising fuel for combustion engine while the large scale application of such engine will depend on the large scale production of hydrogen. Pure hydrogen engine will bring power loss of engine and has difficulty in engine controlling besides high cost of the fuel, and those make it still to have a long time before being widely utilized. Addition of hydrogen into natural gas is the most promising and feasible approach for hydrogen utilization in combustion engine, although some preliminary work had been done in natural gas/hydrogen combustion engine, there still has more work needed to be conducted especially in the aspects of fundamental study such as combustion characteristics of natural gas-hydrogen-air mixture as well as the combustion and controlling of the engine.Keywords: Hydrogen; Combustion engine; Utilization前言化石燃料的短缺已成为世界各国面临的主要问题，化石燃料的储藏量有限，预计到本世纪中叶地球上的化石燃料将被消耗完，届时石油替代燃料如天然气、氢气和生物质燃料等将成为燃烧发动机的主要燃料。
氢内燃机研究报告-概述说明以及解释
氢内燃机研究报告-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：氢内燃机作为一种新型的动力系统，被广泛认为是未来汽车和航空领域的重要发展方向之一。
相比传统燃油发动机，氢内燃机具有零排放、高效率、可再生资源利用等诸多优点，备受研究和关注。
本文将对氢内燃机的定义和原理、优点和挑战以及在环保和能源领域的应用进行深入探讨，旨在为读者提供关于氢内燃机技术的全面了解。
同时，本文还将展望氢内燃机未来的发展方向，探讨其在汽车工业中的潜在应用，并对研究报告做出总结，为相关领域的研究和实践提供参考。
文章结构部分主要围绕氢内燃机的定义、原理、优点、挑战、应用和未来发展展开，通过引言引出主题，接着进入正文部分详细讨论氢内燃机的各个方面，最后在结论部分对未来发展和潜在应用进行展望，总结全文内容。
整篇文章的结构清晰，逻辑性强，能够帮助读者全面了解和深入了解氢内燃机的相关知识和潜力。
"3.3 总结": {}}}}请编写文章1.2 文章结构部分的内容1.3 目的目的部分：本研究旨在全面探讨氢内燃机的定义、原理、优点和挑战，以及在环保和能源领域的应用情况。
通过对氢内燃机的深入研究，我们希望可以为未来氢内燃机的发展提供有益的参考和倡导，同时探讨其在汽车工业中的潜在应用和可行性，为加速氢能源技术在汽车领域的推广和应用做出贡献。
通过本研究的总结和展望，为氢内燃机技术的未来发展方向提供理论支持和实践指导。
2.正文2.1 氢内燃机的定义和原理氢内燃机是指利用氢气作为燃料进行燃烧，从而产生动力的一种发动机。
与传统的内燃机不同，氢内燃机在燃烧过程中产生的主要排放物为水蒸气，没有有害气体排放，因此被认为是一种清洁能源技术。
氢内燃机的原理与传统的内燃机类似，都是利用燃料在氧气的存在下通过燃烧释放能量，驱动活塞运动，从而产生动力。
不同的是，氢内燃机燃烧的燃料是氢气，而不是传统的汽油或柴油。
氢气在燃烧时只产生水蒸气，不会产生二氧化碳等有害物质，因此具有零排放的环保特性。
氢内燃机发展现状
氢内燃机发展现状氢内燃机作为一种新型清洁能源发动机，具有零排放、高效能和环保等特点，具有广泛的应用前景。
下面将从氢内燃机的概念和工作原理、发展历程以及现状进行阐述，介绍氢内燃机在能源领域的重要性和前景。
概念和工作原理氢内燃机是利用氢气作为燃料的发动机，其工作原理类似于传统内燃机。
氢气通过进气系统进入气缸，与空气混合后经过压缩，然后通过火花塞点火起燃，产生高温高压气体推动活塞运动，从而驱动曲轴旋转，完成发动机的工作。
发展历程氢内燃机的发展可以追溯到19世纪的早期，当时科学家们开始探索氢气作为燃料的潜力。
随着科技的发展和能源需求的增加，氢内燃机在20世纪逐渐受到关注。
20世纪60年代，德国和美国等国家开始开展氢内燃机的研究，初步实现了氢气作为燃料的内燃机。
然而，由于氢气的低能量密度、储存和供应的困难等问题，氢内燃机的发展一直受到制约。
直到近年来，随着新能源技术的不断发展，氢气的生产、储存和输送技术得到了突破，氢内燃机又重新成为研究热点。
目前，氢内燃机已经实现了从燃料电池到氢气内燃机的转化，同时也在汽车、船舶和发电等领域得到了广泛应用。
现状随着氢能技术的不断突破和国际对于清洁能源的重视，氢内燃机的发展前景被越来越多的人所看好。
目前，世界各国都在积极推动氢能技术的研发和应用。
例如，日本将氢能技术作为国家战略，已经开始在交通、航空和建筑等领域进行实际应用，同时也在国际合作中共享技术和经验。
德国和美国等国家也在加大对氢内燃机的研发和推广力度。
在汽车领域，氢燃料电池车已经成为新能源汽车的重要方向之一、氢内燃机作为燃料电池的替代品具有成本低、工艺简单等优势，可以成为燃料电池发展中的过渡技术。
目前，一些汽车制造商已经推出了使用氢内燃机作为动力的氢燃料汽车，如丰田的Mirai。
在船舶领域，氢内燃机可以替代传统的柴油发动机，减少排放，提高燃烧效率。
一些国际航运公司已经开始将氢燃料技术应用在船舶上，实现船舶动力的清洁化。
内燃发电机组的可再生燃料和氢能源利用研究
内燃发电机组的可再生燃料和氢能源利用研究引言：内燃发电机组是一种常见的发电设备，其利用燃料燃烧产生热能，进而驱动发电机产生电能。
然而，随着可再生能源的日益普及和清洁能源的迫切需求，研究如何将可再生燃料和氢能源与内燃发电机组相结合以实现可持续发电已成为当前研究的热点之一。
本文将探讨内燃发电机组利用可再生燃料和氢能源的研究现状、挑战和未来发展方向。
第一部分：可再生燃料在内燃发电机组中的应用在传统的内燃发电机组中，使用化石燃料如煤炭、石油和天然气作为主要燃料。
然而，这些化石燃料的燃烧会产生大量的二氧化碳等温室气体，对全球气候变化带来不可忽视的影响。
因此，研究人员开始探索利用可再生燃料替代化石燃料来驱动内燃发电机组。
可再生燃料包括生物质燃料、生物柴油和生物甲烷等。
生物质燃料可以通过农作物秸秆、木材废料等可再生资源进行生产。
与化石燃料相比，生物质燃料燃烧产生的二氧化碳排放量要低得多。
生物柴油和生物甲烷可以通过生物质转化工艺得到，它们具有与化石燃料相似的性质，可以直接替代传统燃料使用。
然而，可再生燃料的利用也存在一些挑战。
首先，可再生燃料的生产成本较高，需要进一步降低成本才能实现商业化应用。
其次，可再生燃料的储存和供应也是一个问题，如何确保可再生燃料的持续供应是需要解决的难题。
此外，可再生燃料的燃烧性能和稳定性也需要进一步的研究。
第二部分：氢能源在内燃发电机组中的应用氢能源作为一种清洁、高效的能源逐渐受到关注。
在内燃发电机组中，氢能源可以直接替代传统燃料使用，燃烧产生的主要产物就是水，无任何排放物质。
与可再生燃料相比，氢能源具有更低的碳排放量，更加环保。
氢能源的应用也存在一些挑战。
首先，氢气的储存和供应仍然是一个问题。
氢气具有较高的能量密度，但其气体性质决定了其储存和输送相较传统燃料更加困难。
其次，氢能源的生产成本较高，需要进一步降低成本以实现大规模应用。
此外，氢气的燃烧性能和稳定性也需要进一步的研究。
第三部分：发展方向和技术进展的展望为了实现内燃发电机组的可持续发电，研究人员正在努力解决可再生燃料和氢能源应用中的技术难题。
车用氢气发动机研究进展综述
内燃机与配件1车用氢气发动机发展情况目前全球变暖问题愈演愈烈，各国都寻求降低碳排放的方法，中国计划在2030年实现碳排放的零增长。
在此背景下，我国汽车行业也制定了以新能源汽车为主的发展方向。
但我国的新能源汽车以纯电动汽车为主，纯电动汽车目前仍需克服其续航、充电及电池衰减等一系列问题。
除纯电动汽车以外，国家也加大了对燃料电池行业的支撑，但其技术、成本等问题还亟待解决。
因此，在未来很长一段时间内，汽车动力来源还是以内燃机及内燃机与电机结合的混合动力为主。
但内燃机目前也在寻求新的突破。
内燃机目前的低碳排放路线有两条，一条是提高传统内燃机的燃烧效率，另一条为寻找新的替代燃料，氢气即为替代燃料中的一种。
氢气燃烧理论上只生成水，除此以外，以氢气作为燃料有以下的一些优点：①氢气的可燃极限极广，不需使用分层燃烧技术即可实现稀燃。
稀燃同时也允许氢内燃机使用质调节的负荷控制策略，采用此策略可显著降低泵气损失。
②氢气的燃烧速度快，远高于其他气体燃料。
燃烧速度快使得燃烧的等容度上升，有利于提高燃烧效率。
③氢气很容易就能被点燃。
但这也被认为是氢内燃机容易发生回火、早燃和爆燃的原因之一。
④氢气热值高。
氢气的低热值为120MJ/kg ，大约是汽油的3倍。
同等质量的氢气与汽油燃烧，氢气可释放更多的热量。
在内燃机中，使用氢气要比汽油热效率高15~25%[1]。
⑤氢气的质扩散系数远高于碳氢燃料。
如此高的质扩散系数使得氢能够在十分稀薄的情况下燃烧。
但这也会使得火焰锋面的不稳定性增强，自湍化倾向增加。
氢气独特理化性质使其作为燃料时可直接用传统汽油机进行改造。
传统汽油机只需对燃料供应与喷射系统、安全防护系统以及控制等方面做一些改动。
宝马2007年在一个12缸的汽油机上，对燃料供应系统、润滑冷却系统以及点火系统、热管理、电控系统等进行了改造，设计出一款氢气发动机[2]。
该发动机最高功率可达到210kW 。
长安汽车研发的氢内燃机也在同年点火成功，该发动机为长安同北京理工大学共同开发。
氢气发动机原理
氢气发动机原理氢气发动机是一种利用氢气作为燃料的发动机，它与传统的燃油发动机相比具有更清洁、高效的特点。
氢气发动机的工作原理是通过将氢气与氧气在燃烧室内进行燃烧，产生水蒸气和释放能量，驱动发动机工作。
本文将详细介绍氢气发动机的工作原理及其优势。
首先，氢气发动机的工作原理是基于氢气的燃烧特性。
氢气是一种非常清洁的燃料，在燃烧过程中只会产生水蒸气，不会产生有害的尾气排放物质，因此对环境污染非常小。
与传统的燃油发动机相比，氢气发动机在燃烧过程中不会产生二氧化碳、一氧化碳和颗粒物等有害物质，对大气环境的污染更低。
其次，氢气发动机的工作原理还包括氢气的储存和供给系统。
氢气需要通过储氢罐存储，并通过燃料系统供给到发动机内部。
在氢气发动机中，储氢罐的设计和制造需要考虑到氢气的特性，确保储氢罐的安全性和密封性。
同时，氢气的供给系统也需要具备高效稳定的特点，以确保氢气能够顺利地供给到燃烧室内进行燃烧。
此外，氢气发动机还需要配备适用的燃烧室和点火系统。
燃烧室的设计需要考虑到氢气的燃烧特性，以提高燃烧效率并减少排放。
同时，点火系统也需要针对氢气的特性进行优化，确保能够在最佳时机点火，使氢气能够充分燃烧并释放能量。
最后，氢气发动机的工作原理还需要考虑到发动机的控制系统。
控制系统需要能够监测氢气的供给和燃烧过程，以确保发动机能够稳定、高效地工作。
同时，控制系统还需要考虑到发动机的动力输出和车辆的整体性能，以实现最佳的动力输出和燃油利用率。
总的来说，氢气发动机的工作原理是基于氢气的清洁燃烧特性，需要配备相应的储存和供给系统、燃烧室和点火系统、控制系统等。
相较于传统的燃油发动机，氢气发动机具有更清洁、高效的特点，是未来发展的方向之一。
希望本文能够帮助读者更好地了解氢气发动机的工作原理及其优势。
基于氢能源的汽车发动机研究
基于氢能源的汽车发动机研究随着全球对于环保和可再生能源的呼声越来越高，氢能源作为一种清洁、高效、无污染的新能源技术备受关注。
近年来，基于氢能源的汽车逐渐开始进入人们的视野并得到了一定的应用，而其中的关键技术就是氢燃料电池。
那么在氢燃料电池中，汽车发动机作为核心部件起到了重要作用，基于氢能源的汽车发动机究竟有哪些特点和优势呢？本文将从理论和技术两方面进行探讨。
一、理论基础氢燃料电池的原理基于化学反应。
目前常用的氢燃料电池有两种类型：质子交换膜燃料电池（简称PEMFC）和固体氧化物燃料电池（简称SOFC）。
其中，PEMFC是最常见的氢燃料电池。
PEMFC使用金属催化剂催化氢气和氧气在阳极和阴极上发生氧化还原反应生成电能，同时产生水。
而SOFC利用固体氧化物电解质，在高温下通过氢气、二氧化碳等气体的电化学反应来发电，同时还可以将废气中的二氧化碳与水气体反应产生氢气。
而汽车发动机则根据传统燃油汽车发动机的原理来设计，其最大的特点就是使用氢气而不是燃油作为燃料。
在普通发动机中，汽油在燃烧时会产生大量的污染物，而在基于氢能源的汽车发动机中，氢气的燃烧产生的唯一副产品就是水蒸汽，因此无二氧化碳、一氧化碳等污染物的排放。
此外，从理论上来讲，基于氢能源的汽车发动机理论效率最高可达80%以上，而传统燃油汽车的理论效率仅为30%左右，因此基于氢能源的汽车拥有更高的燃油利用率和经济性。
二、技术实现虽然基于氢能源的汽车发动机具有极高的效率和清洁性，但技术上仍存在一定的挑战。
目前，基于氢能源的汽车发动机主要有三种类型：燃料电池汽车、氢气内燃机汽车和混合动力汽车。
燃料电池汽车是目前最常见的基于氢能源的汽车类型。
其发动机使用质子交换膜燃料电池来产生电能，通过这种方式驱动车辆。
氢气在燃料电池中通过催化剂反应生成电能，电能通过电动机带动车轮。
虽然燃料电池汽车的效率和清洁性极高，但其存储氢气的问题仍需解决。
目前，燃料电池汽车的氢气储存方式一般有两种：高压储氢和低温液态储氢。
氢能发电研究报告
氢能发电研究报告氢能发电研究报告随着环境问题的日益严重和对可再生能源的需求增加，氢能作为一种清洁、环保、高效的能源逐渐受到广泛关注。
氢能发电是利用氢气进行能源转换的一种方式，具有很大的开发潜力。
本报告将对氢能发电的原理、应用、优势和挑战进行探讨。
首先，氢能发电的原理是通过将氢气与氧气反应产生水，利用反应过程中释放的能量进行发电。
常见的氢能发电技术有燃料电池和氢气燃烧发电。
燃料电池是利用氢气通过电化学反应转化为电能的装置，其优点是高效、环保、无污染。
而氢气燃烧发电是将氢气与空气混合燃烧产生高温高压气体推动涡轮发电机发电，是一种相对传统的发电方式。
其次，氢能发电的应用领域非常广泛。
首先，氢能发电可以用于交通行业，如燃料电池汽车，其具有零排放、续航里程长等优点，是未来发展的绿色交通方式。
其次，氢能发电还可以用于工业生产中，比如用于电解水制氢，再利用产生的氢气进行能源转换。
此外，氢能发电还可以用于家庭供电，成为替代传统电网的一种可行方式。
再次，氢能发电具有许多优势。
首先，氢能发电是一种清洁能源，不会产生二氧化碳等污染物，对环境没有负面影响。
其次，氢气是一种高效能源，具有储存和传输方便的优势，可以提供稳定的电力供应。
此外，氢能还可以降低对化石燃料的依赖，实现能源转型。
最后，氢能发电也面临一些挑战。
首先，目前氢气制备的成本较高，还没有形成规模化、经济效益明显的生产技术。
其次，氢气的存储和输送也是一项技术难题，需要解决安全性和成本的问题。
此外，在氢能发电设施建设和设备研发上还需要进一步投入和支持。
综上所述，氢能发电作为一种清洁、高效的能源转换方式，在未来有着广阔的应用前景。
尽管目前面临一些挑战，但随着技术的不断进步和政策的支持，相信氢能发电将成为未来能源转型的重要组成部分。
氢气发动机效率_概述说明以及解释
氢气发动机效率概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在当今世界面临能源危机和环境污染问题的背景下，寻找替代传统燃料的新型能源成为了全球范围内的研究热点。
氢气作为一种环保、高效的能源被广泛关注，并在汽车、航空以及能源转换领域得到应用。
本文将重点探讨氢气发动机的效率，并通过实例分析与解释阐述其在不同领域中的应用。
1.2 文章结构本文将按照以下结构展开对氢气发动机效率进行探讨。
首先，在第二部分将给出对氢气发动机效率定义与背景，同时分析影响其效率的因素以及提高效率的技术手段。
接着，在第三部分通过实例分析与解释，将详细说明氢气发动机在航空领域、汽车领域和能源转换中的具体应用情况。
紧接着，在第四部分将讨论当前挑战与限制，并从未来发展趋势与前景展望角度提出可行性评估与推广策略建议。
最后，在第五部分进行总结，回顾主要观点和结果，并提出未来研究方向或解决问题的建议。
1.3 目的本文的目的是全面介绍氢气发动机效率的概念，并通过实例分析与解释阐明其在航空、汽车和能源转换等领域中的应用情况。
通过对当前挑战与限制的讨论，以及对未来发展趋势与前景展望，旨在提供可行性评估并给出推广策略建议。
最终总结文章主要观点和结果，并提出未来研究方向或解决问题的建议。
通过本文的撰写，我们希望能够增进对氢气发动机效率相关知识的理解，并推动其在各个领域中更广泛、有效地应用。
2. 氢气发动机效率2.1 定义与背景氢气发动机是一种利用氢气作为燃料的发动机，其工作原理类似于传统的内燃机。
然而，与传统燃油发动机相比，氢气发动机具有更高的能量转化效率和更少的尾气排放。
由于其环保性和高效性，在近年来越来越受到关注。
2.2 影响因素影响氢气发动机效率的因素很多，包括但不限于以下几个方面：a) 燃烧过程控制：燃料和空气的混合比例、点火时机以及喷射技术等对于燃烧质量和效率起着重要作用。
合理控制这些参数可以提高燃料的利用率。
b) 回收废热能力：在发动机工作中产生大量废热，如果能够有效回收利用这些废热并转换成可再利用的能源，可以提高整体效率。
氢在内燃机上的应用研究
Ｈ ２ ０ 坚 Ｈ ＋ ｏ
，
所 以氢能 源在使用 过程 中具有 循环 可持续 的特 点．
由于 氢 气易 自燃 ， 所 以空气 中如果 混 入 氢气 的 体积 达到 总体 积 的 ４ ． ０ ％ ～７ ４ ． ２ ％， 点 燃 时 就 会 发
低温 液体 一样 ， 直接接 触液 氢将 引起冻 伤 ．
摘
要： 为降低机动车尾气排放 ， 推 动 氢 内燃 机 的 发 展 ， 实现社 会经济 的可持续发 展 ， 研 究 了 氢 在 内燃 机 上 作 为 代
用 燃 料 应 用 的 理 想 性 和 氢 内 燃 机 的燃 烧 特 性 ， 指 出 了 目前 氢 内 燃 机 发 展 中亟 须解 决 的 异 常 燃 烧 、 Ｎ Ｏ 排 放
控制和功率恢复等瓶颈问题． 对于这些问题 ， 可 在 实 践 中通 过 软 件 模 拟 和 试 验 验 证 相 结 合 的 办 法 进 行 探 索
性解决． 关键词 ： 氢能源 ； 内燃 机 ； 代用燃料 ； 燃烧特性 ； 排 放 特 性 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｋ ４ ０ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ２— ５ ６ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ｌ １ ４一 Ｏ ５
在 此燃烧 过程 中放 出大量 的热 量 ， 是 汽油 燃 烧放 出 热 量 的 ３倍 ， 氢 是一种 高能燃 料 ． 虽 然氢气 一 空 气混 合 燃烧 的产物 为水 ， 无污染 性 ， 但 由于燃 烧过 程放 出 的高热量 促使 空气 中 的氮 和氧发 生化学 反应 。
Ｎ ： ＋ ÷ ｏ 墼 ，
和 内燃机 对其需 求 量 逐年 增 大 之 间 的矛 盾 ， 保 证 我
国经济 的长期 稳定 可 持 续发 展 ， 需 要 寻 找 内燃 机 的 清 洁代用 燃料 以替代 石油 基燃 料． 氢 气 以其 清 洁 、 高效 燃烧 和几 乎零 排 放 的特 点 成 为 了内燃机 的理想 代用 燃 料 ， 美 国加 州 ．
米勒循环汽油机燃用氢气燃烧及排放特性分析
氢气作为清洁能源
米勒循环汽油机潜力
米勒循环汽油机具有较高的热效率和 燃油经济性，研究其燃用氢气的燃烧 及排放特性具有重要意义。
氢气燃烧只产生水，无任何污染物， 被认为是未来可持续能源之一。
米勒循环汽油机概述
01
02
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工作原理
米勒循环汽油机采用进气 门早关技术，通过降低压 缩比和提高膨胀比来提高 热效率。
目前尚处于起步阶段，需要深入研究其燃烧及排 放特汽油机燃用氢气燃 烧及排放特性分析
汇报人： 2023-12-21
目录
• 引言 • 米勒循环汽油机工作原理与结
构特点 • 氢气燃烧特性分析 • 米勒循环汽油机燃用氢气排放
特性研究
目录
• 米勒循环汽油机燃用氢气燃烧 及排放特性实验研究
• 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
环境保护需求
随着全球环境问题日益严重，减少燃 油发动机尾气排放成为紧迫任务。
性能特点
与普通汽油机相比，米勒 循环汽油机具有更高的热 效率和燃油经济性。
应用领域
广泛应用于汽车、船舶和 航空等领域。
氢气燃烧及排放特性研究现状
1 2
氢气燃烧特性研究
氢气燃烧速度快，火焰传播速度快，燃烧温度高 。
氢气排放特性研究
氢气燃烧产生的水蒸气可能对排放造成影响，需 要进一步研究。
3
米勒循环汽油机燃用氢气的研究
氢燃料在汽车动力系统中的应用研究
氢燃料在汽车动力系统中的应用研究一直是汽车工业领域备受关注的热门话题。
随着气候变化和环境污染问题日益严峻，寻找替代传统石油燃料的清洁能源已经成为全球范围内的共识。
在这个背景下，氢燃料作为一种环保、高效的替代能源受到了广泛关注。
虽然氢燃料在汽车动力系统中的应用仍处于起步阶段，但其发展潜力巨大。
本文将从氢燃料的特点、优势和挑战出发，探讨其在汽车动力系统中的应用研究，希望能为该领域的研究提供一定的参考。
一、氢燃料的特点和优势氢燃料作为一种清洁能源，具有燃烧产生的唯一排放物为水蒸气的优势。
相比传统的石油燃料，氢燃料的燃烧过程不会释放有害气体和颗粒物，对环境造成的污染极小。
此外，氢燃料的能量密度高、储存量大，可在短时间内释放大量的能量，满足汽车对功率密度和续航里程的需求。
与电动汽车相比，氢燃料汽车的加注时间更短，用户体验更接近传统内燃机汽车。
二、氢燃料在汽车动力系统中的应用研究现状目前，氢燃料在汽车动力系统中的应用主要集中在燃料电池驱动系统上。
燃料电池是一种将氢气和氧气在电化学反应中转化为电能的设备，燃料电池动力系统能够为汽车提供清洁、高效的动力源。
除了燃料电池，氢内燃机也是氢燃料汽车的另一种动力系统选择。
氢内燃机通过燃烧氢气来驱动汽车，其原理与传统汽油发动机类似，但燃烧产物为水蒸气，无有害排放。
目前，氢燃料汽车的研发已经取得了一定的进展，但仍面临着技术、经济、等多方面的挑战。
三、氢燃料汽车的技术挑战虽然氢燃料汽车具有许多优势，但其在实际应用中仍存在许多技术挑战。
首先是氢气的储存和输送技术。
氢气具有极低的密度和高的燃烧性，要在车辆中储存和输送氢气需要采用高压氢气罐或液态氢储罐，这对汽车的安全性和成本提出了较高要求。
其次是燃料电池技术的改进。
目前市面上的燃料电池汽车存在动力输出不稳定、寿命短等问题，需要进一步提高其性能和可靠性。
此外，氢气的生产和供应也是一个重要问题，需要建立完善的氢能基础设施，推动氢能产业的发展。
氢气直接燃烧发动机的优化设计与研究
氢气直接燃烧发动机的优化设计与研究近年来，随着环保意识的日益加强，越来越多的汽车制造商探索使用氢气作为燃料的方案。
作为一种绿色环保的新型能源，氢气可以完全燃烧产生的唯一排放物就是水蒸气，极大地减少了尾气对环境的污染。
氢气发动机的直接燃烧方式较为简单，只需要将氢气和空气混合后进行点火即可，不需要与空气以外的物质进行反应。
然而，其直接燃烧的特性也带来了一些问题，如爆震、低热效率等。
为了解决这些问题，需要对氢气直接燃烧发动机进行优化设计与研究。
一、氢气燃烧特性氢气的燃烧速度非常快，比汽油快4倍以上。
这意味着需要进行更高效的燃烧控制，以避免爆震现象的发生。
同时，氢气的热值非常高，但氢分子很小，在燃烧过程中很容易散失能量。
因此，需要进行合理的热能利用，提高热效率。
二、发动机结构设计氢气直接燃烧发动机相比传统内燃机结构有所不同。
在进气系统、点火系统、喷油系统等方面都需要进行相应的调整。
例如，在发动机进气系统中需要使用不锈钢材料，以免氢气腐蚀空气滤清器。
另外，由于氢气燃烧后会产生高温高压的水蒸气，因此需要对排气系统进行加固。
三、燃烧控制系统由于氢气燃烧速度快，容易产生爆震，因此燃烧控制系统的设计非常关键。
通过调整氢气与空气的混合比例，可以有效控制燃烧速度。
此外，还可以通过改变点火时间和喷油量等参数，实现更加精细的燃烧控制。
四、热能利用系统氢气直接燃烧后产生的热能可以通过废气回收、排气加热等方式进行回收利用，提高热效率。
同时，由于氢气的燃烧产物为水蒸气，不会产生二氧化碳等污染物，因此可以将废气直接排放，在环保方面具有优势。
综上所述，氢气直接燃烧发动机是一种具有潜力的新型汽车发动机。
通过优化设计和研究，可以进一步提高其性能，为环境保护事业作出贡献。
氢能源技术在汽车动力系统中的应用研究
氢能源技术在汽车动力系统中的应用研究随着全球能源需求不断增长和环境污染问题的日益严重，研究和开发可再生能源技术已经成为解决这些问题的关键。
而作为最为理想的可再生能源之一，氢能源被广泛认为在汽车动力系统中具有广阔的应用前景。
本文将通过综述及分析等方式，探讨氢能源技术在汽车动力系统中的应用研究。
首先，氢能源作为一种绿色、清洁和可再生能源，具有能源密度高、无污染排放、无碳排放等优势。
与传统燃油车或电动车相比，氢能源技术在汽车动力系统中的应用，能够大大减少尾气排放和噪音污染，从而更好地保护环境和改善空气质量。
同时，氢能源还可以实现能源的高效利用，因为氢燃料电池具有高效率的特点，并且在长时间使用过程中不会出现能量损耗等问题。
其次，氢能源技术在汽车动力系统中的应用也能够满足汽车用户对续航里程和充电时间的需求。
相对于电动车的充电时间较长和续航里程较短等问题，氢能源汽车通过氢燃料电池所提供的电能，可以在短时间内完成充电，并且充电之后可以实现长时间的续航里程。
这意味着汽车用户在日常使用过程中可以更加方便地享受到长途驾驶的便利，并且不必频繁停车充电。
此外，氢能源技术在汽车动力系统中的应用还具有可持续发展的优势。
氢气作为一种丰富的能源资源，可以通过水电解、天然气重整和生物质转化等方式进行生产。
其中，利用可再生能源进行水电解产生氢气，是目前较为成熟和可行的方法。
相较于石油等传统能源的有限性，氢燃料的可再生性使其能够满足未来持续能源发展的需求，也能够为我们提供更长远的解决方案。
然而，尽管氢能源技术在汽车动力系统中具有诸多优势，但其应用仍然面临一些技术和经济上的挑战。
首先，氢气的储存和运输问题一直是限制氢能源技术发展的重要因素之一。
由于氢气是一种高度易燃易爆的气体，其储存和运输需要采取特殊的安全措施，这增加了成本和复杂性。
其次，氢燃料电池的制造成本较高，导致氢能源汽车的售价较高，与传统燃油车和电动车相比，仍然存在一定的价格竞争劣势。
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氢能在燃烧发动机上利用的研究综述黄佐华 王金华 黄印玉 张勇 刘亮欣 刘兵 蒋德明西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室摘要：氢气是未来燃烧发动机最有前途的燃料，氢能在燃烧发动机上的规模利用将取决于氢能的规模化制备。
燃氢发动机升功率下降，燃烧控制比较困难，目前燃料成本仍然较高，距离规模化使用还有一定的距离。
天然气掺氢燃烧发动机将是氢能在燃烧发动机上应用最有前途和最具可行性的方式。
天然气掺氢发动机虽开展了一些研究工作，但距离发动机推广使用还有很多研究工作要做，特别是天然气-氢气-空气混合气燃烧基础研究方面和发动机燃烧与控制的基础性研究方面。
主题词：氢能；燃烧发动机；利用Utilization of Hydrogen in Combustion Engine-A ReviewHuang Zuo-hua, Wang Jin-hua, Huang Yin-yu, Zhang Yong,Liu Liang-xin, Liu Bing, Jiang De-mingState Key Laboratory of Multiphase Flow in Power Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, 710049, ChinaAbstract: Hydrogen is regarded as the most promising fuel for combustion engine while the large scale application of such engine will depend on the large scale production of hydrogen. Pure hydrogen engine will bring power loss of engine and has difficulty in engine controlling besides high cost of the fuel, and those make it still to have a long time before being widely utilized. Addition of hydrogen into natural gas is the most promising and feasible approach for hydrogen utilization in combustion engine, although some preliminary work had been done in natural gas/hydrogen combustion engine, there still has more work needed to be conducted especially in the aspects of fundamental study such as combustion characteristics of natural gas-hydrogen-air mixture as well as the combustion and controlling of the engine.Keywords: Hydrogen; Combustion engine; Utilization前言化石燃料的短缺已成为世界各国面临的主要问题，化石燃料的储藏量有限，预计到本世纪中叶地球上的化石燃料将被消耗完，届时石油替代燃料如天然气、氢气和生物质燃料等将成为燃烧发动机的主要燃料。
今后地球上的能源增长将主要依靠清洁能源和可再生能源。
据联合国预测，到2050年全球60%的电力和40%的能源消费将由可再生能源提供。
化石燃料的燃烧会产生有害排放物，如NOx, CO, HC, Smoke, PM 以及温室气体CO 2，燃烧发动机解决这一问题的一个有效途径是采用清洁燃料。
氢能是一种清洁燃料，可以利用生物质热解制氢和太阳能光解水制氢，随着规模化制氢技术的成熟和大规模氢气的制备，氢能在发动机上的黄佐华，男，，教授，主要研究方向是内燃机燃烧和清洁燃料发动机1963-使用势在必行，它不仅能够补充石油类燃料短缺问题甚至填补石油耗尽后发动机燃料出现的空白，也为大幅度降低发动机排气污染提供了途径。
因此，燃氢发动机和掺氢燃烧发动机的研究与开发对于氢能的利用和降低机动车排气污染具有十分重要的意义。
表1 给出了氢气、甲烷和汽油的燃料特性，表2列出了他们的燃烧特性参数。
氢气与碳氢类燃料相比有很高的扩散速率，这对改善混合气质量和均匀性有利，氢气壁面淬熄距离很小，从而使火焰能传播到壁面更近处和燃烧室狭缝间隙内，燃烧更完全，碳氢排放低。
表1 氢气、甲烷和汽油的燃料特性燃料特性 氢气 甲烷 汽油1 atm, 300K 下的密度 (kg/m 3)0.082 0.717 7.16 理论空燃比 (% by volume)29.53 9.48 1.65 理论燃空质量比0.029 0.058 0.069 燃烧后摩尔变更系数0.85 1 1.058 质量燃料高热值 (MJ/kg)141.7 52.68 48.29 质量燃料低热值 (MJ/kg)119.7 46.72 44.79 体积燃料高热值 (MJ/m 3)12.1 37.71 233.29 体积燃料低热值 (MJ/m 3)10.22 33.95 216.38 1kg 理论空燃比混合气燃烧热 (MJ)3.37 2.56 2.79 300K 下的动力粘度 (mm 2/s)110 17.2 1.18 300K 下导热率 (mW/m K) 182 34 11.2 空气中燃料扩散系数 (cm 3/s) 0.61 0.189 0.05 燃料辛烷值 130 93 碳氢比 0 0.25 0.44 表2 氢气、甲烷和汽油的燃烧特性参数 燃烧特性 氢气 甲烷 汽油 着火极限 (% by volume) 4-75 5.3-15 1.6-6 最小点火能量 (mJ) 0.02 0.28 0.25 层流火焰速率 (m/s) 1.9 0.38 0.37-0.43绝热火焰温度 (K) 2318 2190 2470 自燃温度 (K) 858 813 500-750 淬熄距离 (mm) 0.64 2.03 2 氢气作为燃烧发动机燃料具有以下特点： （1） 与其他燃料相比，氢气在宽广的温度和压力范围内都具有很高的火焰传播速率，即使在稀混合气条件下仍具有很高的火焰传播速率，燃烧时间缩短。
（2） 稀燃能力比其他燃料强，发动机能在稀混合气下稳定工作。
（3） 稀混合气燃烧和快速放热速率使燃氢发动机具有很好的热效率。
（4） 燃氢发动机具有很好的排放特性，燃烧后无一氧化碳，二氧化碳，硫化物，碳烟和颗粒物排放，只产生氮氧化物和水，稀混合气燃烧时氮氧化物也可降低到比其他燃料低得多的水平。
（5） 快燃能保证发动机高速下的性能，具有好的低温环境下工作性能和冷起动性能。
（6） 缸内辐射传热量小，对流传热量多，稀混合气时此现象更为明显。
（7） 燃烧循环变动小，即使在稀混合气下工作也具有低的燃烧循环变动率，对降低发动机排放和提高性能有利。
（8） 氢气由于火焰传播速率很快，因此具有很高的有效辛烷值（effective octane number）。
（9） 添加少量氢气可明显改善其他燃料（特别是气体燃料）的燃烧特性和排放。
（10）点火提前角推迟后仍能保持很好的热效率，燃烧可在上止点附近结束，从而确保了发动机输出功率。
（11）稀混合气时允许提高发动机压缩比提高热效率和功率。
（12）燃烧速率快的氢气使发动机性能对燃烧室形状、湍流强度和进气涡流不敏感。
（13）允许使用更大的废气再循环。
燃氢发动机使用上缺点：（1） 20MPa下的压缩氢气能量只相当于同等体积下汽油燃料的5%，因此燃氢发动机的行驶里程受到限制。
（2） 燃氢发动机由于混合气热值下降和采用稀燃方式，发动机功率输出受到限制。
（3） 着火所需能量低，点火前的混合气控制比较困难，进气管容易发生回火现象。
（4） 燃烧压力高，易于发生爆燃，等价的燃料辛烷值低于汽油和甲烷。
（5） 理论空燃比下燃烧产生较高的压力和温度，氮氧化物排放高。
燃烧噪声高，发动机振动大。
（6） 增压困难。
（7） 传热损失相对较大。
（8） 发动机升功率低，获得同等功率要比汽油机缸径大40-60%，进而带来发动机转速降低，机械损失增加，发动机抗爆能力下降。
改善燃氢发动机性能的途径：（1） 氢气作为燃烧促进添加剂掺混到其他燃料或其他燃料燃烧时的混合气中，提高火焰传播速率和发动机热效率。
由于氢气是气体燃料，天然气存在燃烧速率慢的缺点，天然气掺氢燃烧被认为是最理想的燃料组合方式。
（2） 采用氢气缸内直喷方式，此方式可避免充气系数降低缺点和利用层状混合气燃烧优点，发动机压缩比提高，使发动机性能提高和排放降低。
（3） 使用液氢燃料，提高单位容积下燃料箱的热值和汽车行驶里程。
1 燃氢发动机美国Sandia National Laboratory开展了燃氢发动机的研究工作，发现借助于氢气的高火焰传播速率，在稀混合气和废气再循环条件下，发动机热效率得到提高，NOx排放达到California Air Resources Board提出的零排放车辆标准。
目前该实验室在发动机氢能利用方面主要开展天然气掺氢燃烧，掺氢比例控制在30%以下[1]。
氢气缸内直喷或CNG/H缸内直喷可借助于层状混合气燃烧特点来实现发动2机燃氢目的，此方式可避免含氢燃料在压缩冲程中的早燃现象，燃烧始点也相对容易控制。
H. S. Yi等人对比了氢气进气管喷射和缸内喷射发动机的燃烧特性，由于进气管喷射时发动机冲量系数较低，相同混合气浓度下发动机功率低，缸内直喷时火焰发展期是进气管喷射时的一半，认为这主要是由于喷射时缸内高的压力和温度，燃烧起始阶段层流火焰速率大，有助于火核的迅速发展。
然而，两种燃料供给方式下的快速燃烧期变化不大[2]。
Yang 等人研究了缸内直喷燃氢发动机点火时刻优化和喷射器，开发了一种高压氢气喷射的喷射器及其控制系统并进行了相关的试验研究[3-4]。
2 天然气掺氢燃烧发动机氢气的稀燃极限是1.0=φ，远远低于汽油的稀燃极限6.0=φ和天然气的稀燃极限5.0=φ，因此，把少量氢气加入到液体和气体燃料中可以扩展其混合气的稀燃极限。
天然气和氢气等气体燃料在使用时不存在液体燃料使用上的一些问题，如气阻、冷壁面淬熄、燃料不完全蒸发、混合不良等，研究认为天然气和氢气是最佳的石油替代燃料。
天然气发动机产生的CO 2、CO 和HC 排放可以通过向天然气掺氢而得到降低。