氢燃料内燃机原理与技术 习题及答案

第一章概述

练习题

一、选择题

1.在额定负荷下运行时，柴油机热效率通常比汽油机（A）

A.更高

B.更低

C.基本相同

D.多种因素共同决定

2.下列哪种液体燃料安全性最差（D）

A.柴油

B.煤油

C.重油

D.汽油

3.对于四冲程发动机，完成一个工作循环曲轴需要转过的圈数为（B）

A.1

B.2

C.4

D.8

二、判断题

4.汽油比柴油容易挥发，因而比柴油更容易压燃（X）

5.氢发动机尾气排放中只有水，不存在碳烟及氮氧化物（X）

6.氢的点火能量和自燃温度都比汽油低（X）

三、填空题

7.内燃机根据工作原理的差异，可细分为往复活塞式发动机、旋转活塞式发动

机、燃气涡轮发动机等。

8.石油炼制过程的主要步骤包括•一次加工、二次加工和精制等。

1

9.根据燃油喷射系统喷射位置的不同，点燃式发动机主要分为进气道燃油喷射

发动机、缸内燃油直喷发动机和复合喷射发动机等类型。

四、简答题

10.试对•比四冲程内燃机和二冲程内燃机结构和二作原理的差异及优缺点。

答：叫冲程内燃机通过活塞的四个行程（即进气、压缩、做功和排气四个独立行

程）完成一个工作循环，曲轴转两圈做功一次，其结构复杂、带有独立配气机构，

优点是燃油经济性好、排放清洁、寿命长，缺点是结构笨重、成本较高。二冲程

内燃机则在活塞的两个行程内（即进气与压缩一个行程，做功与排气一个行程）

完成一个循环，曲轴每转一圈做功一次，结构简单、通常无气门而靠活塞控制进、

排气口，优点是功率密度大、重量轻且成本低，缺点是燃油效率低、污染严重且

磨损快。因此，叫冲程多用于汽车等对环保和节能要求高的场合，二冲程则常见

于对轻便性要求高的小型机械。

11.试述均质压燃（HCCI）发动机的原理及优缺点。

答：均质压燃（HCCI）发动机的工作原理是将燃料与空气预先混合成稀薄的均

质混合气，通过活塞压缩使其温度升高，直至自行着火燃烧。它结合了汽油机的

均质混合气特点和柴油机的压燃方式。其优点在于燃烧温度低且燃烧迅速，因此

热效率高、燃油经济性好，同时能大幅减少氮氧化物和颗粒物的排放。缺点是着

火时刻难以精确控制（通常认为HCCI的着火时刻是由化学反应动力学控制，不

同于汽油机的点火时刻控制和柴油机的喷油时刻控制），燃烧反应速率过快，在

高负荷下易爆震，低负荷下易失火，且运行工况范围较窄，对燃料特性敏感。因

此，着火和燃烧反应速率控制以及运行范围的拓宽是均质压燃燃烧需要解决1勺技

术难题。

12.试分析活塞式发动机与燃气涡轮发动机的差异性。

答：活塞式发动机属于间歇燃烧，通过气缸内活塞的往复直线运动将燃料燃烧产

生的压力转化为加轴的旋转动力。而燃气涡轮发动机属于连续燃烧，利用压气机

压缩空气后与燃料混合燃烧，高温燃气冲击涡轮叶片直接产生旋转动力。在结构

上，活塞式发动机部件多且复杂，但制造成本较低。燃气涡轮发动机结构相对紧

凑，但精密要求高、造价昂贵。在性能方面，活塞式发动机低速扭矩好、燃油经

济性较优，适合汽车等中小功率场景。燃气涡轮发动机功率重量比极高、运转平

2

稳且高速性能卓越，但低速效率差，因此广泛用于航空和大规模发电领域。

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第2章四冲程内燃机结构与原理

练习题

一、选择题

1.氢燃料内燃机的储氢罐的存储压力最高可达（D）。

A.1个大气压力

B.10个大气压

C.100个大气压

D.70（）个大气压

2.发动机各气缸工作容积的总和称为（C）

A.气缸排量

B.气缸工作容积

C.发动机排量

D.气缸总容积

3.在内燃机的机械损矢功率中占比最高的是（B）

A.附件的驱动损失

B.活塞和活塞环的摩擦损失

C.气门机构的驱动损失

D.以上都不是

二、判断题

4.外部混合式氢燃料内燃机容易出现如回火、早燃、爆震等异常燃烧现象。（J）

5.氢燃料发动机的火花塞间隙设订得相对较大，目的在于预防回火现象并促进

燃烧的稳定性。（X）

6.燃烧放热规律是在一定假设下根据热力学第一定律由示功图计算而得。（X）

三、填空题

7.热力损失角是由于发动机在工作过程中存在漏气和散热等能量损失造成的。

8.燃烧损失包括时间损失和不完企燃烧损失两个方面。

4

9.内燃机理想循环包刘定容加热循环、定压加热循环和混合加热循环三种类型。

四、简答题

10.试分析实际循环与理论循环差异的原因。

答：发动机实际循环与理论循环存在差异，主要是因为理论循环建立在诸多理想

化假设之上，而实际循环中则存在着各种不可逆损失。具体而言，实际工质并非

理想气体，其比热容随温度变化，且高温时会发生燃烧分解现象。气缸内的燃烧

过程需要时间，无法瞬间完成等容或等压加热，还存在后燃现象。此外，高温燃

气必然通过气缸壁向冷却介质传热，造成热损失。同时，进排气过程存在泵气损

失，工质也会发生泄漏，且实际换气过程无法做到完全清除废气。这些因素共同

导致实际循环输出的有效功减少，热效率低于理论循环。

11.试述提高内燃机工作循环热效率的措施。

答：提高内燃机工作循环热效率的核心思路是减少各种能量损失并优化燃烧过程。

在理论层面，可以通过提高压缩比来增大循环最高温度，以及采用绝热材料和减

少传热损失来使实际循环更接近理想的绝热过程。在实际应用中，主要措施包括

改善混合气形成和燃烧质量以实现等容燃烧，减少泵气损失和机械摩擦损失，以

及采用涡轮增压、稀薄燃烧、可变气门正时等先进技术来优化燃烧相位并提高排

气能量利用，甚至通过废热回收系统将部分排气能量转化为有用功，最终提升整

体热效率。

12.有一台2.0L的四冲程柴油机，在3800i7min转速下发动机的有效扭矩为270

Nm,燃油消耗量为23kg/h,试计算该柴油机的有效功率、平均有效压力、升功

率、燃油消耗率和有效热效率（假设柴油的低热值为43MJ/kg）。

答：已知四冲程柴油发动机予=4,排量V=2.0L,转速〃=3800r/min,有效扭

矩刀尸170N・m,燃油消耗量5=23kg/h,柴油低热值儿=43MJ/kgo则

（1）有效功率凡,：

•/?270N,加x3800“min=]43AW

P=------07

"95509550

5

(2)平均有效压力p»：

30*七30x4x107.43ZW

p,=-------=----------------=\JMPa

mnueV-n2.0Lx38(X)r/min

(3)升功率PL：

=△J07.43Z卬="72左w/£

/V2.0L

(4)燃油消耗率3

b.=—xlO3=2"ghxlOOO=214.1g/(kW.〃)

'P.107.43kW7

(5)有效热效率〃e：

H0:(43MJ[kg=43000kJ[kg)

3.6x1(产3.6x1(户_________

x100%=xl00%=39.1%

4人214.1g,/《W㈤x43000女〃&g

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第3章氢燃料内燃机换气与增压

练习题

一、选择题

1、影响充量系数的因素有进气状态、进气终了的气缸压力和温度、残余废气系

数、进排气相位角以及（D）。

A.转速

B.转矩

C.压缩比

D.气门重叠

2、氢气发动机采用废气能量利用的增压系统是什么系统？（B）。

A.气波

B.脉冲

C.恒流

D.恒压

3、在其它参数不变时，增加吸进空气的密度可以使升功率按比例增长，这就需

要（D）。

A.提高转矩

B.提高转速

C.降低噪音

D.增压技术

二、判断题

4、废气旁通阀和变截面涡轮都可以改善车用增压氢内燃机的转矩特性。（7）

5、增压内燃机由于流动阻力的原因，依然存在泵气损失。（《）

6、喘振是离心式叶轮机械所特有的一种异常工作现象。（Y）

三、填空题

7、发动机换气损失主•要由进气损失和排气损失两部分组成。

7

8、有气门重叠角比无重叠角的发动机充气效率高。

9、径流式涡轮增压器的三个主要组成部分是离心式压气机、径流式泯轮机和中

间体。

四、简答题

10、氢气发动机为什么要采用增压系统？

答：氢气发动机采用增压系统主要是为了解决其先天性的功率密度不足问题。由

于氢气密度极低，若采用缸外进气歧管喷射，氢气会占据大量进气容积，导致每

循环进入气缸的空气量大幅减少，从而使发动机升功率明显低于同排量的汽油机。

通过增压技术向气缸内压入更多空气，可以在不增大排量的前提下显著提高进气

量，从而允许喷入更多的氢气进行燃烧，最终提升发动机的功率输出和扭矩。此

外，增压还有助于优化燃烧过程，扩大稀薄燃烧极限，抑制异常燃烧，并能利用

更多的废气能量来提高整机的热效率。

11、氢气发动机增压系统有哪些主要类型？

答:氢气发动机的增压系统主要有废气涡轮增压、机械增压和电动增压三种类型，

以及它们组合使用的增压系统，如带废气旁通阀的涡轮增压、可变截面涡轮增压、

电辅助涡轮增压、电动可变截面涡轮增压、两级废气涡轮增压、两级电辅助涡轮

增压、两级可变涡轮增压等。

12、废气涡轮增压在氢气发动机中的应用有哪些优势和局限性？

答：废气涡轮增压在氢气发动机中的优势主要体现在能够利用原本浪费的排气能

量来压缩进气，显著提高进气密度，从而弥补氢气体积能量密度低的缺陷，提升

发动机的功率密度和热效率。同时，增压后的高温高压环境有助于改善氢气在稀

薄燃烧条件下的火焰传播速度，扩大稀燃极限，弃通过降低燃烧温度有效抑制氮

氧化物的生成。其局限性在于，氢气燃烧后产生的大量水蒸气会对涡轮叶片造成

腐蚀和冲击，且排气温度较低导致可用能量减少，使得涡轮增压器的匹配难度增

加；此外，增压后缸内温度和压力升高，容易诱发早燃和回火等异常燃烧现象，

对增压系统的耐热性、密封性和控制策略提出了更高要求。

8

9

第4章氢燃料供给与混合气形成

练习题

一、选择题

1.过量空气系数在何种情形时的混合气称为稀混合气？（C）

A.Lambda=1

B.Lambda<1

C.Lambda>1

D.Lambda=0

2.混合气分层对氢内燃机性能有何影响？（B）

A.对发动机性能无显著影响

B.能解决进气道喷射E寸的回火问题

C.会提高发动机的爆震倾向

D.会导致发动机功率下降，燃油经济性变差

3.在氢内燃机中，关于缸内直喷氢气技术的描述，以下哪项是正确的？

（D）

A.早期缸内直喷通常在进气门打开时实施氢气直接喷射。

B.晚期缸内直喷的喷射过程要在火花点火之后结束。

C.缸内直喷所需的喷射压力必须要不低于10MPa。

D.缸内直喷氢气相比进气道喷射氢气，能在相同发动机负荷下实现更高的发动

机热效率和更低的NCX排放。

二、判断题

4.氢燃料内燃机中，进气道喷射氢气会导致部分空气被氢气替代，从而影响发动

机的功率输出。（4）

5.氢燃料发动机的燃烧过程中，混合气的分层现象总是会导致发动机性能下降和

排放增加。（x）

6.氢燃料的最小点火能量与传统汽油发动机接近。（x）

三、填空题

10

7.氧气具有较短的淬演距离,使得氢火焰在气缸内更靠近壁面时才会熄灭。

8.通常而言，内燃机气缸内部的气体流动可归纳为三种主要方式：遇逸、滚流以

及挤流。

9.缸内直喷压力必须约为气缸压力的鼻乳才能保证氨气顺利进入燃烧室。

四、简答题

10.相比于进气道喷射而言，缸内直喷有什么优势？

答:相比于进气道喷射,缸内直喷技术的核心优势在于将燃油直接喷入气缸内部，

从而实现了更精确的燃油控制和更高的燃烧效率。由于燃油在缸内蒸发时能吸收

大量热量，显著降低了燃烧室温度，这不仅有助于抑制爆震、允许采用更高的压

缩比来提升热效率，还能使混合气充量密度增大，提高了充气效率，进而获得更

大的功率输出。此外，缸内直喷可以实现稀薄燃烧和分层燃烧，即只在火花塞附

近形成浓混合气，整体上使用极稀的混合气，从而大幅降低泵气损失和部分负荷

下的油耗，同时冷启动时也能更精准地控制喷油，减少未燃碳氢化合物的排放。

11.简述电控喷射系统的组成。

答：电控喷射系统主要由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器三大部分组成。

传感器负责实时监测发动机的各种运行参数，如空气流量、进气压力、曲轴位置、

节气门位置以及排气中的氧浓度等，并将这些信号转换为电信号传递给ECUo

ECU作为控制核心，取据接收到的信号和内部存储的程序进行运算处理，精确

计算出所需的喷油（气）量和喷油（气）时刻，并发出控制指令；执行器则根据

ECU的指令准确动作，主要是控制喷油器（或喷气阀）开启时刻和持续时间来喷

油（气），同时也会控制点火线圈等其他元件，从而实现对发动机工作过程的精

确控制。

12.燃烧室中气流运动对混合气形成与燃烧有何促进作用？又带来何种负面影响？

答：燃烧室内的气流运动主要通过涡流、滚流和挤流来促进混合气形成与燃烧。

它能将燃油撕碎并均匀散布，加速油滴蒸发以实现快速混合，同时增强火焰择面

的扰动，大幅提高火焰传播速度，使燃烧更充分、更迅速，从而提升热效率并抑

制爆震。但过强的气流运动会增加向燃烧室壁面的传热损失，导致更多热能散失。

同时可能使部分混合气过于稀薄或浓集，反而增加未燃尽碳氢和一氧化碳的排放;

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此外，组织强烈气流还会增加进气阻力，消耗部分发动机功率，对低负荷工况的

燃烧稳定性也可能带来不利影响。

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第5章氢燃料内燃机燃烧

练习题

一、选择题

1.在点燃式内燃机中，从电火花跳火开始到火焰核心形成之前的这段时间称为

（B）o

A.火焰传播期

B.着火延迟期

C.补燃期

D.急燃期

2.电火花点火是一种常用的点火方法，它主要通过什么方式点燃可燃混合气？

（C）

A.高温气体

B.炽热物体

C.电极间的火花放电

D.小火苗

3.在稀薄燃烧条件下，掺氢能改善天然气发动机动力性能的主要原因是（C）

A.氢气的高体积热值弥补了稀燃能量损失

B.氢气抑制了CO排放的生成

C.氢气提高了火焰传播速度并扩展稀燃极限

D.氢气降低了缸内最高燃烧温度

二、判断题

4.在点燃式内燃机中，补燃期应尽量缩短，以减少不完全燃烧产物和排气带走的

热量损失。（〈）

5.对氢氨双燃料内燃机而言，主动射流模式可以在低氢能比下，实现更稳定的燃

烧和更高的热效率。（Y）

6.链式着火理论适用于解释所有可燃混合物的着火过程。（x）

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三、填空题

7.压燃式内燃机的典型燃烧过程分为四个时期，分别是滞燃期、急燃期、缓燃

期和后燃期。

8.电火花点火是一种常用的方法，它通过在燃烧装置上安装点火电极，并利用虫

极间的火花放电来点燃可燃混合气。

9.在燃烧理论中，自燃有两种类型，即热力自燃和链式自燃。

四、简答题

10.利用链式反应着火理论解释滞燃期的形成机理。

答：在燃料喷入燃烧室后的初始阶段，虽然温度已达到反应临界值，但混合气中

尚未积累足够的高活性自由基，链式反应处于缓慢的链引发和分支初期，反应速

率较低，放热微弱，无法形成明显火焰；只有当链分支反应不断增殖，自由基浓

度超过临界值并引发快速链传递时，才会出现剧烈氧化放热并着火，这段自由基

积累所需的准备时间即为滞燃期。

11.比较进气道预混技术与缸内直喷技术在掺氢方式上的优缺点。

答：进气道预混技术是将氢气在进气歧管或进气道内与空气预先混合后再进入气

缸，其优点是结构简单、易于实现均质混合，但缺点在于氢气占据进气容积导致

升功率下降，且存在回火风险。缸内直喷技术则是在压缩行程后期直接将高压氢

气喷入气缸，优点是可避免回火、通过缸内冷却效应提高充气效率从而提升功率

密度，并能实现分层燃烧优化热效率，缺点是对喷氢系统和密封要求高、混合气

制备时间短可能导致局部不均匀。

12.简述氢-柴油双燃料发动机中掺氢对碳烟(Soot)排放的抑制机制。

答：一方面,氢气燃烧时产生的大量高活性OH自由基会加速碳烟前驱物(例如：

多环芳香烧)的氧化过程，打断碳烟生成路径；另一方面，氢气的高火焰传播速

度改善了缸内流动燃烧速率，使柴油喷雾区域局部缺氧现象减轻，同时氢气燃烧

本身不含碳，直接降低了混合气中的碳浓度，从而从源头上减少了碳烟的形成。

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第6章氢燃料内燃机异常燃烧与抑制方法

练习题

一、选择题

1.以下哪个不是氢气异常燃烧的原因（B）。

A.氢气的最小点火能量低

B.氢气的热值大

C.氢气的火焰传播速度快

D.氢气的可燃范围宽

2.以下哪个技术不能抑制氢气异常燃烧（B）。

A.缸内直喷

B.泯轮增压

C.废气再循环

D.喷水技术

3.以下关于氢内燃机燃烧循环波动的说法，错误的是（C）。

A.利用增压器提高进气压力，增加缸内气体密度和湍动能，促进混合气的充分

混合，有助于改善燃烧循环波动

B.氢内燃机燃烧循环波动的增加主要归因于稀薄混合气导致的点火稳定性下降

以及火焰传播速度的降低

C.燃烧循环波动只以最高燃烧压力的循环变动系数来表示

D.火焰发展期的长短对最大燃烧压力的循环变动具有决定性影响

二、判断题

4.早燃是发生回火的前兆。早燃使得燃烧室温度升高，最终导致连续燃烧循环中

的回火。因此，任何有助于避免早燃的措施也会降低回火的风险。（Y）

5.为了达到最低的排放，喷水时刻则应尽量选择在压缩行程的前期，以降低燃烧

温度并减少NOx生成。（X）

6.氢燃料内燃机的废气主要由水和氮气组成，通过废气再循环技术，可以提高进

气的比热，降低燃烧的速率和温度，从而避免异常燃烧风险。（4）

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三、填空题

7.氢气早燃是指发生在发动机压缩行程中，进气门关闭后,进入到燃烧室内

的预混合气，由于缸内炽热点或者残余电荷的影响，发生非正常的提前点火的一

种不正常的燃烧现象。

8.氢内燃机燃烧过程光学测试方法主要有纹影法、激光诱导荧光，粒子图

像测速，这些方法可用于测试缸内火焰发展速度和形态、分析氢气燃烧过程及

燃烧产物的分布。

9.氢燃料发动机在特定工况下，可能会发生爆震现象，这通常是由于气缸内末

端混合气受热自燃所致。

四、简答题

10.氢燃料内燃机为什么容易发生异常燃烧？

答：氢燃料内燃机因点火能量极低、火焰传播速度快、可燃范围宽、淬熄距离小、

扩散性强，极易在压缩行程被热点或表面提前点燃，从而引发早燃、回火、爆燃、

等异常燃烧现象。

(1)氢的点火能量极低，极易被燃烧室热点、积碳、火花塞炽热点引燃。

(2)火焰传播速度极快，燃烧反应剧烈，易出现爆燃、早燃或回火。

(3)氢的可燃范围宽，淬熄距离小，稀混合气到浓混合气都能烧，异常点火无处

不在。

(4)氢扩散性极强，易在进气道、燃烧室死角形成可燃混合气，引发异常燃烧。

11.氢燃料内燃机异常燃烧概念与分类？

答：概念：氢燃料内燃机异常燃烧，是指因氢气独特燃烧特性而导致的，任何与

理想受控稳定燃烧循环相偏离的燃烧过程。

分类：

(1)早燃：火花塞点火前氢气混合气由燃烧室炙热表面、积碳热点等提前点燃。

(2)爆燃：末端混合气在火焰锋面到达前发生自燃，产生高频压力波。

(3)回火：进气门开启期间，火焰传播至进气管，引燃进气道内的新鲜混合气。

12.氢燃料内燃机异常燃烧的抑制方法？

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答；主要从燃料控制、结构设计和运行策略三方面入于；

(I)稀薄燃烧：采用过量空气系数远大于1的稀混合气，降低火焰传播速度和燃

烧温度，从根本上抑制爆燃和早燃。

(2)废气再循环：引入部分废气稀释混合气，降低燃烧反应速率和最高燃烧温度,

抑制自燃倾向。

(3)推迟喷氢(进气冲程后期喷氢)：避免氢气过早与空气混合，利用新鲜空气

冷却进气门和燃烧室，减少回火和早燃。

(4)缸内高压直喷：在进气门关闭后喷氢，彻底消除回火风险，同时通过分层燃

烧控制燃烧速率。

(5)降低压缩比：适当降低几何压缩比，控制压缩终了温度和压力，降低爆燃倾

向。

(6)燃烧室结构优化：设计良好的挤流和涡流，加强冷却效果，消除燃烧室内的

热点。

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第7章氢燃料内燃机排放与控制技术

一、选择题

1.以下关于NO的说法，错误的是（C）

A.在火焰后形成的NO常常高于火焰前端产生的NO

B.在氢燃料内燃机中，NO产生的机理主要是热力型NO

C.快速型NO只产生于稀碳氢化合物的反应中

D.热力型NO的生成速率对温度有很强的依赖性

1.关于缸内喷水技术，不正确的说法是（D）

A.控制NOx可以从降低燃烧室温度出发，采用缸内喷水技术是有效措施之一

B.水蒸气的存在会降低缸内燃料化学反应速率

C.对■汽油机而言，喷水可能会带来额外的排放问题

D.水会使氢气燃烧过程中O和OH自由基浓度增加，导致火焰传播速度减慢

2.关于NO、排放的控制，以下说法正确的是（B）

A.NOx排放与当量比的关系分为三个不同的阶段

B.对于氢内燃机而言，采用浓燃和稀燃策略均可以有效降低其NO、排放

C.SCR系统的NO、总，本转化效率，只取决于催化剂的工作温度

D.直喷氢内燃机的NOx排放水平主要受过量空气系数和增压压力的影响

二、判断题

4.喷氢提前角过大将导致发动机工作粗暴，且氮氧化物排放增加。（X）

5.选择性非催化还原技术应用的温度条件比选择性催化还原技术高。（4）

6.采用废气再循环能有效降低NO,排放，因此EGR率越高越好。（X）

三、填空题

7、三元催化转换器的功能是一将CO、HC和NOx转化为无害的CO2、H2O和

N2o

8、废气再循环会使混合气的着火性能和发动机输出功率降低。

9、生成氮氧化物的二个要素是高温、富氧和高温持续时间长。

18

四、简答题

10.简述选择性催化还原技术与选择性非催化还原技术的区别。

答：

（1）反应机理不同：

SCR：在催化剂的作用下，利用还原剂（如尿素水解产生的氨气）将NOx还

原为N2O

SNCR：无需催化剂，直接在高温炉膛或排气道内喷入还原剂，使其与NO,

发生还原反应。

（2）温度窗口不同：

SCR：反应温度较低（通常为25（）~5（）0。0。

SNCR：反应温度要求较高（通常为850~1050。0。

（3）催化效率不同:

SCR：效率高（可达90%以上），可控性好。

SNCR：效率较低（30%〜50%）,且对温度窗口依赖性强，氨逃逸风险大。

11、三元催化技术合理使用的前提是什么？并分析影响三效催化转换器寿命的

主要因素？

答：

1）合理使用的前提：

发动机必须在理论空燃比附近工作。因为三元催化器只有在空燃比接近

14.7:1的狭窄窗口内，才能同时对CO、HC和NOx实现高效净化（需氧气传感

器闭环控制）。

（2）影响寿命的主要因素：

热老化：长期在高温环境下工作（如怠速过高、点火不良导致后燃），会导

致催化剂载体烧结、活性组分流失。

化学中毒：燃料或润滑油中的硫、磷、铅等元素会覆盖催化剂活性位，导致

永久性失活。

物理损伤：排气脉冲冲击、热应力开裂或积碳堵塞载体通道。

氢脆风险：对于氢内燃机，若排气中含水蒸气量高，需考虑载体涂层材料的

抗老化性。

19

12、简述贫燃料NO、捕集技术的原理。

答：贫燃料NOx捕集技术，即LNT技术主要用于稀燃发动机，通过周期性吸附

与再生工作。

吸附阶段：在稀燃状态下（过量氧气存在），排气中的NO在贵金属催化下

被氧化为NO2,并以硝酸盐或亚硝酸盐的形式储存在碱土金属吸附层。

再生阶段：当吸附剂接近饱和时，电控系统短暂加浓混合气，使排气处于富

氧状态。此时，NOx从吸附剂中释放，并与还原性成分在贵金属上反应，被还原

为无害的氮气。

20

第8章氢燃料内燃机电子控制与试验

练习题

一、选择题

1.以下氢内燃机控制系统软硬件设计，错误的是（A）

A.霍尔式位置传感器具有抗干扰能力强、信号稳定，无需外部电源供电等特点

B.正常情况下，油门踏板的输入电压值至少应为0.75V和0.375V

C.为抵御瞬态高压脉冲对ECU内部元器件的潜在威胁，可采用瞬态抑制二极管

（TVS）

D.为了保证高压氢气喷嘴快速打开和运行稳定，要求采取电流闭环的控制策略

保证氢气喷嘴电流变化与设计要求一致

2.关于氢内燃机试验安全性要求，正确的说法是（C）

A.氢内燃机试验环境大必要设置防爆墙

B.在控制间、供氢站等位置不需要安装手动急停装置应对异常状况的发生

C.在氢内燃机试验台架上，有必要在氢气可能聚积的位置安装至少一个氢气泄

漏探测传感器，实时监测氢气浓度

D.气道喷射发动机的氢气喷嘴密封不严也会发生泄漏，但不需要在空气进气管

空滤前安装氢浓度传感器监测氢气浓度

3.关于氢燃料内燃机特性试验，以下说法错误的是（B）

A.负荷特性是指内燃机性能指标随负荷变化的规律

B.万有特性可以转速或负荷为横坐标，性能指标为纵坐标

C.万有特性中最佳油耗区通常出现在大负荷区域

D.氢内燃机转速越高，过量空气系数越大，NOx排放越低

二、判断题

4.当氢浓度探测仪检测到氢气泄漏的浓度达到100ppm,将触发系统声光报警,

红色指示灯闪烁并伴有蜂鸣相报警，此时必须马上切断供氢管路。（X）

5.涡轮增压直喷氢内燃机为了保证在高转速和最大功率工况具有较低的NO、排

放水平，过量空气系教应维持较稀混合气，导致有效转矩和热