随着环境污染和能源匮乏问题的日益严重,当今人们急需解决的一个问题是寻求一个更加高效、对环境更加友善的清洁型能源动力系统。氢气是一种可再生的清洁能源,其凭借各种独特的优势被许多国家列入战略发展的重要能源。汪克尔转子发动机机是动力系统中十分独特的一种,它凭借动力性强,体积小、质量轻等优点,可以被应用在许多特殊场景。同时,转子发动机与氢气两者具有很好的适配性,氢气用在转子机中可以克服化石燃料转子机的许多问题,而转子机可以一定程度上弥补氢气作为内燃机燃料而导致的动力性不足的问题。然而,目前关于氢气燃料转子发动机的基础研究还远远不足。因此,对氢燃料转子机的基础研究就具有十分重要的科学意义以及很高的实用价值。本文首先对氢燃料与转子发动机的发展历史与研究背景进行了分析,在此基础上,搭建了氢燃料转子机试验台架系统,对氢燃料转子机稀燃条件下的点火特性进行了试验探究。并通过获得的试验数据对氢燃料转子机放热过程进行了分析,同时建立了一个对转子发动机做功过程分析模型,实现了根据转子发动机缸内压力进行转子机做功能力分析。在研究过程中取得的具体研究成果如下所示:（1）本文给出了一种转子机做功能力分析分析方法,通过定义两个参数——驱动压力和驱动功,对转子机做功能力高低进行分析,结果表明,转子模型结果与试验结果基本一致,可以用来分析转子机效率变化情况。研究发现,转子机做功能力高低取决于缸压以及燃烧过程对应的曲轴转角之间的“trade-off”关系。相同压力下,转子机峰值缸压越靠近135°CA ATDC,转子机做功能力越强;对应相同曲轴转角下燃烧过程,燃烧压力越高,做功能力越强。（2）点火时刻对氢转子机燃烧与排放性能有重要影响。采用尾后火花塞时,随着点火时刻从上止点前20°CA推迟至上止点,循环变动逐渐增加,CA0-10和CA10-90均逐渐缩短。同时,点火时刻的推迟使得峰值缸压降低以及对应曲轴转角推迟。此外,随着点火时刻从上止点前20°CA推迟至上止点,采用尾后火花塞点火的氢转子机热效率逐渐增加,并且HC和NOx污染物排放逐渐降低。（3）火花塞位置会显著影响氢转子机性能。相对于采用尾后火花塞点火,采用前导火花塞点火时,随着点火时刻的推迟,前导火花塞可以实现更低的循环变动,但在上止点点火时两种模式相差不大。此外,在工况范围内,采用前导火花塞可以获得更短的CA0-10以及CA10-90。在相同点火时刻下,前导火花塞会有更低的峰值缸压。当采用前导火花塞时,热效率随着点火时刻的推迟先增加后降低,原因是随着点火时刻推迟,虽然燃烧过程逐渐靠近高驱动压力转化区,但是峰值缸压逐渐降低,两者的“trade-off”关系使得热效率呈现先增加后降低的趋势。对比两个火花塞位置,采用前导火花塞可以获得更高的指示热效率,以及在最佳效率点达到NOx和HC接近零排放。（4）火花塞个数对氢转子性能有着重要影响。对比仅采用前导火花塞的单火花塞点火,同时采用前导火花塞与尾后火花塞双火花塞点火时,相同点火时刻下可以获得更低的循环变动,更短的CA0-10以及CA10-90。此外,在同一点火时刻下,采用双火花塞可以获得更高的峰值缸压以及更加提前的对应曲轴转角。在试验工况范围内,双火花塞具有更高的指示热效率以及在最佳热效率点可以实现NOx和HC接近零排放。此外,采用双火花塞点火时,随着点火时刻从上止点前推迟至上止点后,主导的火花塞从尾后火花塞过渡为前导火花塞,另一个火花塞仅起辅助作用。（5）异步点火对转子机动力性能具有重要影响。合适的异步点火相较同步点火可以实现更高的动力性和稳定性。前火花塞较早与后火花塞相比于同步点火效果更好。当前火花塞5°CA ATDC、后火花塞在15°CA ATDC点火时,可以实现最高的动力性能。