以汽油、柴油、天然气等燃料为动力来源的内燃机技术成熟,这些能源消费依赖于一次性能源石油,同时尾气排放也无法满足环境友好的建设要求。当前国家大力支持新能源汽车的政策下,氢能具备作为新型车用能源的可行性。基于缸内直喷汽油机稀薄燃烧局部混合气过浓,火焰向稀混合气传播易熄灭,对NO_x转化率低等特点,研究进气道不同喷氢量下对缸内直喷汽油机稀薄燃烧的混合气分布及燃烧影响。文中建立进气道喷氢GDI汽油机三维模型,基于FIRE软件中的化学反应流体力学的能量守恒基本定律,在进气道上增加喷氢装置,基于FIRE模拟分析进气道混氢体积分数为0、4%、8%、12%、16%和20%时各转速下的缸内混合气形成、燃烧过程,调整喷油量使过量空气系数为2.0和2.25,并分析不同转速下最优混氢体积以及不同混氢量下异常燃烧相关性。研究结果表明:中低转速下,混氢4%体积时湍动能和混合气浓度变化范围较小,而混氢体积过大时不均匀程度加剧。指示功率随着氢气体积增加先增大后减小,4%体积下指示功率相对较高。主要由于喷氢量增加时部分滞留在进气道,缸内混合气均匀性减弱,做功能力下降。指示热效率在混氢4%体积下提高最明显,较均匀混合气下火焰快速传播,减少传热损失,提高燃油经济性。中高转速混氢4%体积是较理想的氢气量。高转速下,8%体积和12%体积下的混合气分布较均匀,指示功率较高,氢气加速混合气的燃烧速率作用增强,且氢气比质量热值高,燃烧后释放更多热能,单位时间内做功能力增强。混氢体积8%时的指示热效率达最大值,混氢量过多后指示热效率增加缓慢,甚至有所降低。缸内均匀性减弱,火焰传播速率减小,比体积能量密度小,做功能力下降。在高转速下混氢8%体积和12%体积是较理想的混氢量。混氢4%体积和8%体积下NO生成量相对较低。该体积下氢气汽油稀薄燃烧后较其他体积下的燃烧温度低,对控制NO浓度有积极作用。在异常燃烧相关性方面,混氢超过16%体积燃烧的峰值温度和排放温度较高,增大早燃可能性。中小转速下在混氢量超过12%体积后,进气道残余氢气量显著增加,增大回火可能性。