发动机的动力性及排放性受到自身结构参数和运转参数的影响，同时又受到进气过程中气体的流动方式和气体在缸内混合形式的影响。随着空间和时间的改变，发动机的缸内温度及混合物的组成都会产生变化，对发动机进行测试时，采用传统的测试方法提供的信息量有限。应用计算流体力学技术对氢发动机燃烧过程进行模拟及计算，具有花费小、时间短、效果明显等优点，并能反映出结构参数和运转参数对燃烧及排放特性的影响。　　 氢气密度比空气密度小很多，氢气有着很快的扩散速度，混合气的状态容易发生变化，这对研究混合气随时空分布的规律带来较大的困难。为了研究氢发动机燃烧及排放特性，反映活塞运动过程中不同曲轴转角下对应的压力、温度、放热率及压力升高率等参数值。本文对一台四冲程氢发动机进行了模拟计算，利用SOLIDWORKS软件建立几何模型，然后通过AVL-FIRE建立数值模型，就当量比、转速及点火提前角对氢发动机燃烧特性的影响进行分析。结果表明:增大当量比时，缸内温度和压力升高、NO排放增加、放热率达到峰值的时刻提前;保持节气门不变，增大转速时，最高压力下降，压力升高率无明显变化，转速过大或过小，循环变动系数均会升高;推迟点火提前角，缸内最高温度和压力降低，NO排放降低。　　 分析了氢发动机爆震时火焰传播变化机理，研究了净压力升高率和爆震的关系，建立了一种基于净压力升高率判定爆震的有效方法，即根据净压力升高率峰值的个数进行判定，可为异常燃烧的诊断提供参考。