在我国,新增汽车的燃料消耗占据每年新增石油消费量的70%,而大型城市主要空气污染源也被指与汽车尾气有关。在“可持续发展”的历史使命下,内燃机如何高效地实现节能减排是决定内燃机工业能否可持续发展的关键。氢气,因能量密度集中、制取途径多样、燃烧零碳排放、可再生等诸多优点,被广泛地认为是一种理想的清洁代用燃料。然而,进气道喷射氢内燃机在实际应用中进气道内易出现氢气堆积,进而导致早燃、回火等异常燃烧现象,影响氢内燃机性能。因此需要进一步探究氢内燃机缸内燃烧机制,对氢内燃机内的进气过程和燃烧过程进行系统性研究,探索喷氢正时、喷氢流量、点火正时等宏观控制量对燃烧特性和NO生成的影响规律。本文以某台进气道喷射氢内燃机作为研究对象,基于CONVERGE平台采用大涡模拟手段研究了喷氢正时、喷氢流量对缸内燃空混合质量的影响规律以及点火正时、喷氢正时对缸内燃烧特性和NO生成的影响机制。结果表明:在混合气形成过程中,随着喷氢正时的延迟和喷氢流量的增加,缸内燃空混合质量先增加后减小;适当的喷氢时刻和喷氢流量可以保证氢内燃机进气道内氢气堆积少,避免回火现象的发生;且缸内燃空混合的更均匀,在火花塞附近当量比高并存在高湍动能区和高强度涡旋,有利点火过程和火焰传播过程的发生。在缸内燃烧过程中,随着点火提前角的增加,缸内平均压力和温度逐渐增加,快速燃烧期先减小后增加,缸内涡量值和绕Y轴滚流值先增加后减小。随着喷氢时刻的延迟,缸内平均压力和温度先增加后减小;缸内涡量和绕Y轴滚流值与缸内混合气均匀性有关,获得缸内混合气均匀程度高的喷氢时刻,使得缸内涡量和绕Y轴滚流值最高。在NOx生成方面,缸内NO基元时空分布和OH基元时空分布大致相同,但是NO基元的生成速率滞后于OH基元;随点火提前角增加,缸内NO生成量呈单调递增的变化规律,而缸内NO生成量和喷氢时刻的延迟呈非单调关系,混合气更均匀的喷氢时刻,NO生成量更多。