全球能源危机和环境问题的关注度持续增加,各国均开始研究和制定相关法规来限制车辆的能源消耗和尾气排放。引入代用燃料符合目前车辆行业“节能减排”的发展趋势。氢气是一种不含碳基的可再生清洁能源,氢内燃机相比于传统内燃机仅存在NOx排放。此外,氢气的能量密度高,着火界限宽,点火能量低,燃烧速度快等独特理化性质,提升了发动机的热效率和运行稳定性。但高燃烧效率会导致缸内压力和温度过高,NO排放增加;同时促进了爆震、早燃等异常燃烧的发生。中、高负荷下频繁出现的异常燃烧问题以及解决更高功率输出和NO排放的矛盾是制约氢发动机发展的主要瓶颈。据此,本文采用废气再循环(EGR)技术来调节氢发动机缸内燃烧状态,探究EGR对氢发动机进气充量以及燃烧、排放的影响。本文基于AVL-Fire软件对改装后的嘉陵JH600氢/汽油双模发动机建立仿真模型并进行验证,然后根据研究问题将主要内容分为两个部分。第一部分通过调整不同EGR率,研究EGR对缸内充量成分、气体混合状态、燃烧放热过程以及NO排放的影响并进行分析。第二部分以4500r/min转速为例,进一步通过优化点火正时,综合分析氢发动机的整体性能,从而对最佳EGR率和点火正时进行寻优。研究结果表明:节气门全开状态下,低转速存在“进气滞后”现象,缸内充量随转速的增加而增加;EGR置换部分空气后化学稀释效应和热效应增加明显,化学稀释效应基本与EGR率保持一致;缸内燃烧温度和压力随EGR率的提高而逐步下降;EGR对降低排放效果显著,在高EGR率时排放甚至可以接近零。缸内最高压力和温度随着点火正时的提前而增加,点火正时对放热率和指示功率的影响趋势基本一致;进一步分析表明,不同工况下EGR率对实际缸内当量比的影响明显,而氢燃料燃烧时的火焰传播速度也与当量比密切相关;在不同负荷和EGR率时,通过调整点火正时能够改善缸内燃烧状态,提升氢发动机的整机性能;最后通过二项式拟合分析和区域目标优化得到了各负荷下的最佳EGR率和点火正时。