段俊法， 刘福水， 孙柏刚

(1. 北京理工大学机械与车辆学院， 北京 100081； 2. 华北水利水电大学机械学院， 河南 郑州 450045)

PFI氢内燃机的氢-空气混合特性

段俊法1,2， 刘福水1， 孙柏刚1

(1. 北京理工大学机械与车辆学院， 北京 100081； 2. 华北水利水电大学机械学院， 河南 郑州 450045)

以1台4缸进气道燃料喷射内燃机为基础，建立了包含进气管道和气缸的氢内燃机进气系统三维仿真模型。提出用混合气不均匀性系数来评价氢-空气混合状况，仿真研究了氢内燃机边界条件下的进气气流运动规律和混合过程，发现氢-空气混合状况主要取决于气流的搬运作用和扩散面积。探讨了氢气喷射相位和喷射压力对氢-空气混合速度和混合均匀性的影响，并以不均匀性系数为指标优化了PFI氢内燃机不同转速和当量比下的喷射相位与喷射压力。

氢内燃机； 进气道燃料喷射； 混合气形成； 均匀性； 喷射相位

随着石油资源日益紧缺和环境污染日益加剧，研究者更加关注内燃机替代燃料。氢气可以从水分解获得,燃烧的产物也只有水,因而可以作为循环利用的清洁能源。氢气易于点燃，燃烧速度快，可以直接应用于传统内燃机而不需要对内燃机作较大的改动，因而是较为理想的内燃机代用燃料[1-2]。氢气作为燃料应用于内燃机可以采用进气管单点喷射、进气道燃料喷射及缸内直喷等几种方式。进气道燃料喷射(PFI)相对于缸内直喷,技术难度较低，可精确控制氢气喷射相位，获得良好的燃烧和排放特性，是目前最常用的氢内燃机燃料供给方式[3-5]。……