氢能是一种清洁可再生的能源,但是氢气在内燃机中燃烧时会产生大量的NO_x排放,如何降低甚至消除NO_x排放是目前氢内燃机的一个研究重点。本文通过仿真以及试验的方法研究了氢气在定容燃烧弹中燃烧过程中的羟基分布规律,从而从机理上来研究氢气内燃机的燃烧与排放特性,为降低氢内燃机的NO_x排放提供了理论指导。使用CHEMKIN软件,模拟了氢气-空气混合气的预混燃烧过程,对氢气-空气预混燃烧进行了仿真计算,分析了燃烧特性、各自由基的生成规律,重点分析了NO的生成规律及冷、热EGR对氢气燃烧及排放的影响规律。仿真结果对各自由基及NO的生成规律进行了预测与分析,证明了EGR对抑制燃烧速度、降低各自由基及NO的生成速率与浓度有着显著作用,为试验的进行提供了理论支持。搭建了平面激光诱导荧光试验平台,使用OH-PLIF法对氢气-空气预混燃烧产生的中间产物羟基进行了测试采集,得到了不同时序、不同浓度、不同温度、不同压力、不同冷EGR率、热EGR率下的羟基分布图像并对其进行了分析。试验证明浓度与温度升高会促进羟基的生成,压力升高对羟基生成影响较复杂,但也有促进趋势。EGR尤其是热EGR可显著抑制羟基生成,采用EGR可有效的抑制燃烧并降低氮氧化物的排放,且热EGR的作用更强。试验结果同仿真结果基本吻合。试验同仿真结果共同证明了热EGR对抑制燃烧、降低氮氧化物排放有着显著的作用。