全球能源危机与环境问题一直缠绕着人类,其中,环境问题在国内尤甚,而其主要原因之一是以化石燃料为能源的传统车用发动机的燃烧排放。因此,寻求适用于传统车用发动机的清洁代用燃料成为研究热点。在所有代用燃料中,氢气因能够同时解决能源及环境问题而备受关注。在氢气的燃烧利用上,虽然外部混合式氢发动机具有结构简单且易于实现等优点,但也存在易发生回火早燃、功率密度低等问题。针对外部混合式氢发动机功率密度低的问题,学术界多数的观点是:氢气的密度低、扩散性强,会占据缸内空间,降低发动机的充量系数,最终导致功率下降。本文则从氢气射流对进气道内流动状态影响的角度出发,借助数值模拟的方法以AVL Fire为工具研究了进气道喷射式氢发动机功率密度低的问题。研究发现:中低转速下,若是采用单次喷射,发动机存在着“进气中期新鲜空气倒流与进气末期进气道内氢气残留量增大”的矛盾。针对上述矛盾,本文提出采用多次喷射的策略进行解决。对该方法进行相关研究后发现:低转速下,由于进气中期新鲜空气回流较为严重,四次喷射并未能有效解决回流问题,甚至引起缸内最终进入的氢气量减少;但随着转速的升高,多次喷射的策略一定程度上缓解甚至解决了进气中期新鲜空气回流问题,增加了进入到气缸内的空气量和氢气量,使缸内的最高燃烧温度、最高燃烧压力均得到提高,进而提高了发动机的动力性能,但同时也导致NO排放增多。另外,采用多次喷射还可以提高缸内混合气的均匀性,缩短快速燃烧期,提高发动机的指示热效率。